摘要:長(zhǎng)江口深水航道治理工程是由孫中山最早提出設(shè)想、到20世紀(jì)末國(guó)務(wù)院決策實(shí)施,歷經(jīng)數(shù)代人攻堅(jiān)克難而得以實(shí)現(xiàn)的跨世紀(jì)宏偉工程;是無(wú)現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可循,完全依靠國(guó)內(nèi)技術(shù)力量自主研究設(shè)計(jì)及施工建成的世界級(jí)河口治理樣本;是歷經(jīng)12年分期建設(shè),獲得中國(guó)工程院評(píng)估組充分認(rèn)可和較高評(píng)價(jià),并取得諸多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)創(chuàng)新的水運(yùn)建設(shè)成功范例。通過(guò)8年養(yǎng)護(hù)管理,長(zhǎng)江口12.5m深水航道運(yùn)行安全暢通,維護(hù)疏浚量總體可控,已充分發(fā)揮“黃金效益”。當(dāng)前長(zhǎng)江口深水航道仍面臨現(xiàn)有航道技術(shù)研究手段的局限性、航道深化減淤方向的不明朗性、航道疏浚土處置的緊迫性和河口航道體系建設(shè)的滯后性等諸多亟待深化研究問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:長(zhǎng)江口;深水航道;治理工程
中圖法分類號(hào):U617 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2018.0309
作為長(zhǎng)江水運(yùn)船舶入海的必經(jīng)之路,長(zhǎng)江口航道是長(zhǎng)江黃金水道中通航條件最好的咽喉要道,也是世界上運(yùn)輸貨物總量最大、運(yùn)輸最繁忙的潮汐河口航道,更是關(guān)系到長(zhǎng)江三角洲地區(qū)乃至長(zhǎng)江流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略運(yùn)輸通道。
2018年是長(zhǎng)江口深水航道治理工程正式開工20周年。歷經(jīng)12年艱苦建設(shè),全長(zhǎng)92.2km的長(zhǎng)江口12.5m深水航道于2010年3月全線貫通,截至目前投入運(yùn)行8年,已進(jìn)入全面發(fā)揮“黃金效益”的穩(wěn)定運(yùn)行階段。過(guò)去20年,長(zhǎng)江口深水航道治理工程先后經(jīng)歷了一期工程航道驟淤、二期工程地基土軟化、三期工程局部航道增深困難,以及維護(hù)運(yùn)行初期航道回淤總量大、維護(hù)費(fèi)用高等多項(xiàng)重大技術(shù)難題攻關(guān),取得了一些重要的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)新認(rèn)識(shí)[1]。在開工建設(shè)20周年之際,本文在前人研究及實(shí)踐的基礎(chǔ)上,嘗試回顧總結(jié)長(zhǎng)江口深水航道治理工程的建設(shè)歷程和經(jīng)驗(yàn),客觀分析長(zhǎng)江口深水航道治理工程技術(shù)問(wèn)題,有助于進(jìn)一步明確長(zhǎng)江口航道建管養(yǎng)一體化的發(fā)展方向,為我國(guó)沿海水運(yùn)工程和潮汐河口綜合治理等提供參考借鑒。
1 工程概況
1.1 建設(shè)情況
作為我國(guó)重點(diǎn)投資建設(shè)的大型水運(yùn)工程,長(zhǎng)江口深水航道治理選擇在南港北槽河段(圖1),自1998年1月經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)開始實(shí)施,主要采用整治和疏浚相結(jié)合的治理方法,按照“一次規(guī)劃,分期建設(shè),分期見(jiàn)效”原則,分三期實(shí)施。工程進(jìn)展順利,分別于2002年8月、2005年11月和2010年3月實(shí)現(xiàn)了8.5m(一期)、10m(二期)和12.5m(三期)航道水深治理目標(biāo)。至此,長(zhǎng)江口深水航道可滿足5萬(wàn)噸級(jí)船舶(實(shí)載吃水≤11.5m)全潮雙向通航的要求,同時(shí)兼顧第五、六代大型遠(yuǎn)洋集裝箱船和10萬(wàn)噸級(jí)滿載散貨船及20萬(wàn)噸級(jí)減載散貨船乘潮通航。據(jù)表1統(tǒng)計(jì),經(jīng)過(guò)一、二期工程的建設(shè),總共累計(jì)建造了長(zhǎng)約48km的南導(dǎo)堤、49km的北導(dǎo)堤和30km的19座丁壩;三期工程除疏浚工程(基建疏浚量約2.18億m3)外,還實(shí)施了2個(gè)減淤工程措施,即YH101減淤工程和南壩田擋沙堤加高工程。
