关于港口航道与海岸工程通航能力的探究

关于港口航道与海岸工程通航能力的探究

陈海山

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摘要：随着水运业迅猛发展，船舶流量显著增长、船型尺度大幅增加，一些早期建设的船闸的过闸能力不能满足水运需求，导致碍航滞航现象频繁发生。在原有船闸基础上进行改扩建，是提高航电枢纽通过能力的重要手段。然而，船闸改扩建工程往往会受地形、已建枢纽建筑物、河势等多重控制因素制约，设计及建设难度均较新建一线船闸更大。船闸通航水流条件的好坏直接关系船舶的过闸安全，改扩建船闸设计方案的合理性可预先通过研究其通航水流条件来分析论证，水流条件差时，可针对存在的水流问题采取措施优化设计方案。

关键词：港口航道；海岸工程；通航能力；探究

引言

船闸上下游引航道口门区及连接段是船舶进出引航道的咽喉，口门区及连接段的纵、横向流速不应过大，应避免出现不利水力现象，如泡漩、严重回流等，该区域水流状态的好坏直接影响船舶进出船闸顺利与否。在弯曲河段上，航电枢纽通航建筑物一般具有“滩多、弯道多、直线段短”的特征，这使得引航道口门区及连接段水流流态较差，影响船舶的正常航行。航道蜿蜒曲折，滩地发育，水流条件极其复杂。基于此，本文对港口航道与海岸工程通航能力进行分析探究，仅供相关人士参考。

1.航道背景及船舶航行参数判别标准

一方面，由于桥梁跨河距离增加，需要增加桥墩，导致阻水面积增大，桥区河道的水流条件及河床的冲淤演变规律等会发生一定的变化，比如原有的边滩、心滩等淤积范围在建桥后可能会扩大，抬高滩面高程，导致航道水深不足，并且影响正常行洪。另一方面桥墩与水流存在夹角以及桥墩导致的河道断面变窄，会使桥区的水流变急，横流增大，阻碍安全通航。对于进出船闸的船舶或船队，航行时操舵角和漂角一般情况均应较小，若出现较大的操舵角和漂角说明水流条件较差，有偏离航道的危险，尤其是通过口门时，还有触及导流堤的危险，容易发生海损事故。因此，为了使船舶或船队安全进出口门，船舶航行时应保持一定的船位和航向，为了判别航行条件的优劣，船舶的操舵角和航行漂角均需要有控制范围，参照相同试验研究采用航行标准：船队在口门区航行时，操舵角应不大于20°，航行漂角应不大于10°。

2.提高港口企业的数字化能力

对产业数字化转型来说，传统产业需要运用移动互联网、工业大数据、人工智能、工业云等手段，对生产方式、组织架构、商业模式等进行创新。“以数据为关键要素的数字经济”需要通过传统产业进行数字化转型，并推动新兴产业的发展来实现。从数字化产生的影响来看，数字化转型可以通过降本、提效、创新来推动企业经济效益的提升。但是，企业之间数字化发展程度不同，对企业转型升级的影响也具有差异性。目前，对产业数字化促进服务业发展的研究较多，如数字化在赋能体育服务业、优化资源配置、提高产业效率等方面具有重要价值，提升了钢琴产业竞争力;但在制造业的数字化实践和研究方面还比较薄弱。数字化研发模式的通航企业总体情况良好，盈利发展能力、资源管理能力、创新能力，偿债营运能力评分都较高。数字化研发模式的特点有:(1)建设数字化研发平台，提高数据利用率和部门工作信息化水平，促进专业化分工和协同作业，增强企业资源的管理能力和研发创新能力;(2)通过产品创新提高技术创新转化能力，增强盈利发展能力;(3)将负债控制在一定程度内，保持目前的竞争力优势，进一步提高数字发展水平。

