王曉春

（長(zhǎng)江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443002）

船舶貨物裝載率是指貨船最大參考載重噸利用率。三峽及葛洲壩樞紐是長(zhǎng)江黃金水道上的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，在保障安全的前提下提升通過(guò)三峽及葛洲壩水利樞紐船舶的貨物裝載率，既有利于進(jìn)一步發(fā)揮兩壩樞紐的通航效益，同時(shí)也有助于提升長(zhǎng)江航運(yùn)物流效率。

1 三峽及葛洲壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率現(xiàn)狀

三峽樞紐通航建筑物包含三峽船閘和三峽升船機(jī)，三峽船閘自2003 年開(kāi)始試通航，三峽升船機(jī)自2016 年試通航。葛洲壩樞紐通航建筑物包含葛洲壩一、二、三號(hào)船閘，船閘自1981 年開(kāi)始通航。

圖1 葛洲壩樞紐通航建筑物布置圖

兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率具有如下特點(diǎn)：

1.1 船舶貨物裝載率發(fā)展變化

長(zhǎng)江干線船舶貨物裝載率與沿江水運(yùn)物流需求、干線航道水流條件、船舶大型化及航運(yùn)企業(yè)生產(chǎn)組織等因素密切相關(guān)。自三峽及葛洲壩樞紐運(yùn)行以來(lái)，其通過(guò)船舶年平均貨物裝載率整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。2007 年以前，兩壩樞紐通過(guò)船舶年平均貨物裝載率在60%以下，2007-2009 年，三峽水庫(kù)蓄水、上游航道條件改善，兩壩樞紐通過(guò)船舶年平均貨物裝載率由60%左右快速增長(zhǎng)至75%左右。2010-2013 年，船舶大型化趨勢(shì)明顯，主要受吃水控制標(biāo)準(zhǔn)限制，兩壩樞紐通過(guò)船舶年平均貨物裝載率略有下降，由70%下降至65%左右。2013 年以后，主要兩方面的原因使兩壩樞紐通過(guò)船舶年平均貨物裝載率再次開(kāi)始逐年上升，一是三峽河段船舶控制吃水標(biāo)準(zhǔn)提升，主航道船舶控制吃水由3.3m 提升至4.3m，同時(shí)自2017 年開(kāi)始，枯水期葛洲壩三江引航道實(shí)施動(dòng)態(tài)吃水，最大限度地合理利用航道水深；二是西南經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，船舶上下行貨物裝載率逐步平衡，在船舶過(guò)壩的供需矛盾日益突出的情況下，船舶過(guò)壩生產(chǎn)組織不斷優(yōu)化。目前兩壩樞紐通過(guò)船舶年平均貨物裝載率基本保持在71%～73%。

1.2 船舶貨物裝載率月度分布

近年來(lái)，主要受航道水深變化影響，兩壩樞紐通過(guò)船舶月度平均貨物裝載率存在較明顯差異。每年1～3 月，屬于長(zhǎng)江上游來(lái)流量較少月份，兩壩樞紐通過(guò)船舶月度平均貨物裝載率基本保持在 71%～72%左右。3 月以后，長(zhǎng)江上游來(lái)流量逐漸增大，三峽水庫(kù)也進(jìn)入水位消落期，三峽下泄流量也逐步增加，兩壩樞紐通過(guò)船舶月度平均貨物裝載率提高至74%以上，主汛期略有下降。10 月以后，長(zhǎng)江上游來(lái)流量逐漸減少，長(zhǎng)江進(jìn)入枯水期，兩壩樞紐通過(guò)船舶月度平均貨物裝載率逐步下降至71%左右。

1.3 兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率相關(guān)性

三峽及葛洲壩樞紐通航建筑物聯(lián)合調(diào)度，匹配運(yùn)行，因而在通過(guò)船舶貨物裝載率方面具有強(qiáng)相關(guān)性。由表1 可知，除三峽船閘運(yùn)行前期，三峽樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率略小于葛洲壩樞紐，自2007 年起，兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率基本一致。

表1 三峽及葛洲壩樞紐通過(guò)船舶年平均貨物裝載率

2 三峽及葛洲壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率提升的瓶頸

2.1 船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)

三峽及葛洲壩樞紐船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3：

表3 三峽及葛洲壩樞紐通過(guò)船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)

2.2 船舶吃水分布

近年來(lái)，三峽及葛洲壩樞紐通過(guò)船舶吃水分布基本一致，其具體分布情況如表4：

表4 三峽及葛洲壩樞紐通過(guò)船舶吃水

隨著船舶大型化發(fā)展，船舶滿載吃水也逐年增大，2021 年，兩壩樞紐通過(guò)船舶滿載吃水在3.5m 及以上的艘次占比已近90%，滿載吃水在4.3m 以上的接近50%。兩壩樞紐通過(guò)船舶實(shí)載吃水在3.5m 以下的艘次約占30%，其中約17%滿載吃水超過(guò)3.5m，而實(shí)際吃水在3.5m 以下。由于船舶控制吃水標(biāo)準(zhǔn)限制，無(wú)實(shí)載吃水超過(guò)4.3m 船舶通過(guò)兩壩樞紐。

2.3 兩壩樞紐通過(guò)船舶吃水提升限制

根據(jù)近年來(lái)兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載情況分析，吃水控制標(biāo)準(zhǔn)和航道水深是影響船舶貨物裝載率提升的兩個(gè)重要因素?；谕ê桨踩紤]，根據(jù)已有研究成果，兩壩樞紐船舶控制吃水標(biāo)準(zhǔn)目前暫無(wú)提升至4.3m 以上的可能性。