1.2 維護(hù)管理情況
2011年5月長(zhǎng)江口深水航道治理三期工程通過(guò)竣工驗(yàn)收后,長(zhǎng)江口航道逐漸由建設(shè)為主過(guò)渡到建設(shè)、管理和養(yǎng)護(hù)并重的新常態(tài)。長(zhǎng)江口12.5m深水航道的養(yǎng)護(hù)管理和安全暢通保障是一項(xiàng)長(zhǎng)期性任務(wù),其中北槽段(W2~W4)回淤量較大,為每年航道養(yǎng)護(hù)工作的重點(diǎn)。投入運(yùn)行8年來(lái),通過(guò)科學(xué)維護(hù)和管理,長(zhǎng)江口12.5m深水航道通航深度年保證率始終保持在養(yǎng)護(hù)計(jì)劃規(guī)定的95%以上,確保了航道的安全暢通,有力地保障了長(zhǎng)江口深水航道整體效益的持續(xù)發(fā)揮。為進(jìn)一步減少航道回淤量、降低維護(hù)成本,長(zhǎng)江口12.5m深水航道減淤工程南壩田擋沙堤加高工程于2015年11月經(jīng)交通運(yùn)輸部批準(zhǔn)開工,其主要建設(shè)內(nèi)容是在已建S4~S8南壩田擋沙堤(長(zhǎng)19.2km)上繼續(xù)加高至吳淞基面3.5m,并在S8~S9丁壩間新建長(zhǎng)4.6km、堤頂高程同為吳淞基面3.5m的擋沙堤;其主體工程于2016年7月基本完工,2016年12月通過(guò)交工驗(yàn)收。
1.3 主要效益
(1)經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。長(zhǎng)江口12.5m深水航道運(yùn)行8年來(lái),長(zhǎng)江口入海航道通航條件明顯改善,大型船舶通航效率和營(yíng)運(yùn)水平大為提高,取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。經(jīng)初步測(cè)算,長(zhǎng)江口12.5m深水航道開通以來(lái)年均產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益已超過(guò)100億元,貨運(yùn)量增加帶動(dòng)GDP增長(zhǎng)年均超過(guò)1 000億元,帶動(dòng)就業(yè)年均超過(guò)10萬(wàn)人。其中,維護(hù)12.5m航道的“十二五”期長(zhǎng)江口深水航道經(jīng)濟(jì)效益比維護(hù)10m航道的“十一五”期增長(zhǎng)36.8%,累計(jì)拉動(dòng)上海市及江蘇省等沿江地區(qū)GDP增長(zhǎng)5 297億元[2]。
受益于長(zhǎng)江口深水航道,上海國(guó)際航運(yùn)中心、金融中心、貿(mào)易中心和經(jīng)濟(jì)中心建設(shè)步伐加快,并為12.5m深水航道上延至南京創(chuàng)造條件,大幅提升了長(zhǎng)江中上游“江海聯(lián)運(yùn)”能力,有力推進(jìn)了長(zhǎng)江干線貨運(yùn)量連續(xù)多年位居世界河運(yùn)榜首和區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。隨著長(zhǎng)江南京至長(zhǎng)江口431公里12.5m深水航道建設(shè)工程在2018年4月底全線貫通以及沿江港口碼頭的改造升級(jí),長(zhǎng)江口深水航道的航運(yùn)及港口經(jīng)濟(jì)效益得到大幅提升。
