陳培 許錦基

摘? 要：概述嘉陵江流域航道及船舶現(xiàn)狀、港口建設(shè)情況、貨運(yùn)情況，以及未來航道規(guī)劃，分析嘉陵江集裝箱船舶的影響因素，根據(jù)相關(guān)的集裝箱標(biāo)準(zhǔn)船型確定嘉陵江集裝箱船型的初步方案;通過技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算，得出適用于嘉陵江的500 t、800 t和1 000 t級(jí)集裝箱船型標(biāo)準(zhǔn)，并提出相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：嘉陵江;集裝箱;標(biāo)準(zhǔn)化;船型;分析

1 嘉陵江航運(yùn)現(xiàn)狀

1.1 嘉陵江流域概況

嘉陵江是長江上游左岸最大的支流，總流域面積約16萬km2，干流流域面積約4萬km2，全長約1 120 km。上游在廣元以上，長約380 km，中游在廣元—合川，長約645 km，下游在合川—河口，長約95 km。上游整個(gè)流域環(huán)境較差，不便航行;中游河道較為開闊，寬度在70～400 m間，地形較平緩，與渠江和涪江的中下游形成川中盆地，為航運(yùn)形成有利條件;下游河道經(jīng)盆東平行嶺谷區(qū)，形成峽谷河段，河道較為開闊，水面寬在150～400 m間。

1.2 航道及船舶現(xiàn)狀

（1）航道現(xiàn)狀

嘉陵江航道是關(guān)聯(lián)長江的重要水運(yùn)航道，也是國家交通運(yùn)輸部規(guī)劃的重要內(nèi)河航道。由于上游河流曲折，河谷狹窄，灘險(xiǎn)礁石較多，不利于航行，因此嘉陵江干流主要通航河段為中下游廣元到重慶，通航里程為728 km，縱向貫穿川東、川中和川北地區(qū)，是連接寶成鐵路和長江水運(yùn)的重要干線[1]。

目前，嘉陵江航道根據(jù)航道等級(jí)分為五段，分別是：廣元到昭化、昭化到澗溪口、澗溪口到桐子壕、桐子壕到合川和合川到重慶。其中合川到重慶段目前航道維護(hù)等級(jí)為IV級(jí)，隨著草街樞紐的建成以及航道整治的實(shí)施，該段航道基本達(dá)到III級(jí)航道標(biāo)準(zhǔn)[2]，其中兩段的航道維護(hù)尺度中航深有所不同，合川至草街航深為3.0 m，草街至河口航深為2.0 m。各航段的基本概況如表1所示。

（2）船型現(xiàn)狀

嘉陵江的貨物運(yùn)輸主要是靠拖駁船隊(duì)，長途的運(yùn)輸方式是吊拖、綁拖及綁吊相結(jié)合，短途則是以小噸位機(jī)動(dòng)駁為主。嘉陵江上游以普通的吊拖船隊(duì)運(yùn)輸方式為主，拖輪船型為尖首常規(guī)尾型，功率以147? kW為主，駁船一般是半倉平頭駁，噸位為90～150 t;下游則是主要以機(jī)動(dòng)駁單船運(yùn)輸為主，機(jī)動(dòng)駁功率為29～220 kW，噸位在50～200 t間，大多是縱流型，吃水在0.8 m以下。目前，嘉陵江上還沒有集裝箱船在運(yùn)營。如表2所示，嘉陵江現(xiàn)有船型。

1.3? 港口發(fā)展情況

嘉陵江干流從上游到下游的主要港口有廣元港、南充港和合川港。

廣元港位于嘉陵江上游，是嘉陵江第一大港口。廣元港建設(shè)規(guī)劃三個(gè)港區(qū)，分別是昭化、利川、蒼溪港區(qū)，張家壩作業(yè)區(qū)和紅巖作業(yè)區(qū)是規(guī)劃重點(diǎn)。根據(jù)廣元港規(guī)劃，在2030年，港口通過能力將達(dá)1 471萬 t，集裝箱通過能力達(dá)65萬TEU。

南充港的貨運(yùn)區(qū)有四個(gè)，分別是：嘉順港區(qū)、儀隴港區(qū)、閬中港區(qū)和南部港區(qū)。嘉順港區(qū)是南充港的中心港區(qū)，包括都京、河西、李渡三作業(yè)區(qū)，主要承擔(dān)業(yè)務(wù)是集裝箱運(yùn)輸服務(wù)，化學(xué)工業(yè)園區(qū)原材料、產(chǎn)成品運(yùn)輸和散雜貨的中轉(zhuǎn)運(yùn)輸。儀隴港區(qū)是嘉陵江上的重要化工產(chǎn)品集散港區(qū)，有湯家壩和鐘家壩兩個(gè)作業(yè)區(qū)。根據(jù)港口建設(shè)規(guī)劃，2020年港口吞吐量達(dá)1 574萬t，2030年達(dá)1 795萬t。

