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(中国交通报)“苦功夫+硬实力”破解世界级难题

——长江口航道管理局维护12.5米深水航道纪实

本报记者 任晶惠

长江口治理被称为世界级难题,它的难度不仅在于建设,消除千百年来的拦门沙,把航道水深从7米加深到12.5米;而且还在于维护,在台风寒潮、泥沙肆虐中守住这条全长125.2公里、底宽350米至400米的“双向水上高速通道”,绝非易事。

  因为水道在长江口骤然变宽、流速下降,泥沙在这里沉积,是无法打破的自然规律。淤泥刚挖出,新的泥沙马上随着江水涌来,周而复始,没有穷尽。长江口地形复杂,水流、泥沙和河床,每时每刻都发生着变化,加之夏有台风、冬有寒潮,诸多不利因素时刻考验着这条水上高速的守护者——长江口航道管理局。

“水深线就是生命线”,确保长江口深水航道水深安全畅通,是长江口航道管理局的庄严承诺。自长江口深水航道工程竣工以来,长江口航道管理局不仅有效保障了深水航道安全畅通,还大胆开展科技创新,不断精进管理,通过深入分析回淤原因、采取减淤措施减少回淤量、严格疏浚工程招标和计量管理、不断优化疏浚工艺、有效利用疏浚土等途径,实现航道维护工程费用从2012年的18亿元下降到2016年的不到9亿元。

主动作为  尽心竭力提升减淤巧实力

 今年上半年,长江沿江众多省份普降暴雨,按照长江口深水航道以往回淤维护经验,洪水到来又将是一场清淤恶战。但长江口深水航道疏浚量却较往年有大幅度减小。

2016年1-6月份长江口深水航道维护疏浚量比近两年同期多400余万立方米,从下半年开始,维护疏浚量同比开始下降,2016年长江口深水航道全年的维护疏浚量预计约为5900万立方米,较2015年的6743万立方米有了显著降幅,比2012年的维护疏浚量约9800万立方米更是有了大幅度下降。

自2010年3月试通航以来,长江口12.5米深水航道年回淤总量居高不下,2012年维护疏浚方量达到9800万方,维护工程费用超过18亿元,并且由于航道回淤在时间分布和空间分布上高度集中,加上台风骤淤的影响,使得航道保畅的压力很大。

面对严峻形势,长江口航道管理局主动作为,抓紧开展了航道减淤研究工作。他们深知,如果弄不清回淤原因,就会“有劲使不上”、“有力不会使”。于是,他们成立了“科技攻关领导小组”,由局主要领导担任组长,整合科研力量,共同推动减淤研究工作深入开展。

为了有效减少长江口深水航道回淤、降低维护费用,在交通运输部指导下,长江口航道管理局制定了《长江口12.5米深水航道维护期回淤原因及减淤措施研究工作总体计划(2013-2017年)》,组织开展减淤降费研究工作。

向科技创新要效益,尽最大能力降低航道维护费用,长江口航道管理局除了充分挖掘本单位技术力量潜力,还巧借外力,组织行业内外科研力量,形成南北两个科研团队,背靠背同时开展“长江口南港-北槽深水航道常态回淤原因研究”工作,该项研究成果为后续深水航道减淤工程方案研究提供了有力支撑。长江口航道管理局同时组织开展降费措施研究,完成了“长江口深度基准面变化与应用研究”、“长江口12.5米深水航道浮泥运移规律与适航水深应用研究”等课题,还启动了《长江口北槽中下段及相邻水域水沙输移过程初步研究》等项目研究工作。

南坝田挡沙堤加高工程是长江口航道管理局的航道养护科研创新亮点之一。该工程是长江口基于多年科学研究长江口深水航道的积累,在航道回淤原因研究取得成果的基础上,通过对70余组不同类型的方案进行数模、物模比较综合论证提出的。工程通过加高挡沙堤拦截越过九段沙滩面进入北槽的水沙,降低江水含沙量、改善流场,以达到减淤效果。

今年航道维护疏浚量较往年有明显减少。长江口航道局航道科技处处长高敏说:“影响航道回淤的因素有很多,南坝田挡沙堤加高工程的具体减淤效果还需要进一步积累资料跟踪分析,从现有实测资料分析,今年7月主体工程刚刚完工的南坝田挡沙堤加高工程已经发挥了减淤作用。”