同時(shí)，分析表3 可知，枯水期葛洲壩二、三號(hào)船閘是兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率提升的瓶頸段。根據(jù)《三峽（正常運(yùn)行期）—葛洲壩水利樞紐梯級(jí)調(diào)度規(guī)程》（2019 年修訂版），葛洲壩樞紐三江下引航道廟嘴段最低通航水位按39.0m 控制，枯水期實(shí)際航道水位在39.2m～39.5m 變動(dòng)，枯水期三江引航道雖實(shí)施了船舶動(dòng)態(tài)吃水控制，在保障安全的前提下，最大限度地利用了航道水深，但船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)一般在3.5m 左右，遠(yuǎn)小于4.3m。

3 優(yōu)化提升對(duì)策

由以上分析可知，增加枯水期三江下引航道水深，可提高兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率，進(jìn)一步提升樞紐運(yùn)行效益?；谀壳皹屑~設(shè)施現(xiàn)狀和長(zhǎng)江干線上游梯級(jí)樞紐建設(shè)運(yùn)行情況，可通過(guò)兩種途徑增加枯水期三江下引航道水深。

3.1 增大三峽樞紐枯水期下泄流量

長(zhǎng)江上游水電站等水利樞紐分布較多，其中，主要由6 座大型水利樞紐調(diào)蓄對(duì)長(zhǎng)江上游水資源運(yùn)用影響較大，除三峽及葛洲壩樞紐，另4 座由上至下分別為烏東德水電站、白鶴灘水電站、溪洛渡水電站、向家壩水電站，這6 座水利樞紐將長(zhǎng)江上游分割為梯級(jí)水庫(kù)群。自2021 年6 月白鶴灘水電站首批機(jī)組發(fā)電后，6 座樞紐已全部投入運(yùn)行，根據(jù)有關(guān)梯調(diào)規(guī)程，6 座樞紐聯(lián)合調(diào)度，在其正常運(yùn)行期，通過(guò)優(yōu)化調(diào)度可使枯水期葛洲壩下泄流量進(jìn)一步提高，其提高量可大于720m3/s。

枯水期，葛洲壩樞紐下泄流量一般在5500m3/s 左右，下泄流量提高720m3/s，葛洲壩樞紐下泄流量將達(dá)到6200m3/s 左右。三江下引航道廟嘴段水位流量滿足下圖擬和關(guān)系，當(dāng)葛洲壩樞紐下泄流量達(dá)到6200m3/s左右時(shí)，三江下引航道航道最小水深可由39.2m 提升至39.5m，按照目前長(zhǎng)江干線船舶吃水控制相關(guān)管理規(guī)定，枯水期通過(guò)三江引航道船舶控制吃水標(biāo)準(zhǔn)可提升0.3m，達(dá)到3.8m 左右。葛洲壩二、三號(hào)船閘通過(guò)船舶吃水相應(yīng)提高，船舶貨物裝載率進(jìn)一步提升。

3.2 降低三江下引航道底部高程

葛洲壩樞紐三江下引航道設(shè)計(jì)航道底部高程為34.5m，實(shí)際維護(hù)高程為35.0m，葛洲壩二號(hào)船閘下人字門(mén)門(mén)檻高程34.0m，相同水位條件下，引航道和船閘允許通過(guò)船舶吃水不同，當(dāng)三江下引航道水位較低時(shí)，航道通過(guò)能力不滿足船閘運(yùn)行需要。通過(guò)工程措施挖深三江下引航道，使其全年維護(hù)水深達(dá)到4.5m 的要求，三江下引航道通過(guò)船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)可提高至全年4.3m。

4 提升效益估算

過(guò)壩船舶吃水與其貨物裝載噸位存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算，吃水提高0.3 米，其裝載噸位平均增加約225 噸，按照葛洲壩船閘近年來(lái)通過(guò)船舶艘次情況，枯水期兩壩樞紐可提高貨物通過(guò)量約160 萬(wàn)噸。目前，兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物承運(yùn)價(jià)格約45 元/t，因此，吃水提高0.3 米可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益約為0.73 億元。

通過(guò)實(shí)施工程措施提升三江下引航道船舶吃水控制標(biāo)準(zhǔn)，按照表2 可估算出，工程實(shí)施后，枯水期兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率可提升至76%左右，其貨物通過(guò)量可增加約700 萬(wàn)噸，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益約為3.2億元。

5 結(jié)論

（1）通過(guò)三峽及葛洲壩樞紐船舶貨物裝載率存在月度不均衡情況，受航道水深影響，枯水期，兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率較低。

（2）枯水期葛洲壩三江下引航道是三峽及葛洲壩樞紐通航的瓶頸段，提升枯水期葛洲壩三江下引航道水深，能夠有效提升兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率和貨物通過(guò)量。

（3）通過(guò)優(yōu)化長(zhǎng)江干線梯級(jí)樞紐群聯(lián)合調(diào)度的管理措施和降低三江下引航道底部高程的工程措施，可實(shí)現(xiàn)提高兩壩樞紐通過(guò)船舶貨物裝載率的目的，措施實(shí)施后，兩壩樞紐貨物通過(guò)量可增加160～700 萬(wàn)噸，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益約為0.73～3.2 億元。