合川港的主要經(jīng)營業(yè)務(wù)是干散貨，本文主要分析集裝箱船型，并且合川港距離嘉陵江下游盡頭較近，此處不討論合川港。

1.4? 貨運(yùn)情況

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，嘉陵江貨運(yùn)量2018年約1 750萬 t，主要貨種是化肥農(nóng)藥、礦建材料和煤炭等，礦建材料占總運(yùn)量的32%以上，運(yùn)輸較繁忙的是廣元附近、南充附近和合川至河口河段。目前，南充及周邊地區(qū)集裝箱生成量超過2萬TEU，廣元港腹地的集裝箱生成量約3萬TEU。

根據(jù)嘉陵江貨運(yùn)歷史資料統(tǒng)計(jì)，礦建材料和煤炭是嘉陵江貨運(yùn)的主要物資。隨著嘉陵江航道等級(jí)的提高和流域附近的經(jīng)濟(jì)加快發(fā)展，嘉陵江航道貨運(yùn)將日益提升。

1.5? 航道規(guī)劃

嘉陵江是內(nèi)河“兩橫一縱十八線高等級(jí)航道網(wǎng)”的重要組成之一，是長江上游航運(yùn)中心“一干兩支”航道支撐體系重要一支。根據(jù)2009年《四川省內(nèi)河航運(yùn)發(fā)展規(guī)劃》，通過修建亭子口航電樞紐和其他梯級(jí)，渠化河道，使航道標(biāo)準(zhǔn)逐漸提升到V-III級(jí)。井口以下航道可達(dá)到III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，全江渠化后，廣元至昭化河段航道等級(jí)達(dá)到IV級(jí)，昭化至黃帽沱河段達(dá)III級(jí)。根據(jù)2017年重慶“十三五”規(guī)劃，加速嘉陵江航道治理。總的來說，嘉陵江全江渠化和整治后，主要通航河段廣元至重慶航道條件會(huì)大大改善，航道通過能力也會(huì)大大提升，廣元-昭化航道41 km達(dá)IV級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，昭化-重慶航道647 km達(dá)III級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 嘉陵江集裝箱船型影響因素分析

2.1 航道

根據(jù)嘉陵江流域的規(guī)劃，嘉陵江主要通航河段為廣元至重慶。全江渠化以及航道整治后，根據(jù)航道等級(jí)分為兩段，一是廣元—利澤段545 km，航道等級(jí)為IV級(jí)，二是利澤-河口段138 km，航道等級(jí)為III級(jí)。航道尺度如表3所示。

2.2 船閘

嘉陵江渠化工程在廣元至重慶段一共修建16座航電樞紐，每座航電樞紐都建有過船建筑物。亭子口樞紐的過船建筑物是升船機(jī)，亭子口以下15座樞紐的過船建筑物都是船閘，各過船建筑物的概況如表4所示。

2.3 船型方案初始尺度的確定

本文主要對(duì)嘉陵江干線的集裝箱運(yùn)輸船型進(jìn)行分析，依據(jù)嘉陵江航道的規(guī)劃，貨源和貨流的分析，以及港口碼頭的情況，本文論證時(shí)選取兩條主要航線：廣元—重慶（688 km）、南充-重慶（471 km），船舶噸級(jí)也分為3個(gè)，分別為：500噸級(jí)（相當(dāng)于50 TEU級(jí)）、800噸級(jí)和1 000噸級(jí)（相當(dāng)于60 TEU級(jí)）。

（1）主尺度選取

選擇船舶的垂線間長Lpp、型寬B、吃水T以及主機(jī)功率BHP作為設(shè)計(jì)變量。垂線間長的選取是參考現(xiàn)有集裝箱船型數(shù)據(jù)，還要綜合考慮航道彎曲半徑以及相關(guān)規(guī)范等約束條件[3]。嘉陵江航道分為兩個(gè)航段，彎曲半徑分別為330 m和480 m，對(duì)本文論證的船型沒有約束。確定垂線間長值時(shí)先確定其取值范圍，然后每間隔3 m取值，即標(biāo)準(zhǔn)集裝箱長度的一半。