(2)航道治理效應(yīng)。長(zhǎng)江口深水航道治理工程以打通攔門沙淺灘、實(shí)現(xiàn)治理目標(biāo)水深為第一要?jiǎng)?wù),同時(shí)也考慮了與河勢(shì)控制、水利防洪(潮)、灘涂資源開發(fā)利用和保護(hù)、河口水庫(kù)開發(fā)、生態(tài)濕地環(huán)境保護(hù)等綜合協(xié)調(diào)。通過(guò)20年航道治理,結(jié)合中央沙圈圍及青草沙水庫(kù)等工程,長(zhǎng)江口三個(gè)分汊口關(guān)鍵部位相繼得到人工守護(hù),徐六涇以下“三級(jí)分汊、四口入?!遍L(zhǎng)江口河勢(shì)格局穩(wěn)定性顯著增強(qiáng),較好地落實(shí)了《長(zhǎng)江口綜合整治開發(fā)規(guī)劃》對(duì)航道發(fā)展及河勢(shì)控制的要求。長(zhǎng)江口深水航道治理工程實(shí)施以后,與相關(guān)涉水部門加強(qiáng)了相互配合和協(xié)調(diào),積極推動(dòng)了長(zhǎng)江口多目標(biāo)綜合整治。比如,長(zhǎng)江口深水航道疏浚土被用于吹填上灘,與橫沙東灘、浦東機(jī)場(chǎng)外側(cè)灘涂和長(zhǎng)興潛堤后方灘涂等上海市灘涂整治有機(jī)結(jié)合,有利于控制疏浚和造地成本,取得了共贏局面[3];又如在深水航道治理過(guò)程中,結(jié)合工程建設(shè)建立河口生態(tài)修復(fù)和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,堅(jiān)持進(jìn)行長(zhǎng)江口大范圍生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià),開展了人工牡蠣礁構(gòu)造、中華鱘等漁業(yè)資源增殖放流工作,促進(jìn)了長(zhǎng)江口航道建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展,取得了良好的生態(tài)效益。
2 工程建設(shè)的重大意義
2.1 長(zhǎng)江口深水航道治理工程是歷經(jīng)數(shù)代人攻堅(jiān)克難而得以實(shí)現(xiàn)的跨世紀(jì)宏偉工程
治理長(zhǎng)江口,加深通海航道,是眾多仁人志士的夙愿和追求。早在1918年,中華民族復(fù)興先驅(qū)孫中山先生在制定《建國(guó)方略》“實(shí)業(yè)計(jì)劃”中就提出了整治揚(yáng)子江口水道(自海上深水線至黃浦江合流點(diǎn))、建設(shè)上海東方大港的偉大設(shè)想[4],還大膽討論了治理長(zhǎng)江口泥沙淤積的方案。新中國(guó)成立后,我國(guó)一大批專家學(xué)者從20世紀(jì)60年代初就開始進(jìn)行長(zhǎng)江口的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和科學(xué)研究,為長(zhǎng)江口航道治理積累了大量寶貴數(shù)據(jù)資料和經(jīng)驗(yàn)。20世紀(jì)70至80年代,因上海港航運(yùn)發(fā)展需要,長(zhǎng)江口入海航道采用疏浚手段進(jìn)行治理,南港南槽段和南港北槽段曾先后被開挖成人工常年維護(hù)的7.0m水深通海航道,基本適應(yīng)了當(dāng)時(shí)2萬(wàn)噸級(jí)海輪通航。
隨著我國(guó)改革開放的不斷推進(jìn),大型集裝箱船舶受長(zhǎng)江口攔門沙淺灘水深不足的影響難以進(jìn)出長(zhǎng)江,已嚴(yán)重制約上海港及長(zhǎng)江沿線港口的發(fā)展。1992年,《長(zhǎng)江口攔門沙航道演變規(guī)律與深水航道整治方案研究》被列為國(guó)家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目,提出了開發(fā)北槽12.5m深水航道的工程方案,具體論證了整治工程的可行性,為實(shí)施我國(guó)歷史上規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜的水運(yùn)工程奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)[5]。在科技攻關(guān)的基礎(chǔ)上,國(guó)務(wù)院先后組織工程項(xiàng)目建議書和可行性研究專家論證,并于1998年1月正式批準(zhǔn)實(shí)施長(zhǎng)江口深水航道治理工程。歷經(jīng)12年分期建設(shè),至2010年3月三期工程通過(guò)交工驗(yàn)收,長(zhǎng)江口12.5m深水航道才得以全線貫通。
