史卿+謝偉麗+劉芳

【摘 要】 為保障長江南京以下12.5 m深水航道暢通安全，介紹長江干線南通天生港區(qū)至太倉瀏河口河段長約79 km的12.5 m深水航道河道概況、近期水道演變發(fā)展、航道現(xiàn)狀，從航標(biāo)維護、航道測繪、航道維護疏浚、航道信息發(fā)布等方面提出航道維護對策及建議，從建立長期跟蹤觀測分析機制和推動航道維護手段多元化兩個方面創(chuàng)新航道維護措施，以提高深水航道維護質(zhì)量，并為后續(xù)長江干線南通天生港區(qū)至南京新生圩港區(qū)約227 km河段的二期工程初通至南京期間航道維護提供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】 12.5 m深水航道；維護；航標(biāo)；測繪；疏浚；信息發(fā)布

0 引 言

長江南京以下12.5 m深水航道一期工程是“十二五”期全國內(nèi)河水運投資規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜的重大工程。工程于2012年8月開工，完成了對通州沙、白茆沙等洲灘關(guān)鍵部位的整治及疏浚，實現(xiàn)了長江干線南通天生港區(qū)至太倉蕩茜閘56 km河段的12.5 m深水航道的建設(shè)目標(biāo)。2015年12月，工程通過了竣工驗收并正式通航。目前，覆蓋南通天生港區(qū)至南京新生圩港區(qū)約227km河段的二期工程已于2015年6月開工建設(shè)，于2016年7月實現(xiàn)了12.5 m深水航道初通至南京。

一期工程正式通航后，南通天生港區(qū)至太倉蕩茜閘河段與2013年7月起正式通航的長江口12.5 m深水航道向上延伸河段無縫對接，組成了長江干線南通天生港區(qū)至太倉瀏河口河段長79 km的12.5 m深水航道（以下簡稱12.5 m深水航道），5萬噸級海船可由長江口全潮直達南通，10萬噸級以上海船也可乘潮減載抵達。

12.5 m深水航道是大型海船由海進江的關(guān)鍵航段，沿江分布有太倉港、南通港兩個億噸大港，是對外開放的重要門戶。一期工程正式通航后，航道通過能力進一步提高，為沿江經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟效益，提升沿江地區(qū)城鎮(zhèn)化水平，降低沿江地區(qū)企業(yè)的物流成本，促進長江中上游地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展。[1] 據(jù)統(tǒng)計，2016年上半年，太倉港、南通港貨物吞吐量分別為1.09億t、1.12億t，同比增長分別為18.16%、3.70%。做好深水航道維護，對保證船舶安全航行、沿江經(jīng)濟社會快速發(fā)展具有十分重要的意義。

1 水道概況

南通天生港區(qū)（下游航道里程104.4 km）至太倉瀏河口（下游航道里程25.4 km）河段全長約，沿江有南通、常熟、太倉等縣市，是大型海船進入長江的必經(jīng)航段。該河段自上而下分為南通（下段）、通州沙、白茆沙、瀏河等4個水道。

南通水道（下段）上起天生港區(qū)，下迄龍爪巖，全長12.4 km。自十一圩以下主流漸偏左岸，右岸側(cè)為通州沙暗灘，趨向下游并向江心擴展。江中偏左有橫港沙下延至南通港碼頭對開，橫港沙左側(cè)辟有天生港區(qū)專用航道。

通州沙水道上起龍爪巖，下迄徐六涇，全長22 km。通州沙水道進、出口河寬相對較窄，出口段最窄約4.5 km，中間較寬，最大河寬在10 km以上。江中沙洲、淺灘較多，水道中上段被通州沙分為東、西水道，目前東水道為主汊。

白茆沙水道上起徐六涇，下迄七丫口，全長33 km。自徐六涇以下主流貼南岸，在白茆沙頭分為兩股水流分別進入白茆沙南、北水道，目前南水道為主汊。白茆沙沙體受漲落潮期間越灘水流沖刷、北支水沙倒灌等影響，呈現(xiàn)形成、發(fā)展、沖蝕、再形成的周期變化。

