摘要：本文設(shè)想了一種新型跨流域連通水路運輸方式，以低水頭垂直升船機(jī)為船舶進(jìn)出轉(zhuǎn)運裝置，采用仿電梯式自動運行機(jī)制，在轉(zhuǎn)運設(shè)施內(nèi)部布設(shè)軌道，單洞單向運行船舶，全程自動化行進(jìn)，并在軌道內(nèi)壁布置防撞裝置，在保障低廉經(jīng)濟(jì)成本的同時，減小了事故發(fā)生率，提高了駕駛體驗與乘坐體驗，保護(hù)了周邊生物多樣性，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：軌道行駛；跨流域；船舶轉(zhuǎn)運；空中線路

水路運輸有運量大，運價低，耗能少的優(yōu)點，但航道地域位置的固定性和各大水系間的隔斷性對水路運輸?shù)陌l(fā)展有極大的局限作用。水路運輸連續(xù)性差，轉(zhuǎn)運困難。因此，一種能夠連通跨流域航道的水運方式對促進(jìn)船舶高效通行，水運可持續(xù)發(fā)展有極大作用。

一、研究背景

（一）研究現(xiàn)狀

目前，我國公路、鐵路的高度貫通已使陸路運輸四通八達(dá)，陸路交通上的往來基本不受道路連貫性的影響。盡管如此，航道地域位置的固定性和各大水系間的隔斷性對水路運輸?shù)陌l(fā)展有極大的局限作用。水路運輸受自然條件的限制大，連續(xù)性差，速度慢，轉(zhuǎn)運條件更差。

（二）行業(yè)需求

一種連通被阻隔航道、使船舶無障礙行駛的新型水運方式對促進(jìn)船舶高效通行，水運可持續(xù)發(fā)展有極大的積極作用?；诩夹g(shù)創(chuàng)新，協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計理念，本文提出一種水運連通方式的設(shè)想以實現(xiàn)水路運輸?shù)母咝ж炌òl(fā)展。

二、設(shè)計思路

我國水運水平發(fā)達(dá)，交錯縱橫，但幾條主要航運河流，例如珠江與長江，并無交匯相通之處，因此貨物或旅客必須由水運轉(zhuǎn)至陸運繼而轉(zhuǎn)運至另一航道?；诳沙掷m(xù)發(fā)展的理念，本文設(shè)想新型水運連通方式以實現(xiàn)水路運輸?shù)母咝ж炌òl(fā)展，同時嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，保證工程安全性，促進(jìn)水路運輸效率的提高和多種交通形式結(jié)合長遠(yuǎn)發(fā)展。

（一）升船機(jī)運行原理

為了提高船只通行效率及安全性，本文計劃應(yīng)用簡易低水頭垂直升船機(jī)，以實現(xiàn)跨水頭轉(zhuǎn)運。升船機(jī)的工作原理為：船只上行時，從下游引航道駛?cè)氤写瑤?，關(guān)閉閘門和下游端廂門，泄去這兩門之間縫隙內(nèi)的水體，松開承船廂與下閘首的拉緊和密封裝置，在驅(qū)動裝置作用下，承船廂上升并?？颗c上閘首對接的位置；松開承船廂與上閘首間的拉緊和密封裝置，給閘門之間空隙內(nèi)灌水；開啟上閘首的工作閘門及承船廂上游端的船廂門，船只即駛進(jìn)上游引航道。下行時則相反。

（二）山區(qū)隧道

在山區(qū)開挖隧道，并應(yīng)用升船機(jī)以消除枯洪水期水位差的影響；船舶在轉(zhuǎn)運的整個過程均為自動化行進(jìn)，沿規(guī)劃布設(shè)的單向軌道行進(jìn)，船長無需駕駛即可順利通行，防撞裝置的布置和通行軌道的給定大大降低甚至消除了船只在山洞或隧道中由于光線較暗或船只失速引起事故的發(fā)生率。

（三）平原架橋

在平原地區(qū)架設(shè)高架橋，船舶以承船廂為依托進(jìn)行裝乘轉(zhuǎn)運，利用電力驅(qū)動承船廂在軌道上自動化行駛，創(chuàng)新性的將水運轉(zhuǎn)化為陸運，從而實現(xiàn)區(qū)域水系和航道間的連通。規(guī)劃的軌道線路架設(shè)懸空，在保障船只高效通行的同時避免對現(xiàn)有區(qū)域造成交通影響。

三、相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

針對水上交通領(lǐng)域，航道安全是保障船只安全高效行駛的基礎(chǔ)，而其以水為路，枯洪水位不勻的特點，對凈空高度和施工條件提出了較高要求。航道等級劃分表航道等級ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ船舶噸級（t）30002000100050030010050以重慶為例，根據(jù)《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》（GB501392004），重慶處為一級航道，相應(yīng)吃水深度應(yīng)為3.5～4.0m，為保障安全，本文取H=4m，航道寬度B=30m，凈空高度是指設(shè)計最高通航水位往上至跨河建筑物底部的垂直距離，其數(shù)值應(yīng)滿足最大設(shè)計船舶空載高度與安全富裕高度之和，凈空高度取為H凈空=18m，由此可確定本文的承船廂尺寸為62m×16.5m×4m。

四、設(shè)計優(yōu)勢

（一）安全優(yōu)勢

在山區(qū)開挖船舶隧道，由于枯水期與洪水期水位差距較大，為消除安全隱患，本文采用升船機(jī)作為船舶進(jìn)出隧道的行運工具，承船廂進(jìn)入隧道后沿軌道自動行進(jìn)，大大降低現(xiàn)有隧道在進(jìn)出洞口時發(fā)生意外的風(fēng)險，且隧道進(jìn)出口及內(nèi)部設(shè)置防撞裝置，避免發(fā)生安全事故，保障了船舶行駛的安全性和高效性。

（二）工程優(yōu)勢

由于無需考慮枯洪水水位差與預(yù)留凈空高度，對周圍魚類的遷徙和整個地質(zhì)環(huán)境的變動影響較小，一定程度上保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，秉承了以人為本的可持續(xù)發(fā)展觀念。在平原地區(qū)架設(shè)高架橋，承船廂在軌道全程自動化行進(jìn)，不改變所在區(qū)域原有的交通布局，不干擾周圍建筑，有較強(qiáng)的工程可行性。

（三）技術(shù)優(yōu)勢

目前，在解決水位落差的問題事例中，船閘應(yīng)用廣泛，適用于重型輪船，但初始投資較大，施工周期較長。而升船機(jī)是利用機(jī)械裝置升降船舶以克服航道上集中水位落差的通航建筑物，本文應(yīng)用升船機(jī)作為船舶進(jìn)出轉(zhuǎn)運通路的運行裝置。適用于小型船舶，且運行耗水較少，成本較低。

五、結(jié)語

此新型跨水域連通方式可使空間上互不連通的水域相互連通，促進(jìn)水運行業(yè)的跨越式發(fā)展。在運輸線路上布設(shè)固定軌道，船舶在軌道上無障礙行駛，提升了船舶運輸?shù)陌踩院托?。采用低水頭升船機(jī)裝置，有效節(jié)省轉(zhuǎn)運時間，提高貨物運輸效率。避免了為消除枯洪水差值而開鑿較深航道的問題，有效保護(hù)了周邊環(huán)境的生物多樣性和生態(tài)環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)理念，全方位實現(xiàn)船舶運輸?shù)淖詣踊^程，推動水運交通邁向智能化新時代。

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作者簡介：呂宣（1997），女，山東威海人，本科，港口航道與海岸工程