李伯海，韋巨球，龐雪松

（1.交通運輸部天津水運工程科學(xué)研究所工程泥沙交通行業(yè)重點實驗室，天津 300456；2.廣西壯族自治區(qū)港航管理局，南寧 530012）

紅水河上起貴州南、北盤江交匯的兩江口，下至廣西石龍三江口，全長656.1 km，平均坡降0.386‰，流域面積13.77萬m2。紅水河下接黔江和西江航運干線，通航歷史悠久，曾經(jīng)是滇、黔、桂沿江地區(qū)主要的交通命脈，與南、北盤江共稱為西南水運出海中線通道，屬于國家規(guī)劃重點建設(shè)的西南水運出海通道之一［1-3］。

紅水河屬于灘多、坡陡、流急的河流，適合水利發(fā)電。從1975年開始，紅水河龍灘以下相繼建設(shè)巖灘、大化、百龍灘、樂灘（原稱惡灘）、橋鞏等5座水電站。水電站的相繼建成，渠化了部分航道，調(diào)節(jié)增加了枯水期的流量，總體而言有利于航運發(fā)展。由于對紅水河航運重要性的認識不夠，往往側(cè)重于發(fā)電而犧牲了航運，造成紅水河自1975年至今一直處于斷航狀態(tài)［4-7］。

經(jīng)交通部門長期努力，紅水河復(fù)航近年取得了突破性進展。目前已建和在建的梯級樞紐中，巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏等5座樞紐的過船設(shè)施已相繼建成，待龍灘升船機建成后，將實現(xiàn)紅水河全面復(fù)航，船舶可從上游的南、北盤江直達珠江三角洲出海，為西南有關(guān)省區(qū)物資外運提供了一條廉價的水上運輸線，從而帶動沿河經(jīng)濟的發(fā)展，促進西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施。

盡管紅水河全線復(fù)航已不再遙不可期，但要按照紅水河航道建設(shè)的規(guī)劃目標(biāo)實現(xiàn)真正意義上的全線復(fù)航，仍有幾個重要問題需要解決。

1 紅水河梯級的水位銜接問題

根據(jù)國務(wù)院批準(zhǔn)的《珠江流域綜合利用規(guī)劃》，紅水河干線綜合利用規(guī)劃有10個梯級，自上而下依次為天生橋一級、天生橋二級、平班、龍灘、巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏、大藤峽樞紐。在這些樞紐當(dāng)中，除大藤峽樞紐外都已經(jīng)建成或在建。大藤峽樞紐也已于2009年底開工。天生橋一級、天生橋二級、平班3座樞紐位于南盤江，未建通航設(shè)施。位于紅水河的龍灘、巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏6座樞紐，均建設(shè)通航設(shè)施，目前除龍灘外，各樞紐的過船設(shè)施均已建成。各梯級的主要特征技術(shù)參數(shù)見表1。

從表1可以看出，各梯級的最低通航水位表面上似乎并不銜接。實際上對于單個樞紐而言，上游最低通航水位通常發(fā)生在水庫泄水期，下游最低通航水位則通常發(fā)生在水庫的正常蓄水期。對于多個聯(lián)合梯級而言，上游梯級的壩下最低通航水位多出現(xiàn)在下游水庫的正常蓄水期。從這一角度分析，可以認為上述各梯級中，龍灘、巖灘、樂灘3個樞紐下游的通航水位是銜接的，而大化、百龍灘這2個樞紐下游的通航水位不能銜接，即壩下存在脫水段。紅水河枯水期水面比降約為0.5‰，據(jù)此可以算出大化樞紐壩下脫水段長度約為1.4 km，百龍灘樞紐壩下脫水段長度約為3.7 km。此處所指脫水段出現(xiàn)在枯水蓄水期，因此對船舶通航影響較大，同時對航道尺度的制約也較大。

表1 紅水河干線梯級開發(fā)特性表Tab.1 Cascade development of main line of Hongshui River

2 閘壩礙航問題

紅水河已經(jīng)建成的巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏5座樞紐，除橋鞏船閘、樂灘船閘的通航技術(shù)指標(biāo)基本滿足通航要求外，其他樞紐的通航設(shè)施均達不到通航標(biāo)準(zhǔn)的要求，已構(gòu)成閘壩礙航。在建的龍灘樞紐，沒有考慮施工期通航問題，升船機仍未建設(shè)，自2001年開工建設(shè)以來一直斷航，構(gòu)成“才通舊路，又填新堵”的局面。

