馮衛(wèi)
摘 要:為了充分發(fā)揮長江口南槽航道通航功能,有效減緩北槽深水航道通航壓力,在對長江口南槽航道5.5m水深疏浚航段進(jìn)行效果評價(jià)的基礎(chǔ)上,結(jié)合引航工作的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn),闡述長江口南槽航道應(yīng)進(jìn)一步疏浚的必要性。
關(guān)鍵詞:長江口航道 南槽航道 疏浚 分流 必要性
1.引言
作為長江的入海通道,長江口航道是黃金水道的咽喉,是關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局的重要戰(zhàn)略運(yùn)輸通道。隨著上海國際航運(yùn)中心建設(shè)、上海自貿(mào)區(qū)戰(zhàn)略的實(shí)施,以及“兩帶一路”國家戰(zhàn)略的逐步推進(jìn),進(jìn)出上海港及長江沿岸港口的船舶流量日益增加,給長江口航道帶來了巨大的通航壓力。
南槽航道作為長江口“一主兩輔一支”航道體系的重要組成部分,是進(jìn)出長江口四條通道中船舶流量最大的航道,其船舶流量約占進(jìn)出長江口航道船舶總流量的65%以上,且呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。南槽航道是小型船舶和實(shí)載吃水較淺的大中型船舶進(jìn)出長江口的主要航道,也是長江~洋山港江海聯(lián)運(yùn)的重要通道,主要通航實(shí)際吃水7m以下的船舶,南槽航道在減輕北槽深水航道通航壓力方面發(fā)揮著不可替代的作用?!渡虾8坶L江口水域交通管理規(guī)則》第五條明確規(guī)定,不受南槽水位限制的船舶,不得從北槽航槽通過。
2.南槽航道概況
南槽航道地理位置(圖1)自圓圓沙燈船到南槽燈船,全長86km(46.7海里)。上世紀(jì)70~80年代,南槽航道曾是船舶進(jìn)出長江口的主航道,疏浚維護(hù)水深7m,但在上世紀(jì)80年代中期受臺(tái)風(fēng)驟淤影響,航道幾乎淤平,因維護(hù)代價(jià)太大,主航道改遷到北槽。此后,南槽航道一直利用自然水深通航。目前,南槽上段自然水深可達(dá)10m(理論最低潮面,下同)以上;中上段存在攔門沙淺段,水深約為5.0~6.0m;向口外水深增加,水深約為7~10m。受南槽攔門沙淺灘水深的限制,吃水相對較大的船舶需乘潮通航。2009年以前,攔門沙淺灘段水深大于5.5m,基本可以滿足船舶通航要求。然而,近年來該段航道水深有所淤淺,局部航道段出現(xiàn)水深小于 5m的淺點(diǎn),船舶通航安全及通航效率受到較大影響,甚至出現(xiàn)船舶擱淺情況,迫使部分吃水6~7m的船舶不得不改走北槽,擠占了只能走北槽的大型船舶的通航,使得北槽航道通航壓力增加,整個(gè)長江口水域的船舶通航效率降低。
3.南槽航道疏浚現(xiàn)狀
為了適應(yīng)長江流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展,充分發(fā)揮長江口南槽航道通航功能,努力減緩北槽深水航道通航壓力,逐步完善長江口航道體系,根據(jù)《長江口航道發(fā)展規(guī)劃》,2013年交通運(yùn)輸部長江口航道管理局先期開展了長江口南槽5.5m水深航道建設(shè)工程,該疏浚工程位于南槽航道中段(圖2),挖槽長度約15km,設(shè)計(jì)航道深度5.5m,相應(yīng)的航道有效寬度為250m,疏浚后中間深槽可滿足5000噸級(jí)散貨船滿載乘潮雙向通航和20000噸級(jí)散貨船減載乘潮雙向通航的需求,并交錯(cuò)布設(shè)虛擬航標(biāo)進(jìn)行標(biāo)示內(nèi)航道走向和邊界線,小船則在深槽的兩側(cè)航道航行,外航道外設(shè)置側(cè)面燈浮標(biāo)進(jìn)行標(biāo)示航道邊界線和走向。
