1、三峡枢纽通航半分节驳船队运输分析及船型规划王丽铮陈顺怀吴秀恒王兴权(武汉交通科技大学船舶与土木工程学院湖北，430063)摘 要：以交通部重点科技项目三蛱工程通航货运方式和船璺研究的研究成果为依据丰文对三蛱枢纽通航半分节驳船队运输进行了营运经济分析和敏感性分折，提出了三峡抠纽过坝半分节驳船队及其船型R度。关键司：三峡枢纽，半分节驳船酞，船型尺度Transport Analysis and Ship Types Programming ofSemi-integrated Barges7 Train Runningthrough Three Gorges DamWANG Lizheng CHEN
2、Shunhuai WU Xiuheng WANG Xingquan(College of Naval ArchitectureCivil Engineering，Wuhan Transportation University，Wuhan 430063)Abstract：According to achievements of the scientifie and technical item of the Ministry ofCommunications in which cargo transportation ways and ship types through Three Gorge
3、sDam are researchedin this paper the operating ecouomy and sensitivity are anaIyzed as tOsemiintegrated bargestrain transportation running through Three Gorges DamThe bettercomposition of ship train and ship dimensions are posed in the endKeyword：Three Gorges Dam，Semiintegrated bargestrain，Dimension
4、s1前言分节驳顶推运输方式是内河大宗货运的发展方向，它具有平面尺度小、载量大、阻力低、旅工简便等一系列优点，已在国内外内河货运中获广泛运用，成为我国长江中下游大宗货运的主力。经过成套技术的攻关研究，我国的分节驳顶推技术已趋成熟，但由于川江现有航道条件的限制及推船操纵性能的不足，分节驳顶推运输方式在川江至今仍为空白。三峡大坝的建成将使川旺的航道条件发生改变，为在川江推广运用先进的分节驳顶推运输技术创造了条件，因此，分析和研究三峡枢纽通航半分节驳船队运输方式段其船型意义重大。下面就有关问题加以阐述。2长江中上_穗宇航运条件21航道状况211渝宜段(重庆至宜昌)航道状况长江上游宣宾至宜昌，垒长104
5、4公里，称为川江，属山区性河流。JIl江重庆至宜昌河段(瀹文通部科教司专项经费资助宜段)全长660公里，由奉节起进入著名的长江三峡地区，两岸群山竣岭，流路曲折，江面狭窄。洪水期峡内流态险恶，多泡漩乱流，船舶航行艰险。枯水期其航道尺度为：水深29米，航宽50米，弯曲半径750米。该河段水位变幅大，平均比降018，航道平均流速一般为23米秒，急流险滩为45米秒，最大可达67秒。渝宜段已建、在建桥梁有5座，已建的葛洲坝水利枢纽工程和在建的三峡水利枢纽工程位于此航段内。葛洲坝水利枢纽位于湖北省宜昌市上游约78公里。其1号船闸闸室长280米，宽34米，槛上水深55米i2号船闸闸室长280米，宽34米，槛
6、上承深5米；3号船闸闸室长120米，宽18米槛上水深35米。三峡水利枢纽位于湖北宜昌三斗坪，距葛洲坝水利枢纽约38公里。工程于l 993年开工，计划2009年完工，总工期17年。按正常蓄水位175米运行时，回水长达570650公里，回水末端可至重庆以上30公里。重庆至宜昌660公里航道均处于回水淹没范围内(其中三峡坝址下38公里在葛州坝回水范围内)，航道条件得到明显改善，万吨级船队可实现汉渝直达。临时船闸为一线一级，闸室有效尺度长240米，宽24米，楹上水深4米；永久船闸为双线五级船闸，按年单向运量5000万吨设计；闸室有效尺度长280米，宽34米，槛上水深5米。永久船闸运行时采用单向过闸方式
7、，一线上行，一线下行。升船机为快速过坝通道，船厢有效尺度长120米，宽18米船厢水深35米。当三峡水库按175米正常蓄水位运行后，长江渝汉段将出现通航条件不尽相同的三个航段，即重庆至坝上段、两坝间和葛洲坝坝下至武汉段。根据川江航道流量变化的特征，各年的通航期可分为洪水期，中水期和枯水期等三期，对应水库调度为洪限水位、正常水位和枯限水位。根据川江航道表面流速分布特征，宜渝段各通航期航道划分为坝间、库区、自然河道三段。三峡大坝完工后在正常蓄水位175米时，枯水期渝一宜段为库区，流速平缓；中水期，其回水至长寿，渝一宜段仍有89公里的自然河道；在洪水期其回水至万县，渝一宜段仍有339公里的自然河道。因