2.1 閘壩斷航

紅水河自古乃通航河流。受利益驅(qū)動，紅水河水電樞紐建設(shè)往往只建電站，預(yù)留通航設(shè)施位置而不同步建設(shè)，導(dǎo)致紅水河長期斷航。大化樞紐于1975年10月正式動工興建，1985年水電站竣工投產(chǎn)，沒有同期建設(shè)通航設(shè)施，導(dǎo)致紅水河斷航30 a，成為我國“典型”的斷航閘壩，嚴重制約了紅水河水運資源的開發(fā)利用。幾十年來，紅水河中上段只能區(qū)間運輸，運輸量和運輸船舶的噸位不能發(fā)展，航運效益微薄。龍灘樞紐自2001年開工建設(shè)至今，造成了紅水河上游的斷航，且由于龍灘升船機的主體工程建設(shè)時至今日仍尚未實施，根本不可能在2010年左右實現(xiàn)紅水河全線復(fù)航的目標(biāo)。

2.2 巖灘升船機等級偏低

巖灘升船機建設(shè)規(guī)模為1×250 t垂直式升船機，僅基本接近Ⅴ級航道標(biāo)準(zhǔn)的要求，而上游南、北盤江目前已經(jīng)按照內(nèi)河Ⅳ級標(biāo)準(zhǔn)進行航道整治。巖灘升船機承船廂尺度40 m×10.8 m×1.8 m（長×寬×水深，下同），設(shè)計年通航325 d，每天通航時間22 h，年貨物通過能力僅為180萬t（其中上航40萬t，下航140萬t）。另一方面，巖灘升船機還存在設(shè)計最大通航流量偏小、設(shè)計最小通航流量偏大的問題，中洪水期不能通航，枯水期也不能完全通航，平均每年停航77.4 d，年通航保證率僅為78.8%，年營運天數(shù)僅287.6 d，與設(shè)計營運天數(shù)325 d相差37.4 d，可見巖灘升船機難以達到其設(shè)計年通過能力180萬t。

巖灘升船機的建設(shè)規(guī)模小，沒有達到紅水河航道規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，其通過能力之小，與紅水河全線渠化形成深水航道的航運資源相比，與紅水河流域蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源相比，是極不匹配的。如不及時加以改擴建，必將成為制約紅水河航運發(fā)展的瓶頸。

2.3 樞紐過船設(shè)施通航保證率偏低

紅水河各座樞紐的通航設(shè)施普遍存在洪水、枯水期通航標(biāo)準(zhǔn)低的問題。

（1）洪水期停航歷時較長。

根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB50139-2004，以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）第6.2.1條和《船閘總體設(shè)計規(guī)范》（JTJ305-2001）第4.1.2條規(guī)定，Ⅲ、Ⅳ級船閘設(shè)計最高通航水位洪水重現(xiàn)期為10 a，對出現(xiàn)高于設(shè)計最高通航水位歷時很短的山區(qū)性河流，Ⅳ、Ⅴ級船閘洪水重現(xiàn)期可采用5～3 a。龍灘樞紐位于天峨水文站上游12 km，巖灘、大化、百龍灘樞紐位于天峨水文站下游，樂灘樞紐位于都安水文站下游，橋鞏樞紐位于遷江水文站上游1.5 km。天峨、都安和遷江水文站的5 a一遇洪水流量分別為14 500 m3/s、15 300 m3/s和16 500 m3/s。然而，巖灘、大化、百龍灘樞紐的設(shè)計最大通航流量僅3 500 m3/s，樂灘樞紐僅為4 530 m3/s，橋鞏樞紐也僅為 6 500 m3/s（表1），與《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》的要求相差甚遠。顯然所有樞紐在中、洪水期都有相當(dāng)一段時間不能通航。據(jù)分析，在龍灘和巖灘水庫聯(lián)合運行調(diào)度前提下，巖灘升船機平均每年洪水期停航歷時為28.1 d、大化船閘為39.7 d、百龍灘船閘為39.7 d，樂灘船閘為23.5 d、橋鞏船閘為7 d（表2）。

（2）枯水期通航保證率較低。

根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》，設(shè)計最低通航水位為多年歷時保證率，Ⅲ級、Ⅳ級船閘采用98%～95%，Ⅴ級～Ⅶ級船閘采用95%～90%。紅水河航道規(guī)劃技術(shù)等級為Ⅳ級航道，通航保證率應(yīng)取95%。然而，巖灘、大化、百龍灘、樂灘、橋鞏樞紐通航設(shè)施的設(shè)計最小通航流量分別為974 m3/s、608 m3/s、1 130 m3/s、560 m3/s和400 m3/s。除橋鞏船閘最小通航流量取天然航道設(shè)計最小流量外，其他通航設(shè)施的最小通航流量都偏大，不符合《標(biāo)準(zhǔn)》要求。