在實(shí)際使用過程中,筆者發(fā)現(xiàn)南槽航道疏浚后的通航船舶數(shù)量與疏浚前相比變化不大,通航尺度基本沒有變化,沒有出現(xiàn)中大型船舶明顯增多的現(xiàn)象,說明南槽航道疏浚范圍和疏浚程度還不夠理想,沒有達(dá)到預(yù)期的疏浚效果。隨著我國建設(shè)上海國際航運(yùn)中心、上海自貿(mào)區(qū)戰(zhàn)略的實(shí)施,以及我國“兩帶一路”(長江經(jīng)濟(jì)帶、絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路)國家戰(zhàn)略的逐步推進(jìn),進(jìn)出上海港及長江沿岸港口的船舶將不斷增加,船舶大型化趨勢明顯,南槽航道5.5m水深將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增長的船舶通航需要,250m的航道寬度也將對船舶編隊(duì)航行和安全造成不利影響。
4.南槽航道進(jìn)一步疏浚的必要性
4.1疏浚航槽250m寬度難以滿足船舶通航需求,需進(jìn)一步疏浚拓寬
根據(jù)《長江口南槽航道疏浚工程工程可行性研究報(bào)告》(中交上海航道勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,2011年11月),目前南槽航道250m寬的疏浚航槽剛剛能夠滿足20000噸級(jí)散貨船減載乘潮雙向通航的需求,而且250m航槽寬度是在一種理想狀態(tài)下的計(jì)算數(shù)據(jù),沒有考慮到南槽航道小船密度大,穿越航道的情況時(shí)有發(fā)生,中間疏浚航槽的大船為了避讓小船需要更大的可航空間,此外船舶還可能發(fā)生在大風(fēng)浪引航作業(yè)區(qū)接送引航員做下風(fēng)或追越前船等情況,需要的航道寬度會(huì)更大。250m的疏浚航槽寬度難以很好地滿足船舶通航需求,筆者根據(jù)長期的引航實(shí)踐并結(jié)合南槽航道實(shí)際狀況,建議將疏浚航槽拓寬至500m,進(jìn)一步拓寬航槽寬度同時(shí)還基于如下幾點(diǎn)考慮:
(1)南槽航道面臨著船舶流量增加、主流船舶大型化趨勢明顯的變化,不僅是外輪,許多沿海航行的內(nèi)貿(mào)船和工程物料運(yùn)輸船載重越來越大、吃水越來越深,使用南槽疏浚航道的船舶數(shù)量會(huì)越來越多。
(2)在船舶大批量乘潮進(jìn)出港時(shí),為達(dá)到交通流理想的編隊(duì)尾隨狀態(tài),船舶之間會(huì)形成諸多追越局面,這就需要南槽航道保持更大的寬度以避免船舶間因相互作用、產(chǎn)生不利于安全的船吸現(xiàn)象。
(3)根據(jù)“水桶理論”(又稱“水桶定律”)的核心內(nèi)容“一只水桶盛水的多少,并不取決于桶壁上最高的那塊木塊,而恰恰取決于桶壁上最短的那塊”來理解,南槽航道疏浚后,衡量成敗與否的關(guān)鍵“短板”是10000噸級(jí)及以上(吃水大于7m,長度大于130m)必須使用南槽疏浚航道的船舶,數(shù)量較大,約占南槽交通流的20%,而疏浚航道寬度只占可航水域?qū)挾鹊?4%,應(yīng)該還有很大潛力可挖。
(4)南槽航道作為典型的受限航道(Restricted Channel),航道的有效寬度對小船影響較小,而對5000總噸以上的大型船舶影響較大。以相對寬度(即航道寬度W與船長L之比)來反映這種影響,當(dāng)W/L≤2時(shí),將引起船舶水動(dòng)力發(fā)生變化;當(dāng)W/L≤1時(shí),水動(dòng)力變化明顯。所以,當(dāng)航道寬度僅為250m(且為雙向),對船長在200m以上的大型船舶影響明顯,這將極大地影響船舶操縱性能。
(5)在同一交通流中,當(dāng)船舶密度過大時(shí),兩船船間距離越小,相互作用力越大,導(dǎo)致船舶危險(xiǎn)局面增加。船間作用力的大小約與兩船間橫距的4次方成反比;船間作用力矩約與兩船間橫距的3次方成反比。一般當(dāng)兩船間的橫距小于兩船船長之和時(shí),就會(huì)直接產(chǎn)生這種作用;兩船間橫距小于兩船船長一半時(shí),相互作用明顯增加,過度接近會(huì)直接導(dǎo)致碰撞危險(xiǎn)。
(6)當(dāng)實(shí)際風(fēng)力達(dá)到8級(jí)左右時(shí),引航船會(huì)移位至大風(fēng)浪引航作業(yè)區(qū)作業(yè)(備注:大風(fēng)浪引航作業(yè)區(qū)位于疏浚段內(nèi)),由于進(jìn)出口船舶為確保接送引航員的安全,需要有足夠?qū)挾鹊乃騺碜龊孟嘛L(fēng),而對某些重載吃水船舶而言,250m的航道寬度顯然無法滿足要求。
