三峽樞紐礙航度測算及對策建議

蔣軍　付曉娜

【摘 要】 為定量評估三峽樞紐船舶通航狀況，引入“礙航度”概念，分析礙航度的影響因素，構建由5個可量化指標構成的綜合評估指標體系?；谀：C合評價法定量計算三峽樞紐2003―2014年的礙航度指標，并繪制礙航指數曲線。結果顯示：2020年、2030年三峽樞紐礙航度可能將高達0.9、1.0；屆時，三峽壩區船舶積壓狀況將非常嚴重，從而導致船舶運輸效率急劇下降，物流成本明顯提高。為此提出內部挖潛、翻壩轉運和新建船閘等對策建議。

【關鍵詞】 三峽樞紐；指標體系；礙航度；船閘；船舶交通流

0 引 言

當前，制約長江黃金水道建設的重要原因之一就是三峽樞紐的礙航問題。三峽船閘是雙線五級連續船閘，自2003年6月16日試通航以來，總體運行正常；但是，由于船閘實際運行條件與設計運行條件之間存在差距，運行和管理中也出現了一些問題，再加上近年來三峽過閘運量不斷增加，導致三峽樞紐“瓶頸”現象日益突出。據統計，2011年三峽船閘就超出了雙向1億t的設計通過能力，比預期提前了19年；2016年三峽船閘實際貨物通過量達到1.305億t，超出設計通過能力的30.5%。雙線船閘正常運行時，船舶平均等閘時間為2～。在船閘流量超限、樞紐沖沙、旅游黃金周、船閘應急搶修和計劃性停航修理等非正常運行期間，曾出現800余艘船舶積壓的情況，這不僅給航運企業造成經濟損失，還造成了較大的社會影響。近年來，隨著三峽大壩斷面貨運通過量的迅猛增加，三峽樞紐礙航效應愈加明顯。

目前，針對三峽樞紐礙航的定性研究較多，定量研究較少。為了定量評估三峽樞紐的船舶通航狀況，本文引入“礙航度”這個概念，在全面分析礙航影響因素的基礎上，構建綜合評估指標體系，運用模糊綜合評判法，定量計算三峽樞紐歷年的礙航度，并繪制出礙航指數曲線，針對三峽樞紐的礙航狀況提出相應的對策建議，以期給有關部門提供科學的決策參考。

1 礙航度的概念

1.1 定 義

礙航度是指在一定的通航環境下，航道、船閘、調度管理等非突發性因素對船舶通航的綜合影響程度，可以通過礙航指數來反映礙航度。

1.2 分 級

本文將礙航度的取值范圍定為0～1（見表1）：礙航度為1時，船舶完全不能通航，只能無限期等待或翻壩轉運；礙航度為0時，船舶可以無需等待，直接過閘；礙航度在0～1之間時，表示船舶可視具體情況等待過閘。

2 礙航度的影響因素

2.1 船閘利用率

從三峽船閘系統的總體角度考慮，船閘利用率越高，過閘貨運量越大，越接近甚至超過船閘的設計通過能力，就會影響船舶過閘的順暢性，從而導致三峽壩區滯留船舶逐漸增加，船舶待閘時間明顯延長。[1]

2.2 船閘通航調度水平

三峽和葛洲壩樞紐通航調度實行“統一調度、聯合運行”的原則，船舶過閘執行“一次申報、統一計劃、統一調度、分壩實施”的調度程序。船閘調度水平、引航技術水平以及應急反應速度是維持良好的水上交通秩序、確保船舶安全通航的重要條件。船閘調度管理水平越高，通航效率就越高，三峽樞紐的礙航程度就會相應降低。船閘通航調度水平可細分為通信信息管理水平、調度人員技術水平、調度設備先進水平等。

2.3 船舶交通流密度

交通量是指單位時間內通過水域中某一點的所有船舶的數量，交通密度是指單位面積內船舶的數量。通常情況下，交通量越大，交通密度越大，在一定程度上反映所在水域中船舶交通的繁忙程度和風險程度。