2.2 長(zhǎng)江口深水航道治理工程是完全依靠國(guó)內(nèi)技術(shù)力量自主研究設(shè)計(jì)及施工而建成的世界級(jí)河口治理樣本
國(guó)內(nèi)外河口航道治理實(shí)踐表明[6],攔門沙航道通常是河口航道治理中最為困難的部分,一直是世界性的難題。由于復(fù)雜的河口水沙動(dòng)力條件和河床演變規(guī)律,長(zhǎng)江口航道治理與國(guó)內(nèi)外同類航道治理相比具有自身的特殊性和實(shí)踐難度,不可能照搬密西西比河口、萊茵河口、黃浦江口等國(guó)內(nèi)外其它河口治理范例,沒(méi)有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可循。工程依靠國(guó)內(nèi)技術(shù)力量展開深入詳實(shí)的水文、泥沙、地質(zhì)等勘測(cè)研究和設(shè)計(jì),總體摸清了長(zhǎng)江口發(fā)育模式、河床演變規(guī)律、水流動(dòng)力場(chǎng)、泥沙場(chǎng)、攔門沙形成機(jī)理、細(xì)顆粒泥沙在咸淡水交匯區(qū)的活動(dòng)、沉降機(jī)理等根本性問(wèn)題,得出“開發(fā)長(zhǎng)江口深水航道是完全可以實(shí)現(xiàn)”的科學(xué)論斷,并經(jīng)過(guò)嚴(yán)密論證和充分試驗(yàn)后付諸實(shí)踐。
作為我國(guó)水運(yùn)工程史上投資規(guī)模大、技術(shù)難度高的航道工程,長(zhǎng)江口深水航道治理工程的實(shí)施過(guò)程也是逐步加深長(zhǎng)江口水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和河床演變規(guī)律認(rèn)識(shí)、提升河口航道養(yǎng)護(hù)管理水平的過(guò)程。工程在前期研究和建設(shè)全過(guò)程中,解決了一系列重大技術(shù)難題,取得了成套技術(shù)創(chuàng)新成果,是我國(guó)河口治理和水運(yùn)事業(yè)的偉大創(chuàng)舉,也是世界上巨型復(fù)雜河口航道治理的成功范例,帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)水運(yùn)工程全行業(yè)及其相關(guān)工程領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步[7]。
2.3 長(zhǎng)江口深水航道治理工程是取得諸多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)創(chuàng)新的水運(yùn)建設(shè)成功范例
為客觀評(píng)估工程的實(shí)施效果和綜合效益,2011年中國(guó)工程院受交通運(yùn)輸部委托組織開展長(zhǎng)江口深水航道治理工程的全面評(píng)估工作。中國(guó)工程院組成了包括12位院士在內(nèi)的評(píng)估專家組,對(duì)長(zhǎng)江口深水航道治理工程的工程效果及維護(hù)管理措施、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益和工程環(huán)境影響等3大方面進(jìn)行了分析評(píng)價(jià),形成了綜合評(píng)估報(bào)告,充分肯定了工程所取得的成績(jī)。評(píng)估報(bào)告指出[7],科學(xué)決策和動(dòng)態(tài)管理是長(zhǎng)江口深水航道治理工程成功的關(guān)鍵,工程的原定目標(biāo)已順利實(shí)現(xiàn),航道整治總體技術(shù)水平先進(jìn),工程經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著,工程對(duì)生態(tài)和環(huán)境無(wú)顯著的負(fù)面影響。同時(shí),科學(xué)總結(jié)了長(zhǎng)江口深水航道治理工程建設(shè)管理、科技創(chuàng)新等5方面的經(jīng)驗(yàn),即積累了復(fù)雜河口治理的經(jīng)驗(yàn),推動(dòng)了港航建筑物設(shè)計(jì)理論的進(jìn)步,提升了我國(guó)港航工程施工技術(shù)水平,創(chuàng)新了大型港航工程項(xiàng)目管理的模式,促進(jìn)了我國(guó)河口海岸工程領(lǐng)域的科學(xué)研究。