瀏河水道上起七丫口，下迄瀏河口，全長11.6 km。瀏河水道呈東南走向，順直微彎，漲落潮流路基本一致，主槽左、右分別為東風(fēng)沙和太倉邊灘，水道較為穩(wěn)定。

2 近期水道的演變發(fā)展

2.1 南通水道（下段）

通州沙左緣和南通港至龍爪巖一帶近岸側(cè)呈沖刷態(tài)；天生港區(qū)至龍爪巖一帶形成一連續(xù)淤積體，由橫港沙橫跨航槽至通州沙左緣。

深泓線較為穩(wěn)定，自十一圩逐漸脫離南岸向北岸過渡，并貼北岸而下。

2016年5月南通水道航道最新演變情況（見圖1）顯示，12.5 m等深線貫通，最小寬度約620 m。30號～32號紅浮標(biāo)約3.9 km航道范圍內(nèi)分布有少量水深不足12.5 m的淺包。

2.2 通州沙水道

通州沙沙體相對穩(wěn)定，下段左緣受水流沖刷影響。隨著通州沙尾至狼山沙尾左緣守護工程的實施，灘面得到了有效保護。主流總體穩(wěn)定，中下段逐漸西偏。新開沙夾槽呈沖刷態(tài)勢，新開港至蘇通大橋新開沙下段形成條帶狀淤積帶，褲子港沙呈現(xiàn)左緣沖刷、右緣淤積態(tài)勢。

深泓線中下段略有擺動，主要發(fā)生在通州沙尾至狼山沙過渡段。

2016年5月最新通州沙東水道航道演變情況（見圖2）顯示，12.5 m等深線貫通，最小寬度約1.07 km。新開沙尾部水深不足12.5 m邊灘緊貼蘇橋5號～蘇橋6號黑浮標(biāo)連線。

2.3 白茆沙水道

自整治工程實施以來，白茆沙南水道工程區(qū)域外潛堤南側(cè)丁壩壩頭、南堤下段外側(cè)受水流沖刷影響，白茆沙右緣外側(cè)淤積體面積減小，北支進口持續(xù)淤積態(tài)勢。

深泓線總體較為穩(wěn)定，南水道進口主流略有右擺，南水道下段變化不大；北水道分流點附近略有左擺。

2016年5月最新白茆沙水道航道演變情況（見圖3）顯示，12.5 m等深線貫通，最小寬度約1.12 km，航道條件優(yōu)良。

2.4 瀏河水道

白茆沙南、北水道落潮主流在七丫口以下匯合南壓，沖刷太倉邊灘。

深泓線穩(wěn)定，傍右岸側(cè)，平順而下。

2016年4月最新瀏河水道航道演變情況（見圖4）顯示，12.5 m等深線貫通，最小寬度約1.22 km，2號黑浮標(biāo)附近航道內(nèi)有一處長390 m、寬280 m、水深不足12.5 m的淺包，淺包最小水深為12.3 m。

3 航道維護概況

3.1 航道布設(shè)

南通水道（下段）航道傍左岸布設(shè)，雙向通航；通州沙水道航道沿通州沙東水道至狼山沙東水道布設(shè)，雙向通航；白茆沙水道航道沿白茆沙南水道布設(shè)，雙向通航；瀏河水道航道傍右岸布設(shè)，雙向通航。[2]endprint

3.2 航道維護尺度

航道維護水深為12.5 m（理論最低潮面下），維護寬度為500 m，彎曲半徑為1 500 m。

3.3 航道維護類別

12.5 m深水航道屬于國家Ⅰ級航道，實施一類維護，即全年晝夜通航。

3.4 航道出淺情況

自2015年12月以來，南通、通州沙、瀏河等水道局部河段呈淤積發(fā)展趨勢，航道內(nèi)出現(xiàn)水深不足12.5 m的淺情，同時通州沙、白茆沙水道局部河段也有出淺的趨勢。12.5 m深水航道淺區(qū)分布見表1。