2.4 船舶標準化水平

當前，長江航運中的船舶存在平均噸位小、船型雜亂、標準化程度低的情形，部分船舶還存在技術狀況和安全性能較差的問題，影響長江航運的整體競爭力和服務效率。三峽工程蓄水后，川江航行條件和通航環境都得到了明顯改善。為提高三峽船閘的通過能力，保障船舶航行安全，避免船舶對庫區環境造成污染，迫切要求盡快提升船型標準化水平。一般來說，過閘船舶標準化水平越高，通航效率就越高，船舶礙航程度就會相應降低。

2.5 船閘停航檢修狀況

沖沙、設備檢修、例行保養、航道施工和海損事故等都會引起三峽船閘停航檢修，從而引起三峽壩區船舶滯留，導致礙航程度加??；因此，要降低礙航度，就必須科學制訂船閘停航檢修方案，力爭將對正常通航的影響降到最低。

2.6 氣象水文災害影響

當發生大風、濃霧、惡劣氣候等特殊氣象水文災害時，考慮到安全問題，三峽船閘會暫時關閉，導致船舶滯留。據統計，近年來三峽船閘因大風、大霧停航的時間明顯增加。

3 礙航度測算

3.1 礙航度評價指標體系構建

確定影響礙航度的關鍵因素主要有壩區因素和船舶因素，且它們對礙航度的影響程度相近；特殊情況引起的停航性礙航，因存在突發性和暫時性，其影響程度較小。因此，本文構建了三峽樞紐礙航度評價指標體系，并通過專家打分的方法計算得到各級指標的相對權重（見表2）。

3.2 礙航度評價指標量化

為了將影響因素指標合理量化，本文將各影響因素[2]定義如下：

（1）船閘利用率：年過閘貨運量/船閘設計通過量；

（2）通航調度水平：年運行閘次；

（3）船舶交通流密度：年通過船舶艘次；

（4）船舶標準化水平：年通航船舶標準化率；

（5）停航率：停航天數/365（包括檢修停航、歲修停航、度汛停航、意外事故停航、施工停航等）。

2003―2014年三峽船閘有關礙航指標參數統計見表3。

3.3 基于模糊綜合評價的三峽樞紐礙航度測算

3.3.1 確定隸屬函數

（1）船閘利用率 船閘利用率與年過閘貨運量成正相關，年過閘貨運量與礙航度成正相關。由于三峽船閘年設計通過能力為雙向1億t，因此，可用年過閘貨運量與設計通過量的比值作為隸屬函數

uA（x）=

（2）通航調度水平 通航調度水平與年運行閘次成正相關，年運行閘次與礙航度成負相關。根據歷史最高和最低運行閘次，將年運行閘次約束為次，故通航調度水平的隸屬函數為

uB（x）=

（3）船舶交通流密度 船舶交通流密度與通過船舶艘數成正相關，通過船舶艘數與礙航度成正相關。根據歷史最高和最低通過船舶艘數，得到船舶交通流密度隸屬函數為

uC（x）=

（4）船舶標準化水平 船舶標準化水平與船舶標準化率成正相關，船舶標準化率與礙航度成負相關。最高標準化率為100%，故船舶標準化水平隸屬函數為

uD（x）=1 x

（5）停航率 停航率與礙航度成正相關，故通航率隸屬函數為

uE（x）=

根據各隸屬函數計算出5個礙航指標所對應的不同隸屬度（見表4）。

3.3.2 確定模糊關系矩陣

R=

根據專家評價，各評價指標在評判礙航度中占的權重為

A=（0.300 0.200 0.315 0.135 0.050）

3.3.3 測算結果

計算得到2003―2014年綜合評價礙航度為

B=AR=（0.343 2 0.613 8 0.523 9 0.523 8 0.528 9 0.504 2 0.509 7 0.592 5 0.611 0 0.484 4 0.508 3 0.4876）

根據上述計算結果，繪制三峽樞紐歷年礙航指數曲線（見圖1）。

3.4 礙航度計算結果分析

從上述計算結果可以看出，2003―2014年礙航指數總體分布在0.5～0.7，對照礙航度的定義為“比較礙航，船舶待閘通航”。對運輸時間要求較高的貨物，建議可以實施翻壩轉運。