3.改善船舶通航安全设计方案

（1）斜交桥的碍航特性主要是由横流所引起的，横流过大导致对孔困难，过桥产生威胁。（2）由于本次研究的大桥具有特殊性，桥墩两侧由大桥建成后深槽冲刷的泥沙堆积体，仅对航道内部疏浚无法达到通航条件，采取方案三疏浚和清障的结合，通航流量下，桥位附近比降、主流流速、横流大小均改善明显，航道内流速分布均匀，满足客船通航对于通航稳定性要求。（3）跨河建筑物易采用大跨度来保证足够的通航净宽，有利于后续桥区航道的升级。选择在弯道处建桥时，桥墩应顺着水流方向偏转，并充分考虑横流对船舶航行造成的影响。

4.船舶通航安全改善措施

1）设计方案存在的主要问题是口门区及连接段航道横流过大，代表船型很难安全从外航道进入连接段及口门区。优化方案采用切除、调整航线及布设导流墩的工程措施方案，在各通航流量下，船舶均能够安全进出连接段及口门区。2）对上游急弯河段：船舶会遇宜选择左舷会遇，下行靠近河心，上行时靠近凸岸一侧，代表船型基本可以安全通过急弯河段。3）在急弯河段通过调整船舶航行方式亦可以提高船舶的通航安全，系提高船舶通航安全的非工程措施。事实上，船舶通航安全是一个综合性的系统问题，驾引人员的素质、船舶的老旧状态等都是影响船舶通航安全的因素，只有多管齐下，船舶通航安全才能得到最大限度的保障。4）将船舶操纵模拟器与遥控自航船模的模拟结果进行了比较，两者略有不同但基本一致；船舶操纵模拟器中代表船型的操纵特性满足国家相关规范的要求。将船舶操纵模拟器应用于急弯河段枢纽船舶通航安全研究是科学的，其结论是可信的。5）桥涵标、桥柱灯在桥梁建设期间应按有关标准施工安装，并与桥梁建设同步进行。在桥梁的设计及建造过程中预留过江光纤通道，以利于海事与通航安全监管。6）工程建成后，应清除影响通航的临时建筑物和施工残留物，并对施工航道水域进行扫床，并按航道部门要求进行桥区航标配布和航道日常维护。7）为减少或缓解工程通航安全风险，针对施工期与运营期各种风险影响因子进行风险识别与分析，采取相应防范措施与应急措施。

5.合理布局和建设应急救助基地

为切实保障港口海岸工程沿线的生命财产安全、增强应对突发事件的能力、实现全面救助的目标，需要在港口海岸工程航道沿线合理布局和建设相关的救助基地、站点。目前，国内信息化监管手段有船舶交通管理系统（VTS）、视频监控（CCTV）、船舶自动识别系统（AIS）、甚高频通信（VHF）等。不同监控设施的技术特点和服务能力不同，要完成全面掌握交通态势、实施各种服务的要求，需要建设融入不同监控技术手段、功能完善的水上安全监管体系。港口海岸工程沿线应配布信息化监管系统，建立现代化智慧航运体系。

结束语

通航产业是典型的高技术产业，在发展过程中更要重视科技创新，以创新驱动航空产业高质量发展。樊会涛建议，建立激励机制和容错纠错机制，激发创新动力。科技创新不仅需要积极营造敢闯敢试、锐意进取的舆论氛围，更需要加快形成允许试错、宽容失败的社会共识，营造一个宽松、宽容、和谐的干事创业环境，鼓励敢试、敢闯、敢担当者创新有为，这样才能最大限度调动广大科技工作者的积极性、主动性、创造性。要确立人才优先发展的战略，加快通航专业人才队伍建设，提高通航专业人才的培养质量，落实落细航空工业的“千名博士”引进工程，真正让有志之士为通航产业贡献智慧和力量。要加大研发投入力度，赋能科技创新，不断让科技成果转化为实实在在的生产力，为通航产业高质量发展提供强有力的科技支撑。

参考文献

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