唐軍生，韋 剛，李 藝，王小林

（廣西大藤峽水利樞紐開發(fā)有限責任公司，530200，南寧）

大藤峽水利樞紐工程船閘（簡稱大藤峽船閘）布置在主壩左岸，是國內(nèi)水頭最高的單級船閘，按單線單級3000 t級進行設(shè)計，級別為Ⅰ級，閘室有效尺度為280 m×34 m×5.8 m（長度×寬度×門檻水深）。船閘上游最高通航水位61 m，下游最低通航水位20.75 m，最大工作水頭40.25 m，設(shè)計輸水時間15 min。船閘主體工程于2015 年9 月19 日開工建設(shè)，2020 年3 月31日通過試通航驗收，2020 年4 月1 日開始試運行。

大藤峽船閘位于西江黃金水道“咽喉”位置，匯集紅水河、柳江的水上運輸，是廣西柳州、來賓等地營運船舶東出粵港澳大灣區(qū)的必經(jīng)之路，是珠江黃金水道的重要中樞，也是廣西壯族自治區(qū)向東融入粵港澳大灣區(qū)的重要戰(zhàn)略支撐。大藤峽船閘自試通航起，持續(xù)面臨過閘需求大、下游天然航道淺、枯水期來水不足等制約船閘安全高效通航問題，必須采取有效措施，保障水路運輸物流暢通，助力地方經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。

一、大藤峽工程航運功能定位

大藤峽水利樞紐工程的航運任務(wù)是改善黔江航道通航條件，提高黔江航道標準。黔江干流為典型山區(qū)河流，大藤峽峽谷是廣西最大、最長的峽谷，航道窄、水流急、落差大、流態(tài)紊亂，因水上安全事故頻發(fā)素有“魔鬼航道”之稱，穿越41 km的大藤峽峽谷需耗費近4 h，航運效率低且夜間無法航行，枯水期僅可通行300 t及以下船舶。

2020 年3 月大藤峽水利樞紐工程一期蓄水后，渠化庫區(qū)航道超100 km，險灘暗礁永沉江底，黔江干流“魔鬼航道”成為“潮平兩岸闊”的“水上高速”。通航噸級提高到內(nèi)河航運的最高Ⅰ級航道標準3000 t 級，2500 t級船舶可開到柳州，3000 t級船舶可直抵來賓，船舶營運徹底告別“靠天吃飯”的窘境。工程蓄水前后大藤峽黔江航段對比見圖1。

圖1 大藤峽水利樞紐工程蓄水前后的大藤峽黔江航段

二、大藤峽船閘通航現(xiàn)狀與面臨問題

1.實際貨運量超出設(shè)計值

大藤峽船閘以2010年大藤峽過壩貨運量750萬t為基數(shù)計算通過能力進行設(shè)計，預(yù)測2020年、2030年、2040年三個水平年的貨運量分別為1500萬t（其中上行402萬t，下行1098萬t）、3526萬t（其中上行987萬t，下行2539萬t）、4513萬t（其中上行1252萬t，下行3261萬t）。設(shè)計單向通過能力為3741萬t。

大藤峽船閘過閘貨運量預(yù)測值與實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)相差較遠。如，2020年船閘僅運行9個月下行貨運量就達1062.7萬t，已基本接近設(shè)計預(yù)測下行貨運量1098萬t；2021 年全年實際下行貨運量達1709 萬t，超出設(shè)計預(yù)測的35.3%；2022年全年實際下行貨運量達2237.2萬t，超出設(shè)計預(yù)測的53.8%。貨運量預(yù)測值與實際值對比見表1。

表1 2020—2022年大藤峽船閘貨運量情況單位：萬t

2.過閘需求持續(xù)增加

廣西作為砂石骨料外銷大省，低成本的水路運輸是其發(fā)展優(yōu)勢之一。粵港澳大灣區(qū)建設(shè)中70%的建筑材料，如砂石、水泥等，都來自大藤峽工程上游地區(qū)。隨著大藤峽船閘通航，沿江地區(qū)水運條件改善，水路運輸需求急劇增加，同時也吸引了一大批建材企業(yè)在上游柳江、紅水河、黔江沿線布點設(shè)廠。近年上游地市大力發(fā)展資源產(chǎn)業(yè)，砂石料開采、建材生產(chǎn)規(guī)模增大，產(chǎn)能高達6000萬t/a，大量建筑材料通過成本低、運量大的水運方式運往下游珠三角地區(qū)，大藤峽船閘是必經(jīng)之路，因此過閘需求呈暴發(fā)式增長，遠超船閘設(shè)計單向通過能力。同時，受水運市場影響，在相同的水運距離下，黔江航線運價幾乎為郁江（西江干流另一支流）航線運價的兩倍，受經(jīng)濟利益驅(qū)使，大部分船舶選擇黔江航線營運，加劇了大藤峽船閘過閘需求，待閘船舶數(shù)量持續(xù)增加、居高不下。