4 航道維護對策

4.1 航標(biāo)維護

航標(biāo)維護指通過設(shè)置各類航標(biāo)，標(biāo)示航道方向、界限和礙航物，通過各種措施保證航標(biāo)處于良好技術(shù)狀態(tài)，并發(fā)揮應(yīng)有的助航效能。

4.1.1 航標(biāo)配布

深水航道實施一類航標(biāo)配布，即配布的航標(biāo)夜間全部發(fā)光，白天能從一座標(biāo)志看到次一座標(biāo)志，夜間能從一盞標(biāo)燈看到次一盞標(biāo)燈。

航標(biāo)配布原則為雙側(cè)連續(xù)設(shè)標(biāo)，主要采用左、右側(cè)側(cè)面浮標(biāo)，標(biāo)示航道兩側(cè)界限；在航道分汊處設(shè)置左右通航浮標(biāo)；在礁石區(qū)、進港航道設(shè)置塔形示位岸標(biāo)。設(shè)標(biāo)間距不大于2.6 km，重點航段加密設(shè)標(biāo)。根據(jù)河勢演變情況，結(jié)合船舶航行習(xí)慣，及時調(diào)整和優(yōu)化航標(biāo)配布。

目前，自下而上配布有長江1號～32號浮標(biāo)，共有航行標(biāo)志79座，包括71座側(cè)面浮標(biāo)、6座左右通航浮標(biāo)和2座塔形示位岸標(biāo)。在蘇通長江公路大橋橋區(qū)航道上、下游兩岸另設(shè)置了4座界限標(biāo)（AIS虛擬航標(biāo)）（見表2）。

4.1.2 航標(biāo)選型

為提高航標(biāo)視覺效果，增強助航效能，航道部門在12.5 m深水航道全面推行航標(biāo)大型化，供航行船舶引用。除岸標(biāo)外，航標(biāo)（浮標(biāo)）均采用標(biāo)型規(guī)格為直徑 mm以上的大型浮鼓，其中，對于深水航道進口、橋區(qū)航道等重點航段或位置，將1號紅浮標(biāo)、1號黑浮標(biāo)、蘇橋1號紅浮標(biāo)和蘇橋6號左右通航浮標(biāo)共4座航標(biāo)升級為長江全線最大的標(biāo)型規(guī)格直徑 mm的浮鼓。

4.1.3 日常養(yǎng)護

（1）航標(biāo)檢查。每月2次航標(biāo)檢查，標(biāo)標(biāo)見面，時間合理間隔。檢查內(nèi)容包括標(biāo)位、透鏡、燈質(zhì)和周期、太陽能板、接線盒和充電器、電瓶開路電壓、遙測遙控終端狀態(tài)等。

（2）航標(biāo)恢復(fù)。獲悉標(biāo)志失常后，對于除橋區(qū)航道以外的航標(biāo)，維護船艇須在40 min內(nèi)開航予以恢復(fù)；對于橋區(qū)航道航標(biāo)，維護船艇須在20 min內(nèi)開航予以恢復(fù)。

（3）航標(biāo)保養(yǎng)。保養(yǎng)內(nèi)容包括清洗、油漆、除銹。根據(jù)直徑 mm、直徑 mm浮鼓與岸標(biāo)標(biāo)型的不同，保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)有所不同，主要體現(xiàn)在保養(yǎng)頻次上。

4.1.4 數(shù)字航道平臺監(jiān)控

12.5 m深水航道位于長江南京至瀏河口段數(shù)字航道范圍內(nèi)。該段數(shù)字航道自2010年1月起正式運行，經(jīng)過不斷更新、完善，數(shù)字航道維護管理技術(shù)日趨成熟。

目前，12.5 m深水航道所有航標(biāo)均安裝了遙測遙控智能終端，通過數(shù)字航道航標(biāo)監(jiān)控平臺，可實時監(jiān)控航標(biāo)位置及航標(biāo)燈、電源系統(tǒng)等技術(shù)狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常狀況，立即啟動報警機制，并通過發(fā)送相關(guān)指令，實現(xiàn)對航標(biāo)的遠程設(shè)置和控制。[3]