2.4 長(zhǎng)江口12.5m深水航道通過(guò)8年養(yǎng)護(hù)管理,運(yùn)行平穩(wěn)、安全暢通,維護(hù)疏浚量總體可控
作為世界級(jí)河口航道,長(zhǎng)江口深水航道的維護(hù)與其治理工程一樣重要,難度同樣不小。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料分析,近8年來(lái)長(zhǎng)江口深水航道維護(hù)疏浚量存在一定波動(dòng)變化。長(zhǎng)江口深水航道開通初期,全槽每年產(chǎn)生的維護(hù)疏浚量8 000萬(wàn)m3左右(包含臺(tái)風(fēng)或寒潮等非常態(tài)天氣過(guò)程引起的航道回淤增量),相應(yīng)投入的維護(hù)費(fèi)用較高。但2012年以后,受上游河勢(shì)及水沙條件改善、維護(hù)疏浚管理及工藝優(yōu)化等因素變化影響[8],12.5m深水航道總體回淤?gòu)?qiáng)度趨于下降,年維護(hù)疏浚量相應(yīng)得以下降;加之南壩田擋沙堤加高工程的實(shí)施,2016—2017年維護(hù)疏浚量已降至
6 000萬(wàn)m3以下。
通過(guò)科學(xué)維護(hù)和管理,長(zhǎng)江口深水航道在開通以來(lái)的8年間整體運(yùn)行狀態(tài)良好,經(jīng)受住了2010年、2012年和2016年上游大流量過(guò)程以及多次臺(tái)風(fēng)和寒潮的考驗(yàn),通航水深年保證率達(dá)95%以上,滿足養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),確保了航道安全暢通。今后一段時(shí)期,在長(zhǎng)江口河勢(shì)格局及水沙動(dòng)力環(huán)境整體穩(wěn)定的前提下,隨著維護(hù)疏浚精細(xì)化管理的不斷深入和深水航道減淤工程措施的逐步推進(jìn),長(zhǎng)江口12.5m深水航道維護(hù)態(tài)勢(shì)將總體可控,且趨于向好。
3 存在問(wèn)題及思考
由于長(zhǎng)江河口水沙運(yùn)動(dòng)和河床演變規(guī)律的復(fù)雜性,加之長(zhǎng)江上游來(lái)水來(lái)沙條件、海域來(lái)水來(lái)沙條件以及大量河口涉水工程等邊界條件尚在變化調(diào)整之中,這些變化因素仍可能對(duì)12.5m深水航道的長(zhǎng)期穩(wěn)定和后續(xù)長(zhǎng)江口航道體系建設(shè)產(chǎn)生不利影響。長(zhǎng)江口12.5m深水航道建成并非一勞永逸,仍面臨現(xiàn)有航道技術(shù)研究手段的局限性、航道深化減淤方向的不明朗性、航道疏浚土處置的緊迫性和河口航道體系建設(shè)的滯后性等諸多亟待深化研究的問(wèn)題。
3.1 現(xiàn)有航道技術(shù)研究手段的局限性
河工物理模型與數(shù)學(xué)模型是研究河口水沙及河床地形的變化規(guī)律和預(yù)測(cè)整治工程實(shí)施效果以及涉水工程修建對(duì)周邊河勢(shì)影響等重要技術(shù)手段,但目前在長(zhǎng)江口航道治理工程應(yīng)用中的數(shù)模和物模技術(shù)均存在一定的局限性,具有各自不同的鮮明特點(diǎn)和適用范圍[9]。比如,長(zhǎng)江口攔門沙河段的泥沙運(yùn)動(dòng)受徑流、潮汐、波浪作用以及鹽水等綜合影響,粘性細(xì)顆粒泥沙絮凝沉降的物理化學(xué)過(guò)程及變化規(guī)律極為復(fù)雜,在目前開發(fā)的三維泥沙數(shù)學(xué)模型中,尚難綜合考慮上述因素對(duì)河床地形沖淤變化和深水航道回淤等的定量影響,特別是難以有效模擬航道內(nèi)近底層高濃度泥沙輸運(yùn)過(guò)程,因此,總體上對(duì)航道回淤量的預(yù)測(cè)計(jì)算精度不高。