紅水河樞紐通航設(shè)施下游最低通航水位的確定，是按下一級梯級壩上死水位加相應(yīng)的設(shè)計最小流量進行推算的。但由于設(shè)計最小流量偏大，每年枯水期有相當(dāng)長的時段水電站瞬時下泄流量達不到設(shè)計要求，如百龍灘船閘設(shè)計最小通航流量取1 130 m3/s，每年有94.2 d不能滿足要求，從而使上、下級樞紐水位不銜接，導(dǎo)致船閘下游門檻、引航道水深不足，甚至?xí)裉柕那闆r。據(jù)分析，在龍灘和巖灘2個水庫聯(lián)合運行調(diào)度前提下，巖灘升船機枯水期需要船舶減載航行或停航的天數(shù)為49.3 d，百龍灘船閘為94.2 d（表2）。

表2 紅水河各梯級通航流量和保證率統(tǒng)計表Tab.2 Statistics of navigable discharge and guarantee rate about each lock in Hongshui River

由表2可以看出，紅水河已建過船設(shè)施的5座樞紐，僅橋鞏船閘通航保證率達標(biāo)，樂灘船閘基本達標(biāo)，其余3座樞紐的過船設(shè)施的通航保證率均不達標(biāo)。

2.4 大化船閘中間渠道斷面系數(shù)過小

根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》第3.0.5條（強制性條文）規(guī)定，限制性航道的斷面系數(shù)不小于6。大化船閘上游中間渠道長291 m，橫斷面為矩形，底高程151.0 m，渠道寬度12 m。當(dāng)上游為最高通航水位155.0 m時，渠道水深4.0 m，相應(yīng)渠道過水橫斷面積為48 m2；當(dāng)上游為最低通航水位153.0 m時，渠道水深2.0 m，相應(yīng)渠道過水橫斷面積為 24 m2。

大化船閘中間渠道的斷面系數(shù)，按通航300 t級船舶計算，最高通航水位時為4.3～5.0，最低通航水位時為2.2～2.5；按通航500 t級船舶，最高通航水位時為3.8～2.4，最低通航水位時為1.2～1.9，均不滿足《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的最低要求。

3 船型與過船設(shè)施尺度的適應(yīng)問題

如表1所示，紅水河大化、百龍灘、樂灘、橋鞏的船閘尺度均為120 m×12 m×3.0 m（長×寬×門檻水深，下同），其設(shè)計代表船型為110.0 m×10.8 m×1.6 m（長×寬×設(shè)計吃水，下同）的500 t級1頂2的船隊。巖灘升船機的承船箱尺度為40 m×10.8 m×1.8 m，其設(shè)計船型為37.0 m×9.0 m×1.3 m的250 t機動駁。龍灘升船機的承船箱尺度為70 m×12.0 m×2.2 m，其設(shè)計船型為67.5 m×10.8 m×1.6 m的500 t機動駁。同一條河流，由于相鄰的幾座樞紐過船設(shè)施所針對的設(shè)計船型都不統(tǒng)一，必然會出現(xiàn)船型與過船設(shè)施尺度不相適應(yīng)的問題。

目前，西江上游的運輸船型多為機動駁，船隊的營運組織方式已很少。在開展“西南水運出海中線通道（貴州段）航運擴建工程”項目設(shè)計時，考慮到由于龍灘樞紐升船機的船箱有效尺度為70 m×12 m×2.2 m，一次只能升降一艘500 t級及以下噸位的單船（機動駁）過壩，限制了船隊的通航，因而只能選用500 t級以下的單船通航。從大化等幾個船閘的尺度分析，若選用67.5 m×10.8 m×1.6 m的500 t級船型，則每次只能單船過閘，或最多采用1艘500 t級單船和1艘250 t級單船編組過閘，船閘的通過能力難以正常發(fā)揮。為此選用了55.0 m×10.8 m×1.6 m（JT/T447-2001）的500 t級機動駁為該項目的設(shè)計船型，每次可實現(xiàn)2艘500 t級船舶同時過閘，從而使船閘的通過能力得到有效發(fā)揮。