变废为宝 疏浚土“反哺”养护费

  横沙岛曾是上海长江口水域最“娇小”的一座岛屿,但随着吹填造地工程的不断推进,它正长大成原来的三倍。站在横沙东滩六期吹填造地项目的大堤上,眼前吹填而成的陆域已经长满了芦苇,一眼望不到边际,随着风吹芦苇弯下纤细的腰身,隐约看见在悠闲觅食的牛群,好似置身广袤的大草原。

“这些泥沙都是来自长江口深水航道,由挖泥船从十几公里外的航道上挖出,通过管道直接输送到这里,经过沉降,将很快形成陆域。”上海滩涂造地公司副总经理沈正潮指着横沙东滩七期造地工程里一个出泥管道告诉记者,他们从横沙东滩三期造地工程开始使用长江口深水航道疏浚土,如今已经有一亿多立方米的疏浚土被用于横沙造地。

“我们规划的总造地面积是17万亩,相当于两个横沙岛。在横沙东滩八期造地工程中,我们还计划使用1.4亿立方米长江口深水航道疏浚土。”沈正潮说。

除了横沙岛造地项目,长兴潜堤后方吹填工程、浦东机场第五跑道吹填工程等工程项目也使用长江口深水航道疏浚土。航道疏浚土变废为宝再利用,看起来是一件容易事,其实中间涉及众多环节,需要多方协调,才能实现双赢。在交通运输部和上海市的支持下,长江口航道管理局已经与上海市发改委就疏浚土的综合利用达成共识,本着统筹兼顾、合作共赢、近远结合、先行先试的原则,签署了《共同协调推进长江口深水航道疏浚土综合利用工作备忘录》。

“在横沙六期造地工程的基础上,经过我们与上海市有关方面深入沟通协商,推进了航道疏浚土市场化利用的模式,增加了疏浚土利用效率和疏浚土利用收益。2016年有3300万立方米长江口深水航道疏浚土被用于吹填造地,利用率接近60%,长江口疏浚土利用收益预计超过3亿元。这些钱都用于航道维护费用,有效减少了国家财政支出。”说到这些,笑容不自觉爬上了长江口航道管理局航道养护中心主任朱剑飞的嘴角。

管理局异常珍惜每一次推介疏浚土的机会。“如果不能有效利用,长江口深水航道的疏浚土需要远距离抛运,运费支出不容小觑。只要多一立方米疏浚土被利用,就会少一份支出、多一份收益,国家财政支出便可以节省一些。”朱剑飞说。

“现在仅是个开端,明年长江口深水航道疏浚土地利用率将会进一步提高到70%以上 ,预计疏浚土利用收益会超过3亿元。十三五期间,预计会有2.4万亿立方米长江口深水航道疏浚土被有效利用。”说起疏浚土的未来,朱剑飞充满自信。

精进管理 事无巨细均倾心

 12月14日,长江口深水航道维护现场,舱容12000方的耙吸式挖泥船“长江口01”轮、“长江口02”轮在有条不紊地忙碌。

    “与一般通用的耙吸式挖泥船相比,我们局根据长江口深水航道水流泥沙和航道情况等工况条件专为长江口深水航道疏浚量身定做的这两艘船具有舱容大、时效高、能耗低、操作灵活等优势。有了它们,既能保障水深,又能节省维护成本。”长江口航道管理局工程处处长周发林告诉记者,社会船舶承接长江口疏浚任务,每一立方米疏浚土挖运费用15元,“长江口01”轮、“长江口02”轮的直接成本不到9/方。现在每年这两艘船能完成2000万立方米疏浚任务,可以降低维护费用上亿元。同时还为该局有效掌握长江口河势变化、摸清回淤规律、改进疏浚工艺、实施精细化施工提供了可靠的实践平台。