4.2疏浚航槽5.5m水深為北槽航道分流的作用不夠明顯,需進(jìn)一步疏浚挖深
由于航道水深條件難以滿足萬噸級(jí)及以上的船舶滿載通航需求,目前大部分2萬噸級(jí)的散貨船為了經(jīng)濟(jì)效益不愿意減載候潮通過南槽航道,從而造成北槽深水航道在進(jìn)口高峰時(shí)段十分擁堵,根本無法維持正常航速,用戶迫切希望能夠?qū)崿F(xiàn)大船小船分道航行,把北槽深水航道盡可能讓給大型船舶使用。
北槽深水航道還存在進(jìn)出口船與超規(guī)范船舶間沖突、大型國際郵輪進(jìn)出口時(shí)間與交管時(shí)間沖突兩大矛盾。由于《長江口深水航道船舶超寬交會(huì)通航安全管理辦法(暫行)》的限制和為北槽深水航道分流的需要,越來越多超規(guī)范船舶(如CAPE型散貨船、長江沿岸船廠新建的一萬箱左右的集裝箱船、大型LNG船、裝載橋吊的船舶、船寬達(dá)60m的“淡水河谷”級(jí)散貨船、VLCC等)存在從南槽航道通過的迫切需求。
由此可見,南槽航道需要承擔(dān)更多中小型船舶和部分超規(guī)范船舶通航的任務(wù),目前南槽航道疏浚段5.5m水深與日益增長的船舶通航需求不相適應(yīng),為北槽深水航道分流的作用不夠明顯。
如果南槽航道疏浚至6m,以歷年平均高潮位3.71m計(jì)算,吃水9m甚至在特大潮汛時(shí)9m以上吃水的船舶都能乘潮從南槽航道進(jìn)口。以1~2萬噸的散雜貨船舶為例,滿載吃水通常在8.5~9m之間,那么此類船舶完全能乘潮滿載通過南槽航道,不必去擠占北槽深水航道這一獨(dú)木橋,從而在很大程度緩解北槽深水航道目前的通航壓力。
我們以CAPE型散貨船從南槽航道出口為例,此類船舶螺旋槳沉浸吃水一般在8.5m(40萬噸級(jí)的VALE型甚至高達(dá)10m),如果吃水小于7m,根據(jù)主機(jī)操作規(guī)程只能使用“前進(jìn)一”(船速約6~7節(jié)),在漲潮流(流速約2~4節(jié))的影響下,航速很慢,需要對開航時(shí)間、流速判斷、船舶流量等因素有精確的計(jì)算,大大增加了此類船舶從南槽出口的風(fēng)險(xiǎn)。如果南槽航道疏浚至6m,不但可利用潮高的時(shí)段區(qū)間拉長,而且可以增加螺旋槳的沉浸,關(guān)鍵時(shí)刻可以適當(dāng)加車。如果CAPE型散貨船可以安全從南槽航道出口,將有效解決北槽深水航道超規(guī)范船舶間的沖突,有利于港航生產(chǎn),提高北槽深水航道的通航效率。
綜上所述,南槽航道需要進(jìn)一步疏浚至6m才能顯現(xiàn)作為承擔(dān)北槽深水航道主要分流航道的作用。根據(jù)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算,如果南槽航道水深疏浚至6m,進(jìn)出港乘潮保證率將超過95%。
4.3為全面改善南槽航道通航能力,需往上游進(jìn)一步疏浚拓展
南槽航道疏浚段目前水深達(dá)到了5.5m,在一定程度上改善了南槽航道的通航環(huán)境,但在疏浚段上游九段警戒區(qū)附近水域仍存在5m左右的淺點(diǎn),進(jìn)出口船舶一般按照最淺水深作為通航水深,使得南槽疏浚段5.5m的水深難以發(fā)揮其預(yù)期作用。因此,為了全面改善南槽航道的通航能力,應(yīng)進(jìn)一步往上游拓展疏浚以消除淺點(diǎn),提高南槽航道整體通航能力和效率。
5.結(jié)束語
綜上所述,南槽航道進(jìn)一步疏浚是十分必要的。疏浚航槽拓寬至500m,挖深至6m,同時(shí)向往上游拓展,將有效改善南槽航道水深狀況和通航條件,促進(jìn)南槽航道功能穩(wěn)定發(fā)揮,促進(jìn)船舶的分流。同時(shí)也將顯著改善長江口水域的通航條件,滿足船舶的通航需求,提高船舶通航效率,極大的釋放長江口航道的運(yùn)輸潛能,產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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