2020年4月至今，大藤峽船閘待閘數(shù)量（月度總和）整體呈階躍式上漲。2020年試通航初期大藤峽船閘月度待閘數(shù)量總和在1 萬艘次以下，2022 年增長至3 萬艘次以上，最高超過5萬艘次（見圖2）。

圖2 大藤峽船閘待閘數(shù)量（月度總和）趨勢

3.上下游航道等級不匹配

大藤峽船閘上游航道等級已經(jīng)達到Ⅰ級，但下游天然航道在2022年完成疏浚整治工程后僅從Ⅴ級提升為Ⅱ級，未與上游航道完全匹配，水位雖滿足設(shè)計最低通航水位要求，但部分航段水深不能完全滿足設(shè)計船舶吃水要求。尤其在每年進入枯水期后，來水流量不足，下游航道水深往往無法滿足大部分重載船舶的航行，船舶只能長期待閘在上游，或者在水上卸掉部分貨物，降低吃水深度，才能順利通過下游航段。受此影響，過閘船舶貨運能力被大幅度限制，核載4000 t、5000 t的大型船舶，枯水期往往只能裝載2000 t左右，很大程度上制約了大藤峽船閘的通貨能力。

三、通航效率提升措施

1.根據(jù)航道疏浚情況逐步延長運行時間

2020年4月開始，按交通部門批準，大藤峽船閘每天僅運行10小時；同年11月，船閘具備24小時通航條件，但下游至三江口河道未疏浚，按航道管理部門要求，船閘實際每天運行13小時；2022年5月，根據(jù)海事部門的管控要求，分階段實施空載船舶夜航上行，大藤峽船閘實際每天運行19 小時；2023 年4 月，下游航道疏浚完成，大藤峽船閘開始24小時運行。

由于每天通航時長相對固定，每次延長通航時間，對待閘船舶數(shù)量的增長僅僅起到一時的緩解作用，隨著時間推移，營運船舶數(shù)量持續(xù)增加，待閘船舶數(shù)量將再次上漲。大藤峽船閘現(xiàn)已24 小時通航，通航時間已無延長空間，對通航效率的提升將不再起作用。

2.精心運維，保障運行安全穩(wěn)定

大藤峽船閘是單線船閘，一旦出現(xiàn)設(shè)備重大故障或船舶水上事故，黔江航線將全線斷航。因此確保船舶通航安全和設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運行，是提高船閘通航效率的先決條件和首要措施。

在設(shè)備健康保障上，大藤峽公司船閘中心加大設(shè)備巡檢、點檢力度，維護人員24 小時待命在崗，在通航過閘的間隙時間及時進行缺陷處理、故障消除，并結(jié)合3 次年度檢修，消除設(shè)備設(shè)施“頑癥”及運行隱患，將船閘月均故障次數(shù)降低78%，主要設(shè)備設(shè)施穩(wěn)定運行，試運行以來未因設(shè)備故障影響通航。

在運行管理上，通過靠前調(diào)度確保上下游靠船墩始終處于有船狀態(tài)，以實現(xiàn)船舶進出換擋無縫連接；通過優(yōu)化過閘排擋和指引，提高閘室利用率，減少船舶進出閘和移泊時間；根據(jù)實時氣象水文信息，精準預(yù)判流量，科學(xué)合理指導(dǎo)船舶裝載；同時根據(jù)船舶吃水以及實時水情，動態(tài)調(diào)整調(diào)度方式，確保閘室空間利用率達到最優(yōu)，以不斷提高過閘效率。另外，將上游待閘區(qū)域劃分為2個錨地，嚴格控制近壩區(qū)域待閘船舶數(shù)量，保障汛期通航安全暢通。

3.航電協(xié)同，盤活枯水期運力

黔江澇旱急轉(zhuǎn)的季節(jié)性水情特點與船舶大型化的趨勢交織，出現(xiàn)枯水期“過得了船閘，下不去航道”的窘境。以往每年進入枯水期，大藤峽下游自然航道水深往往不足2 m，大部分重載貨運船舶無法滿足吃水條件，只能長時間待閘等候合適水情，影響沿江產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)，更重要的是威脅船舶行駛安全。

大藤峽水利樞紐工程蓄水、船閘通航后發(fā)揮綜合作用，采取航電協(xié)同調(diào)度方式應(yīng)對枯水期，在滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求同時，每日集中在特定時段加大發(fā)電出庫流量，計劃性地抬高下游航道水深，幫助重載船舶順利下航，避免黔江水運航線因季節(jié)性枯水引起的斷航，保障流域上下水路貨運安全暢通，釋放大藤峽水利樞紐工程船閘通航的內(nèi)在潛力。根據(jù)船舶調(diào)度情況，2020年至2022年的枯水期，大藤峽船閘每天過閘船舶數(shù)量以及通貨量相對豐水期并沒有出現(xiàn)明顯下滑，可見“航電協(xié)同”調(diào)度措施對枯水期期間的大藤峽船閘通航效率提升作用較大。