4 樞紐下泄非恒定流對下游的影響問題

通航河流上建設(shè)水電樞紐已成燎原之勢，除長江三峽樞紐和一些航電樞紐以外，幾乎所有的水電樞紐都存在著非恒定流下泄，嚴重影響下游船舶航行安全的問題。隨著電力資本集團的日趨強勢，解決這一問題的難度越來越大。有的樞紐有時連正常的基荷流量都難以保證，在不需要發(fā)電時甚至是零流量下泄。盡管有的大型樞紐根據(jù)航運等實際需要，在下游建設(shè)了反調(diào)節(jié)樞紐，但在實際運行中往往也只考慮發(fā)電效益，而很少考慮壩下河段的通航需要，根本起不到反調(diào)節(jié)的作用。

5 解決紅水河航運問題的對策思路與措施設(shè)想

5.1 解決問題的對策思路

為使紅水河復(fù)航工程取得良好的效果，達到預(yù)期目標(biāo)，最大限度地利用有限的水運資源，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展，推動紅水河流域脫貧致富的步伐，針對上述存在的問題，提出“先通后暢，優(yōu)化調(diào)度，聯(lián)合管理，水陸兼用，總體提高，依法保航”的對策思路。

（1）先通后暢。打通紅水河斷航多年的礙航閘壩，恢復(fù)通航，然后再按照航道規(guī)劃，逐步實現(xiàn)航道等級標(biāo)準(zhǔn)。

（2）優(yōu)化調(diào)度。優(yōu)化紅水河多梯級水庫枯、中、洪水期的運行方式，最大限度地調(diào)節(jié)洪水期下泄流量，增大枯水期泄水流量，提高各級船閘（升船機）的通航保證率。

（3）聯(lián)合管理。對紅水河多梯級的通航設(shè)施實行聯(lián)動式管理，提高管理效能，確保通航設(shè)施安全暢通。

（4）水陸聯(lián)運。針對紅水河梯級通航設(shè)施通過能力小、不滿足貨運量過壩要求的問題，采用滾裝船運輸汽車走陸路翻壩的方式，增大紅水河水路貨運量。

（5）總體提高。在水運貨運量大幅增長、投資資金許可的條件下，對建設(shè)規(guī)模小、通過能力小的通航設(shè)施進行改造或擴建，提高紅水河航運的總體水平。

（6）依法保航。依據(jù)《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國航道管理條例》、《廣西壯族自治區(qū)航道管理辦法》和《廣西壯族自治區(qū)船閘管理辦法》等有關(guān)法律法規(guī)，保護紅水河航運。

5.2 解決問題的措施建議

（1）加大新建樞紐通航設(shè)施的建設(shè)力度，早日實現(xiàn)紅水河全線通航目標(biāo)。

紅水河雖然建有巖灘升船機以及大化、百龍灘、樂灘船閘、橋鞏船閘，礙航閘壩復(fù)航工程建設(shè)已基本完成，但由于其上游龍灘升船機還未建，紅水河仍然無法恢復(fù)通航。因此，交通主管部門應(yīng)加強行業(yè)監(jiān)管力度，督促龍灘水電樞紐加快通航設(shè)施的建設(shè)進度，以期早日實現(xiàn)紅水河全線通航的目標(biāo)，發(fā)揮復(fù)航工程的經(jīng)濟社會效益。

（2）優(yōu)化調(diào)度各級水庫的運行方式，均衡下泄流量，提高通航保證率。

提高船閘（升船機）通航保證率通常有3種方法，一是增大枯水期通航流量，提高枯水期通航保證率；二是縮短大洪流量歷時，減少洪水期船舶停航天數(shù)；三是提高下一梯級的尾水位，增加下閘首門檻水深。

（3）擴建大化船閘上游中間渠道提高船閘通過能力。

由于大化船閘存在上游中間渠道過長和過水橫斷面積小的問題，只有擴建才能解決通過設(shè)計船型的問題。根據(jù)工程客觀條件分析，中間渠道的右邊為配電站，左邊為電站廠房，左右兩邊都有一定的安全距離，具備擴建的條件。工程措施為拆除原中間渠道后改為引航道，按照《船閘總體設(shè)計規(guī)范》（JTJ305-2001）的技術(shù)要求進行擴建工程設(shè)計。引航道橫斷面尺度應(yīng)滿足500 t級設(shè)計船型航行會船要求，引航道底寬至少達到3.5倍設(shè)計船型寬度，引航道設(shè)計水深要求在上游最低通航水位情況下應(yīng)達到3.0 m。