  航道维护费用能省则省,不遗余力。这是长江口航道管理局员工已经形成多年的习惯。对于这一习惯,上海航道局长江口项目部经理薛海兵最初真有点不适应。

“为了增大挖泥船的装舱浓度,提高挖泥效率,降低疏浚费用,长江口航道管理局在合同中明确,必须延长溢流时间,也就是当泥舱装满后,仍要继续吸泥浆进舱,使泥舱上层低浓度泥浆不断通过溢流筒溢出,以尽可能使泥舱装载量达到最大。”薛海兵说。

 “长江口航道局成本控制非常严格,每年的不同时段,扫浅时间间隔有详细规定。通过几年的维护,他们探索出了长江口深水航道的规律,按照这一规律,每年回淤量小的时期和回淤量大的时期,扫浅次数有很大不同。”东海航保中心上海海事测绘中心主任狄伟说。

长江口航道管理局还积极利用上海河口海岸科学研究中心研发的三维泥沙数学模型对深水航道回淤时空分布、储泥坑使用时间窗口进行预报,为船舶科学调度提供有力支撑。

类似的管理措施在长江口航道管理局还有很多。 大处着眼、小处入手,长江口航道管理局为降低航道维护费用进行多方位管理创新。

“通过采取延长船舶溢流时间,严格船方计量管理、科学调度疏浚船舶,使长江口深水航道维护管理逐步实现了精细化,对降低航道维护费用发挥了积极作用。”朱剑飞说。

“今年长江口深水航道的维护疏浚量预计为5900万立方米,与2012年的近亿立方米相比,实现了大幅下降,比近几年的疏浚平均量8000多万立方米也下降不少,以一立方米疏浚量需要15元成本计算,仅此一项节约的投资就非常可观。这是长江口航道管理局多年潜心开展航道减淤研究的成果。”交通运输部前总工徐光说。

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长江口深水航道社会经济效益巨大

长江口航道水深由5.5米增深至12.5米后,三、四代集装箱船可全天候进出长江口,五、六代集装箱船和10万吨级满载散货船及20万吨级减载散货船可乘潮进出长江口,使得南京以下“河港变海港”,“江海联运”能力大幅提升。为12.5米航道上延至南京奠定了基础,有力支撑了上海国际航运中心及沿江地区经济社会的发展。长江口深水航道工程竣工第一年,通过长江口航道的货运量为 10.1 亿 吨,是航道治理前 4.8 倍。

长江口深水航道治理工程的实施,对促进国家和地方区域经济战略的实施和调整产生了积极影响;拉动了长三角和长江流域经济的快速增长;促进了综合运输体系的形成;促进了产业结构优化调整及区域经济一体化;推动了节能减排和绿色经济发展;取得了河势控制、国土开发等方面的综合效益。

2011年—2015年长江口深水航道货物通过量、直接经济效益

年份

货物通过量

通航船舶艘次

直接经济效益

带动 GDP 增长

2011

10.05 亿 吨

47784

88.21亿元

897 亿元

2012

10.22亿吨

47536

93亿元

917亿元

2013

11.33亿吨

52111

94.24亿元

1044亿元

2014

11.94亿吨

46769

95.95亿元

1113.6亿元

2015

11.98亿吨

49234

96.81亿元

1228.7亿元

注:表格数据来自交通运输部水运科学研究院和中国财政科学研究院

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注重生态理念,打造生态航道

长江口附近区域滩涂湿地密布,自然生态资源十分丰富,分布着九段沙自然保护区、崇明东滩中华鲟保护区等许多重要的生态敏感区,同时也是众多水生动植物和鸟类的栖息地。为弥补长江口工程可能给生态带来的不利影响,从2001年起,建设者们有针对性地实施了8次大规模的生态修复工程,投放包括中华鲟幼鱼、中华绒螯蟹、长江口区域优势鱼种等在内的长江口特有品种水生生物,持续不断的生态修复活动,对长江口生态环境的保持和改善发挥了积极作用。

尤其是利用长江口深水航道治理工程形成的超过180公里的导堤、丁坝等整治建筑物,通过底栖生物群落整体移植工程构建了我国第一个人工牡蛎礁,不仅大大丰富了长江口水底栖生物量,还扮演着“生物过滤器”功能,相当于一个日处理能力约为2万吨的大型城市污水处理厂能力,做到了工程建设与自然和谐相处。

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