4.開發(fā)智能過閘管理系統(tǒng)

開發(fā)了一套具有圖像識別、分析決策、綜合管理完整功能的船舶過閘智能管理系統(tǒng)（圖3），通過綜合運用計算機視覺、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術(shù)，建立了一套功能較為完整的船舶過閘管理、船閘自動控制的智能化綜合應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)可自主完成船舶目標跟蹤、船舶身份識別、系船柱系纜識別、界限線及越線識別、閘室狀態(tài)分析識別、安全風險分析及預(yù)判預(yù)警等關(guān)鍵功能，極大提高了大藤峽船閘的自動化程度和智能化水平，大大減少人為干預(yù)環(huán)節(jié)的過閘流程耗時，提高通航效率。

圖3 大藤峽船閘智能過閘系統(tǒng)

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，相對傳統(tǒng)的人工干預(yù)集控系統(tǒng)，大藤峽船閘智能過閘系統(tǒng)平均每閘次用時縮短3～5 min，提升船閘約7%的通航能力，初步估算每年至少能為船閘運行節(jié)省約180萬元的人員開支。同時，系統(tǒng)設(shè)計的閘室系纜及越界預(yù)警，能夠最大程度降低相關(guān)安全風險，有效提高船閘運行安全性。

四、提效措施下的航運效益

在通航效率提升措施作用下，大藤峽船閘每日通航閘次數(shù)從最初的4～6閘次提高至目前的16～18閘次，運行安全性、穩(wěn)定性不斷提高，通航效率已達到同級別船閘先進水平。大藤峽船閘試通航至今，其所處的黔江航線未因季節(jié)性枯水或設(shè)備設(shè)施故障而斷航，通航保證率高達92%，為廣西全面對接粵港澳大灣區(qū)提供了一條穩(wěn)定、高效的水路，年貨運量持續(xù)大幅度增長。大藤峽船閘過閘核載量2020年為2545萬t，2021年達到4960萬t，同比增長95%；2022年達到6301萬t，同比增長27%。通航至今累計過閘船舶超8.7萬艘次，核載總量超2億t，帶動地方超百億元產(chǎn)業(yè)發(fā)展（圖4）。

圖4 大藤峽船閘2020—2022年過閘船舶數(shù)及核載貨運量

大藤峽水利樞紐作為珠江黃金水道重要中樞，為廣西及西南地區(qū)與珠三角各地的物資交流提供了良好的水路運輸保障，尤其在釋放廣西砂石等自然資源優(yōu)勢中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。得益于大藤峽船閘的通航，來賓港貨物吞吐量連年激增，成為廣西內(nèi)河第三大港口。來賓港貨物吞吐量在大藤峽船閘開通當年便上漲69.2%，2022 年達到2171 萬t，是2020 年的2.5 倍（表2）。同時沿江地區(qū)承接?xùn)|部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移勢頭明顯提升，促進了沿江產(chǎn)業(yè)帶的形成，例如來賓市武宣縣廣西新東運礦業(yè)有限公司總投資40 億元新建砂石骨料和水泥生產(chǎn)線，年產(chǎn)1000 萬t 優(yōu)質(zhì)骨料，通過水運直達大灣區(qū)。大藤峽水利樞紐成為粵港澳大灣區(qū)重要的自然資源門戶，為源源不斷向大灣區(qū)建設(shè)輸送資源提供了強有力的支撐，也進一步拉動西南地區(qū)加快融入粵港澳大灣區(qū)，不斷激發(fā)各地區(qū)“向海經(jīng)濟”發(fā)展原動力。

表2 2019—2022年廣西內(nèi)河港口貨物吞吐量前五名單位：萬t

五、結(jié) 語

大藤峽船閘因其特殊的地理位置以及地方經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，通航伊始便擔負船舶過閘需求激增的巨大通航壓力。為克服過閘需求大、下游天然航道淺、枯水期來水不足三大制約船閘安全高效通航的主要因素，大藤峽船閘采取了相應(yīng)措施，大幅度提高了過閘效率，降低了船舶待閘時間，緩解了通航壓力，在超出船閘設(shè)計通過能力的貨運需求下，極大程度緩解了大藤峽船閘待閘船舶數(shù)的增長，確保了大藤峽水利樞紐所在流域的水路運輸物流暢通，為服務(wù)地方經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展源源不斷釋放其“黃金效益”。這些措施在內(nèi)河水運樞紐尤其是普遍存在“航電矛盾”的綜合型樞紐的通航保障工作中具有借鑒意義。