4.2 航道測繪

航道測繪是對航道的水深、地形、地物、流態(tài)等進行測量及繪圖作業(yè)的措施，是航道維護工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為深水航道維護工作提供重要依據(jù)和支撐。

4.2.1 全河段測量

全河段測量是對水道所在河段水下地形進行全面觀測，掌握河勢變化的措施。針對12.5 m深水航道，根據(jù)不同水道河勢變化情況，測量頻次為每年2～4次。沙灘河段測量范圍為距水沫線圖上1 cm或?qū)崪y至2 m等深線；陡岸河段測量范圍為距岸邊圖上1 cm或?qū)崪y至10 m等深線。2015年12月―2016年6月使用單波束測量方式進行全河段測量的數(shù)據(jù)見表3。

4.2.2 全航道考核測量

全航道考核測量是對航道及附近水域水下地形進行測量，考核航道水深的措施。針對12.5 m深水航道，測量頻次為每月1次。測量范圍為9號～32號浮標(biāo)段航道及兩側(cè)邊線外各200 m。2015年12月―2016年6月使用單波束測量方式進行全航道考核測量的數(shù)據(jù)見表3。

4.2.3 淺區(qū)檢測

淺區(qū)檢測是當(dāng)航道出淺、實際尺度接近計劃維護尺度時，所采取的測量淺區(qū)水下地形的措施。針對12.5 m深水航道，測量頻次為每7～15天進行1次檢測。測量范圍根據(jù)全河段測量、全航道考核測量成果確定。2015年12月―2016年6月淺區(qū)檢測數(shù)據(jù)見表4。

4.3 航道維護疏浚

航道維護疏浚是指通過挖泥船清除水下泥沙，保障航道維護尺度的作業(yè)方式。

目前，航道部門在12.5 m深水航道河段安排了多艘挖泥船長期駐守。當(dāng)通過測繪發(fā)現(xiàn)航道出淺，且采取調(diào)標(biāo)、改槽等常規(guī)手段難以滿足計劃尺度要求時，立即安排挖泥船開展疏浚作業(yè)。

4.3.1 疏浚船型

12.5 m深水航道船舶流量大，在疏浚施工期間應(yīng)避免禁航作業(yè)，并盡量減少對航行船舶的影響。同時，河床底質(zhì)多為淤泥土、黏性土、砂土。綜合考慮土質(zhì)和對通航的影響，疏浚船舶一般采用自航耙吸式挖泥船。

4.3.2 疏浚量測算

根據(jù)最新測圖，劃定水深不足12.5 m的疏浚區(qū)域，采用斷面法、數(shù)字地面模型（DTM）法或方格網(wǎng)法，測算恢復(fù)計劃維護水深所需的水下自然方量、回淤量等，得出疏浚量。

根據(jù)疏浚量大小，結(jié)合疏浚工期需要，選定相應(yīng)生產(chǎn)能力的挖泥船。2015年12月―2016年6月12.5 m深水航道維護疏浚情況見表5。

4.3.3 疏浚效果檢測

在疏浚作業(yè)過程中，定期對施工區(qū)域進行不小于1∶的檢測。經(jīng)檢測，當(dāng)疏浚區(qū)域水深均達到12.5 m時，結(jié)束施工；檢測發(fā)現(xiàn)仍存在淺點時，根據(jù)檢測成果優(yōu)化方案繼續(xù)施工。endprint

4.4 航道信息發(fā)布

航道信息發(fā)布是指通過多種途徑公布維護尺度、航標(biāo)異動、維護疏浚、航行圖等深水航道信息，供沿江港航企業(yè)和航行船舶使用的措施。

4.4.1 航道維護尺度預(yù)報

每月下旬，根據(jù)國家批復(fù)的計劃維護尺度，定期公布次月深水航道維護尺度。

每周五，根據(jù)航道自然條件最新變化及維護實際，動態(tài)公布航道維護尺度周預(yù)報。周預(yù)報中的航道維護尺度一般不低于月度預(yù)報。

4.4.2 航道通告（電）

當(dāng)發(fā)生航標(biāo)異動（設(shè)置、調(diào)整、撤銷），航道改槽、開放、封閉及維護性疏浚和水上交通事故，以及航道突發(fā)事件時，及時發(fā)布航道通告（電），公布相關(guān)信息。