型寬的選取也是參考現(xiàn)有數(shù)據(jù)，還要考慮船閘的寬度和其利用率。嘉陵江廣元-河口航段主要有2種類型的船閘，寬度分別為16 m和23 m，航行時(shí)又不得不考慮上游亭子口樞紐的升船機(jī)，寬度為11.7 m。在符合內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)（B≤10 m時(shí)，富裕寬度應(yīng)不小于1.0 m;B>10 m時(shí)，富裕寬度應(yīng)不小于（0.5+0.05B）m）的前提下，針對(duì)500噸級(jí)船舶，限制最大型寬為10.2 m，為船舶和升船機(jī)空出1.5 m的間隙，此時(shí)升船機(jī)利用率較高;800噸級(jí)船舶相比500噸級(jí)較大，相比1 000噸級(jí)較小，那么800噸級(jí)限制最大型寬為10.6 m，升船機(jī)留出1.1 m的富裕寬度;1 000噸級(jí)船則考慮通過23 m寬的船閘，限制最大型寬為12.0 m，考慮其與9.6 m的船舶并排通過，此時(shí)船閘還有1.4 m的富裕寬度。每噸級(jí)船舶的型寬每間隔1.2 m取值，即標(biāo)準(zhǔn)集裝箱寬度的一半。

選取吃水主要依據(jù)航道限制。500噸級(jí)吃水較小，則考慮廣元—重慶航線;800噸級(jí)和1 000噸級(jí)吃水適中，則考慮南充—重慶航線。各噸級(jí)船舶的主尺度范圍見表7。

（2）主機(jī)功率選取

為了提高船舶的快速性，每艘船舶采用2臺(tái)主機(jī)，主機(jī)功率的選取參考現(xiàn)有集裝箱船資料，見表8。

根據(jù)以上主尺度以及主機(jī)功率的選取，便可初步確定72種可行的船型方案為后面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析提供依據(jù)。

3 嘉陵江集裝箱運(yùn)輸船型分析評(píng)價(jià)

3.1 技術(shù)指標(biāo)計(jì)算

（1）型深D

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)：B/T的值在3.0左右，但是集裝箱船需要較大的甲板面積，所以該值會(huì)更大些，L/B的值在6左右[4]，可以此來初步檢驗(yàn)船型方案的可行性。本文船型型深則根據(jù)小型船舶對(duì)干舷的要求來確定，并滿足的要求，則有以下公式：

3.3 計(jì)算示例

從72種初選集裝箱船型方案中選擇南充到重慶航線，1 000 t級(jí)，Lpp=63，B=10.8，T=3.0的船舶進(jìn)行計(jì)算示例。根據(jù)以上公式計(jì)算分析，如表12所示

3.4 推薦適用船型

通過以上計(jì)算分析可知，推薦使用船型如下，500噸級(jí)船舶選擇廣安—重慶航線，所有500噸級(jí)船型方案中，垂線間長為52 m、型寬為7.8 m、吃水為2.0 m的船型方案為最優(yōu)。800噸級(jí)和1 000噸級(jí)船舶需要的吃水較深，所以選擇南充—重慶航線，其中垂線間長為55 m、型寬為8.2 m、吃水為2.4 m的800噸級(jí)船型方案和垂線間長為69 m、型寬為9.6 m、吃水為2.6 m的1 000噸級(jí)船型方案最優(yōu)。具體情況見表13。

3.5 相關(guān)建議

（1）建議相關(guān)部門根據(jù)嘉陵江航道特點(diǎn)，加快制定和頒布相應(yīng)的集裝箱標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列[7];

（2）出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)和引導(dǎo)嘉陵江航運(yùn)企業(yè)采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱船型船舶從事運(yùn)輸;

（3）對(duì)于新建集裝箱標(biāo)準(zhǔn)船型的船舶，政府為企業(yè)提供信用擔(dān)保，加快企業(yè)貸款造船資金到位，加速航運(yùn)企業(yè)進(jìn)行船舶更新;

（4）政府可進(jìn)行主導(dǎo)嘉陵江航運(yùn)產(chǎn)業(yè)基金的建立，加快嘉陵江標(biāo)準(zhǔn)集裝箱船舶的改造，促進(jìn)嘉陵江航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 尹維清，戴昌軍，錢俊.長江流域航運(yùn)發(fā)展規(guī)劃方案研究[J].人民長江，2013，44（10）：76-79.

[2] 周富科.嘉陵江渠化開發(fā)淺析[J].四川水利發(fā)電，2006，25（2）：95-98.

[3] 王麗錚，陳順懷，郝喜蘭，何書香.內(nèi)河集裝箱船船型主尺度系列制定[J].交通科技，2001（1）：65-66.

[4] 吳漢才，王錦法.船舶貨運(yùn)[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

[5] 王世連，劉寅東.船舶設(shè)計(jì)原理[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2000.

[6] 周大偉，趙海江，許輝等.船舶主尺度論證中的多目標(biāo)綜合評(píng)估[J].中國艦船研究，2011，6（6）：71-74.

[7] 張哲輝，盧成.嘉陵江集裝箱運(yùn)輸船型優(yōu)選[J].水運(yùn)管理，2009，31（1）：23-25.