在長(zhǎng)江口深水航道治理工程實(shí)施動(dòng)態(tài)管理過(guò)程中,動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析是一種基于原型觀測(cè)的、現(xiàn)有河工物理模型和潮流泥沙數(shù)學(xué)模型無(wú)法替代的工程技術(shù)手段,在航道建設(shè)和維護(hù)管理中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。但由于目前觀測(cè)儀器設(shè)備和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的局限性,長(zhǎng)江口現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)技術(shù)仍存在許多亟待突破的難點(diǎn),主要包括航道內(nèi)近底高含沙水體輸移連續(xù)觀測(cè)、航道浮泥生成運(yùn)移及消亡全過(guò)程觀測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)懸沙絮凝體觀測(cè)、河口最大渾濁帶三維水沙運(yùn)動(dòng)模式觀測(cè)和大范圍長(zhǎng)歷時(shí)水沙監(jiān)測(cè)等[1]。今后,新型觀測(cè)儀器和觀測(cè)方法的研發(fā)以及觀測(cè)數(shù)據(jù)分析水平的提升,對(duì)河口攔門沙及最大渾濁帶形成機(jī)制和深水航道維護(hù)實(shí)踐有重要意義。
3.2 航道深化減淤方向的不明朗性
針對(duì)長(zhǎng)江口12.5m深水航道開通初期面臨回淤總量大、回淤時(shí)空分布高度集中、航道維護(hù)成本較高等技術(shù)難題,展開了深水航道回淤原因及減淤工程措施研究,取得一定實(shí)踐認(rèn)知[10][11],推進(jìn)了南壩田擋沙堤加高工程的實(shí)施。當(dāng)前,長(zhǎng)江口12.5m深水航道年維護(hù)疏浚量雖總體穩(wěn)定可控,但航道的回淤總量仍然較大,航道回淤原因深度研究尚不夠充分,現(xiàn)有的航道科研技術(shù)力量難以精準(zhǔn)把握和認(rèn)識(shí)12.5m深水航道回淤規(guī)律及機(jī)理,航道深化減淤方向不夠明朗。因此,深水航道的回淤原因和深化減淤仍是必須堅(jiān)持長(zhǎng)期研究解決的技術(shù)難題。
從航道回淤的動(dòng)力條件看,作為長(zhǎng)江口12.5m深水航道回淤集中區(qū)段的北槽中下段,地處河口最大渾濁帶水域,水、沙、鹽分布及輸移,尤其近底層高濃度水體輸運(yùn)具備河口攔門沙固有的三維結(jié)構(gòu)特征,航道回淤與潮流場(chǎng)、泥沙場(chǎng)、鹽度場(chǎng)及河床地形調(diào)整的關(guān)系復(fù)雜,航道回淤的年內(nèi)洪枯季差異巨大的內(nèi)在動(dòng)力機(jī)理尚不能合理解釋。且從航道回淤的泥沙來(lái)源看,由于淤積形態(tài)的多樣性,航道回淤的底沙和懸沙來(lái)源可能來(lái)自隨上游徑流下泄的陸相來(lái)沙、當(dāng)?shù)啬嗌吃賾腋 ⑦厼﹤?cè)向供沙和隨漲潮流上溯的海相來(lái)沙等,各種來(lái)源泥沙對(duì)航道回淤的貢獻(xiàn)和權(quán)重也是需要分析研究的一個(gè)重要課題。這些泥沙的起動(dòng)、運(yùn)移過(guò)程和回淤到航槽內(nèi)的輸移路徑尚不明確,有必要綜合運(yùn)用新技術(shù)、新材料和新工藝,通過(guò)更加深入的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)分析和必要的數(shù)、物模試驗(yàn)研究來(lái)解決這一難題,從而為減淤工程措施研究等提供新思路。
3.3 航道疏浚土處置的緊迫性
疏浚土是長(zhǎng)江口深水航道治理工程建設(shè)和維護(hù)過(guò)程中衍生的一種寶貴資源。由于橫沙東灘圈圍八期工程即將于“十三五”末全面完工,且上海市目前尚無(wú)進(jìn)一步的灘涂整治工程計(jì)劃,12.5m深水航道產(chǎn)生的大量疏浚土無(wú)法被有益利用、可能面臨全部外拋的不利局面;加之隨著長(zhǎng)江口航道體系建設(shè)的逐步推進(jìn),南槽和北港航道還將產(chǎn)生一定數(shù)量的疏浚土,因此,長(zhǎng)江口航道疏浚土長(zhǎng)期利用、合理安置的前景和形勢(shì)不容樂(lè)觀。