4.4.3 航標(biāo)專輯

每年6月（洪水期）和12月（枯水期），對深水航道所有航標(biāo)的標(biāo)位、燈光、標(biāo)型進行全面測定，集中匯總后發(fā)布航標(biāo)專輯。

4.4.4 長江下游航行圖（瀏河口―天生港區(qū)）

自2015年起，航道部門充分響應(yīng)12.5 m深水航道海進江大型船舶航行需求，按季度編繪發(fā)行《長江下游航行圖（瀏河口―天生港區(qū)）》。

該航行圖范圍為深水航道及北支水道，全長159 km，采用高斯投影和CGCS 2000國家大地坐標(biāo)系，礙航物、臨（跨）河建筑物、航道整治建筑物均標(biāo)注上圖，并用中英雙語注明航行注意事項，為國內(nèi)外航行船舶提供完善的航行參考資料。

4.4.5 長江電子航道圖

自2015年1月起，航道部門正式對社會推廣應(yīng)用覆蓋長江全線 km干線航道的長江電子航道圖系統(tǒng)。

該系統(tǒng)以空間地理信息數(shù)據(jù)庫為核心，采用Web Service等開放式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，按照面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的理念，與全球定位系統(tǒng)（GPS）、船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）、雷達等多系統(tǒng)相融合，可實時顯示航標(biāo)、水深、水下礙航物、臨（跨）河建筑物等航道要素，提供各段航道每日實測水位和未來7天預(yù)測水位及航道預(yù)測水深。通過直觀、準(zhǔn)確地公布電子化航道信息，為船舶用戶設(shè)計航線、配載提供智能服務(wù)。

5 航道維護創(chuàng)新措施建議

5.1 建立長期跟蹤觀測分析機制

目前，深水航道河勢變化和航道演變發(fā)展還缺乏長期、系統(tǒng)的研究機制，需要建立長期跟蹤觀測分析機制，制定細(xì)致、全面的觀測計劃，定期對深水航道的水文、動力、河床邊界條件及河勢進行跟蹤觀測，采集全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并建立物理、數(shù)學(xué)模型，預(yù)測航道演變發(fā)展趨勢，為航道維護工作提供有效支撐。

5.2 推動航道維護手段多元化

（1）引入無人機，在低空狀態(tài)下進行自主航道巡航和整治建筑物攝影測量，采集各類航道信息，提高維護工作的準(zhǔn)確性和效率。

（2）運用無驗潮水深測量技術(shù)，減少內(nèi)業(yè)處理工作量，提高維護測量精度。

（3）結(jié)合長江南京以下12.5 m深水航道二期工程初通至南京情況，適時推出瀏河口至新生圩港區(qū)段長江下游航行圖。

6 結(jié) 語

（1）通過研究制定并實施一系列科學(xué)合理、準(zhǔn)確高效的深水航道維護對策，加強航標(biāo)維護、航道測繪、維護疏浚、信息發(fā)布工作，保證了整段深水航道暢通安全，為船舶提供了優(yōu)良的航道條件。

（2）通過對南通、通州沙、瀏河等水道淺區(qū)實施高頻次和大范圍的航道測繪，及時掌握水下地形最新變化，提前預(yù)判航道演變發(fā)展趨勢，進而開展航標(biāo)維護、疏浚、信息發(fā)布等工作，提高了深水航道維護工作的前瞻性和預(yù)見性，有效保證了航道維護尺度。

（3）南通天生港區(qū)至太倉瀏河口河段12.5 m深水航道的維護，能夠為長江南京以下12.5 m深水航道二期工程初通期間航道維護和國家重點工程建設(shè)提供參考和借鑒。

（4）需要進一步探索完善深水航道維護創(chuàng)新措施，結(jié)合航道維護實際需求，通過建立跟蹤觀測分析機制和引入高新科技，提高航道維護質(zhì)量和效率。

參考文獻：

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