（4）采取航道整治工程措施，改善引航道出口連接段水流，提高船舶安全過閘的可靠性。

采用炸礁等航道整治工程措施，調(diào)整河床的形態(tài)，調(diào)順?biāo)?，改善大化船閘下游引航道出口連接段的通航水流條件。

（5）改擴建巖灘過船設(shè)施，解決限制紅水河貨運通過能力的瓶頸。

從勘察調(diào)研掌握的情況分析，受升船井寬度的限制，巖灘升船機沒有改造的條件，要提高通過船舶噸位的能力，只有將原升船井拆除重建，或者在原升船井的下游面新建升船井。升船機承船廂尺度可以參照龍灘升船機設(shè)計，承船廂平面尺度取70 m×12 m，承船廂設(shè)計水深提高，以滿足珠江干線船型過壩的要求，建議取3.0 m。

（6）實施水陸聯(lián)運，提高紅水河航運通過量和經(jīng)濟效益。

根據(jù)表1，巖灘升船機和大化船閘的年貨物通過能力僅180萬t，即使對巖灘升船機和大化船閘上游中間渠道進行了擴建，船閘的最大通過能力也是300～400萬t，遠不能滿足紅水河水運量發(fā)展過壩的需要。根據(jù)《廣西壯族自治區(qū)內(nèi)河航運發(fā)展規(guī)劃》（報批稿），預(yù)測2020年紅水河水運貨運量為1 230萬t。

為解決上述問題，特別是在近期龍灘升船機沒有建成之前，以及巖灘升船機、大化船閘沒有擴建之前，解決紅水河煤炭運輸?shù)膯栴}，可采取滾裝船汽車翻壩的方式，減輕貨物過閘的壓力。

（7）依法保護航運資源和航道暢通。

交通主管部門對紅水河船閘（升船機）運行實施行業(yè)監(jiān)督管理，規(guī)范通航管理規(guī)定，建立船閘（升船機）維修保養(yǎng)審批制度，要求船閘（升船機）管理部門最大限度地提高船閘（升船機）通過能力。另一方面，對龍灘升船機設(shè)計進行審查，確保升船機在總體布置，承船廂尺度、中間渠道設(shè)計尺度、通過能力等有關(guān)通航技術(shù)指標(biāo)方面滿足通航要求。

6 結(jié)語

（1）紅水河閘壩斷航、礙航問題由來已久。隨著國家對促進內(nèi)河航運科學(xué)、健康發(fā)展的問題越來越重視，相關(guān)部門已經(jīng)認識到了解決紅水河全線復(fù)航的重要性。分析并解決影響紅水河復(fù)航和發(fā)展的關(guān)鍵問題十分必要。

（2）影響紅水河全線復(fù)航和航運發(fā)展的主要問題包括梯級水位銜接問題、閘壩礙航問題、船型與過船設(shè)施尺度的適應(yīng)問題以及樞紐下泄非恒定流對下游的影響問題等。

（3）為解決上述問題，提出了“先通后暢、優(yōu)化調(diào)度、聯(lián)合管理、水陸兼用、總體提高、依法保航”的總體對策思路和加強對龍灘升船機建設(shè)的協(xié)調(diào)、改建巖灘升船機、改建大化船閘上游中間渠道、優(yōu)化水庫調(diào)度、均衡下泄流量等具體措施建議。

［1］馬殿光，李伯海，劉新，等.紅水河礙航閘壩復(fù)航關(guān)鍵技術(shù)研究［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2007.

［2］韋巨球，龐雪松，歐誠，等.紅水河礙航閘壩對航運影響及對策研究［R］.南寧：廣西壯族自治區(qū)港航管理局，2007.

［3］李伯海，李同西，馬殿光，等.西南水運出海中線通道（貴州段）航運擴建工程可行性研究報告［R］.天津：交通部天津水運工程科學(xué)研究所，2007.

［4］韋玉欽.礙航閘壩對航運發(fā)展的影響和對策［J］.中國水運，2006，3（2）：175-176.

［5］鄭明鈺.斷航、礙航閘壩制約珠江航運和流域經(jīng)濟的發(fā)展［J］.珠江水運，2002（12）：5-6.

［6］張化本.內(nèi)河閘壩礙航問題應(yīng)引起高度重視［J］.珠江水運，2005（3）：6-7.

［7］鄭明鈺.用科學(xué)發(fā)展觀根治礙航閘壩［J］.中國水運，2005（5）：16-17.