針對(duì)2020年后長(zhǎng)江口深水航道疏浚土處置存在的問(wèn)題,王恒賓等[12]通過(guò)對(duì)長(zhǎng)江口海洋傾倒區(qū)和灘涂資源開發(fā)利用情況分析認(rèn)為結(jié)合N23護(hù)灘潛堤以東的橫沙淺灘灘涂整治進(jìn)行疏浚土處置是一種較為經(jīng)濟(jì)合理的選擇,并給出了初步的處置方案,可為長(zhǎng)江口航道疏浚土可持續(xù)利用提供一定借鑒參考。但在修復(fù)長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境處于壓倒性位置、海洋傾倒區(qū)日漸嚴(yán)格控制、河口多數(shù)灘涂濕地面臨侵蝕威脅和泥沙資源供需關(guān)系日益緊張等諸多新情勢(shì)下,長(zhǎng)江口疏浚土應(yīng)遵循多用少拋的處置原則,利用疏浚土進(jìn)行灘涂人工喂沙養(yǎng)護(hù)、生態(tài)濕地培育與塑造、建筑材料利用、土壤改良等多途徑處置將是未來(lái)長(zhǎng)江口航道疏浚土得到科學(xué)處置、疏浚土資源化利用水平有效提升的發(fā)展方向。
3.4 河口航道體系建設(shè)的滯后性
長(zhǎng)江河口在徐六涇以下呈“三級(jí)分汊、四口入?!逼矫嫘蛻B(tài),水域內(nèi)汊道眾多,航道資源十分豐富。經(jīng)過(guò)20年開發(fā)治理,12.5m主航道全線貫通,長(zhǎng)江口航道條件得到顯著改善,目前主要人工維護(hù)長(zhǎng)江口12.5m深水航道和南槽5.5m航道。北港、南槽和北支等其他汊道水域整體仍處于自然水深狀態(tài),在當(dāng)前沿江水運(yùn)需求穩(wěn)步增長(zhǎng)形勢(shì)下,現(xiàn)有航道的通航壓力日趨加大,航道資源的進(jìn)一步開發(fā)潛力依然較大。
作為治理長(zhǎng)江口航道的綱領(lǐng)性文件,《長(zhǎng)江口航道發(fā)展規(guī)劃》已于2010年8月獲得交通運(yùn)輸部批復(fù),也據(jù)此初步展開了北港、南槽和北支等河段航道治理的前期研究工作[13-15]。但現(xiàn)階段甚至今后一段時(shí)期,長(zhǎng)江口航道發(fā)展與沿江航運(yùn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)仍不相適應(yīng),長(zhǎng)江口“一主、兩輔、一支”航道體系格局尚未真正形成、建設(shè)發(fā)展速度相對(duì)較滯后。對(duì)此,要在總結(jié)提煉近20年長(zhǎng)江口航道治理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,加緊推進(jìn)長(zhǎng)江口航道系統(tǒng)治理前期工作,結(jié)合長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶“共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)”等新要求重點(diǎn)開展南槽航道治理工程技術(shù)方案研究,為輔助航道治理開發(fā)提供技術(shù)支撐,確保早日建成以12.5m深水航道為主、南槽航道和北港航道為輔、北支航道為支的長(zhǎng)江口航道體系。
4 結(jié)語(yǔ)
(1)回顧性總結(jié)分析表明,長(zhǎng)江口深水航道治理工程是由孫中山最早提出設(shè)想、到20世紀(jì)末國(guó)務(wù)院決策實(shí)施,歷經(jīng)數(shù)代人攻堅(jiān)克難而得以實(shí)現(xiàn)的跨世紀(jì)宏偉工程;是無(wú)現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可循,完全依靠國(guó)內(nèi)技術(shù)力量自主研究設(shè)計(jì)及施工而建成的世界級(jí)河口治理樣本;是歷經(jīng)12年分期建設(shè),獲得中國(guó)工程院評(píng)估組充分認(rèn)可和較高評(píng)價(jià),并取得諸多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)創(chuàng)新的水運(yùn)建設(shè)成功范例。