從近幾年的計算數據來看，2010―2011年的礙航指數較高，礙航效應也十分明顯。隨后，有關部門采取了一定措施，通航調度水平的提高使得之后幾年船閘運行閘次大幅增加；通過沿江各地政府大力推動，過閘船舶標準化水平顯著提高；我國經濟發展進入新常態，使得過壩貨運需求增長也逐漸放緩――最近幾年的礙航指數又略微降低，且趨于穩定。

隨著三峽樞紐的通過能力越來越難以滿足貨運需求，若不盡早采取對策，根據礙航指數曲線的變化趨勢，2020年、2030年三峽樞紐礙航度將可能分別高達0.9、1.0。屆時，三峽壩區船舶積壓狀況將非常嚴重，從而導致船舶運輸效率急劇下降，物流成本明顯提高，將極大影響長江經濟帶發展戰略的順利實施，嚴重制約長江沿江地區特別是長江上游地區經濟社會的健康發展。

4 對策建議

4.1 內部挖潛

（1）加強監管和控制力度 對船舶進行現場指揮和管控，緩解壩前積壓船舶的壓力；加大巡查力度，控制擬通過三峽大壩船舶的出港簽證；提醒港航企業合理安排作業和運輸計劃；過閘船舶須遵循“重點優先、先到先過、兼顧效率、合理調控”的原則，組織各管理部門及相關單位，加強溝通協調，強化現場監管，優化船閘調度，全力做好各項通航保障工作，確保長江航運安全、平穩、有序。

（2）推進過閘船型標準化 嚴格實施過閘船舶標準船型主尺度系列，加快推進長江干線老舊船舶拆解工作，落實老舊船舶拆解補貼；推進川江及三峽庫區船型標準化示范項目建設，提高三峽船閘的通航效能，降低三峽船閘的礙航度。

（3）進一步提高船舶進閘和移泊效率 通過開展船舶同步進閘試驗，制定管理細則，加強船員培訓，優化閘閥門啟閉機參數及輸水工藝、增設靠泊設施、同步進閘和移泊、加強現場監管等措施。

（4）優化檢修時間，強化通航保障 利用春節后的運輸淡季安排船閘停航檢修，優化施工組織，縮短停航檢修時間，提高船閘通航率；檢修期間，優化客貨過壩運輸組織，保障長江全線通航，提高檢修期通過能力。

4.2 翻壩轉運

1998年，為應對百年不遇的特大洪水，宜昌市秭歸縣茅坪鎮臨時客運碼頭開始進行應急翻壩轉運；后因載貨滾裝船的出現和三峽樞紐通航能力不足的限制，導致翻壩轉運成為常態。未來，隨著三峽斷面貨運量的進一步增加，在三峽樞紐新通道沒有建成之前，長期翻壩轉運將成為必然選擇。為有效緩解三峽樞紐礙航，建議未來重點打造三峽樞紐長期翻壩轉運系統，該系統由壩上船舶運輸、壩下船舶運輸、宜昌秭歸翻壩物流園區、宜昌江南翻壩高速公路、宜昌紅花套翻壩轉運碼頭等子系統組成。

4.3 新建船閘

據預測，在不考慮翻壩轉運和升船機通過能力的情況下，三峽船閘現有通過能力將明顯不足，預計2020年和2030年分別欠缺萬t和萬t，比例分別為36.98%和55.59%。即使考慮升船機通航后約400萬t的通過能力，也不能從根本上改變三峽樞紐礙航的現狀，翻壩轉運必定會增加通行時間和成本；因此，要徹底解決三峽樞紐的礙航問題，必須盡快建設三峽樞紐新通道，啟動第二船閘的規劃建設。

參考文獻：

[1] 丁益，程細得，齊俊麟，等.三峽船閘通過能力影響因素分析[J].船海工程，2013（6）：200-204.

[2] 徐志華，譚志榮.淺析三峽船閘通航狀態評價方法[J].中國水運，2011（12）：16-17.