(2)通過(guò)8年養(yǎng)護(hù)管理,長(zhǎng)江口12.5m深水航道運(yùn)行平穩(wěn)、安全暢通,維護(hù)疏浚量總體可控,已充分發(fā)揮“黃金效益”。但同時(shí),當(dāng)前長(zhǎng)江口深水航道仍面臨現(xiàn)有航道技術(shù)研究手段的局限性、航道深化減淤方向的不明朗性、航道疏浚土處置的緊迫性和河口航道體系建設(shè)的滯后性等諸多亟待深化研究問(wèn)題。
當(dāng)前,長(zhǎng)江口航道作為建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)、推動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展和打造現(xiàn)代化長(zhǎng)江航運(yùn)的基礎(chǔ)設(shè)施組成部分,面臨著向更高質(zhì)量發(fā)展、解決發(fā)展不平衡不充分問(wèn)題的艱巨任務(wù)。在新形勢(shì)下加緊推進(jìn)長(zhǎng)江口航道科研及技術(shù)創(chuàng)新體系構(gòu)建,積極研究探索深水航道回淤規(guī)律和維護(hù)疏浚新工藝等技術(shù)難題十分必要。
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Abstract: The Yangtze Estuary Deepwater Channel Regulation Project is a cross-century grand project embodied great efforts of generations of people. It was first envisioned by Sun Yat-sen and approved by the State Council by the end of the last century. This project was designed and built into a world-class demonstration project, even with no existing experience to follow and entirely based on our own technical strength. It is a successful example of water transport construction that was fully acknowledged by the Chinese Academy of Engineering Evaluation Team after 12 years of construction, and has obtained many practical experiences and technological innovations. Through 8-years of maintenance management, the 12.5m-deep water channel of the Yangtze River estuary has been operated safely and smoothly, with maintenance dredging volume generally in control, fully exerting golden benefits. Meanwhile, the paper also points out that the current Yangtze Estuary deep-water channel still faces many issues requiring further study, such as research limitations in existing waterway technology, uncertainties of river channel deepening and siltation reduction, urgency of waterway dredged soil disposal and lag of estuarine navigation system construction.
Key words: Yangtze River Estuary Deepwater Channel Regulation Project; channel siltation reduction; dredged soil disposal