8、此，船舶(队)营运计算应结合未来川江航道实际，采用分段计算的方法。212宜汉段(宜昌至武汉)航道状况长江中游宜昌至武汉，全长626公里，属平原河流。平均比降004，洪水期流速2o30米秒，枯水期流速1o17米秒。本河段标准维护尺度；宜昌至临湘为2980米(航深航宽)；临湘至武汉为32X80米(航深航宽)。该河段可常年通航1500吨级船舶，其中临湘至武汉河段可常年通航3000吨级油驳组成的万吨级船队。该航段有枝城长江大桥，武汉长江大桥，武汉长江二桥等。22货种硬其典型航线分析由于三峡工程位于葛州坝附近，其过坝客、货运输与葛州坝基本相同。因此以通过葛州坝船闸的货运量历史统计数据为基础进行分析。据1
9、9911998年葛洲坝过坝分类货物货运量统计分析可知，其主要货物货运量由大到小的排序为煤炭，矿建材料，矿石、石油、钢铁、化肥等，这六种货物运量平均占总过坝运量的89，其中矿建材料为1993年后新增的大宗货种。下水货物以煤炭，矿石、钢材、化肥等为主，这四种货物运量平均约占过坝出川运量的85“，平均各货种占下水过坝出川运量的百分比分别为煤炭61、矿石18、钢材4“、化肥3蹦；上水货物则以石油，矿建材料、矿石、化肥等为主，这四种货物运量平均约占上水过坝进川运量的79，平均各货种占上水过坝进川运量的百分比分别为石油15蹦、矿建材料31、矿石27蹦-化肥5。据长航集团19891997年航运统计资料分析，
10、其出川主要货种为煤炭、非金属矿石、钢一112铁n 1996年煤炭占长航总货运量的646“非金属矿石占长航总下水货运量104，钢铁占173蹦，这三大货种已占长航下水货运量的933。煤炭运输的典型航线依次为万县镇江、万县南通、重庆镇江、涪陵镇江、重庆南京、万县南通；钢铁运输的典型航线依次为重庆镇江、重庆南京、重庆上海、重庆张家港；非金属矿石运输的典型航线为重庆铜陵、重庆南京、重庆张家港、重庆上海等。而进川主要货种为金属、石油；其中金属运输的典型航线依次为南京一重庆、镇江重庆。3三峡枢纽通航半分节驳船队运输营运经济分析及船型规蜘31经济参数的选取为全面分析和研究三峡工程完工后进出川货物水路运输方式和
11、船型，在对现有过坝货物种类及船型进行调研的基础上，选取重庆武汉、重庆铜陵，重庆南京、重庆镇江、重庆南通、重庆上海；涪陵武汉、涪陵铜陵、涪陵南京、涪陵镇江、涪陵南通、涪陵上海；万县武汉、万县铜陵、万县南京、万县镇江、万县南通、万县上海等18条航线作为计算航线。本计算中下水货物按3类货物计，上水贷按1类货物计，其运价按交通部交水发1997292号文规定的收费标准选取，其它相关参数接有关企业统计敲据选取。32船队的构成及船队航速的选定根据航道水流特点，并征询航运专家的意见，未来航行于库区的顶推船队静深水航速以1215公里小时为宜与船队所匹配的推船功率及尺度既按此原则确定；对回水区和自然航道，船队航速
12、接18公里d,时左右进行配船。考虑到川江航道的特殊性，推荐的半分节驳船型接分节驳顶推运输成套技术的研究成果采用“最速降线”型的雪橇型驳艏，并注意加大艏舭半径，方形系数取为09以下，以适应川江航道的水流特点，减小航行阻力；同时采用适当的驳艏截浪高度，防止船队在较大风浪或涌浪的库区开阏水域中行驶时产生驳艏上演而引起货仓进水。船舶(队)大小及载量按航行季节进行实际配船总体原则是：下水船舶吃水在枯水季节按24米计，中洪水季节按3米计。上水按半载计算，船队大小与下水柑同。根据航道特点及船闸尺度的限糊，经技术经济论证，并广泛征求有关专家和航运部门意见，得出三峡枢纽过坝半分节驳船型尺度系列(见表1)，各吨级
13、半分节驳的船趴大小及与之相匹配的推船功率见表2。表】三峡抠纽过坝半分节驳船型尺度系列名 符 总长船宽吃水(m) 载货量(t) 各 注500吨级半分节驳船 450108(1420 4507001000吨级半分节驳船 675108243O 11SO1500采用平板护敞2“000吨级半分节驳船 7501 6 2243o 195025,503000吨级半分节驳船 900162243，O 2350310033营运组织船队航行时间及停泊时间(包括生产性和非生产性停泊时间)根据船队航速和港口装卸效率等计算得出，船队营运方式采用往返航次搭配编组方式，与每一艘推船配套的驳船数可按下式求得：一113对航行于以库区
14、内港口(如万县港)为始终港航线上的船孰，采用直达运输的方式，对航行于回水区航线上的船队，坝上航段采用小船队运输，到坝前重新编队成万吨级大型船队过坝。根据大坝完工后航道的水流及回水区变化情况，推荐的各吨级半分节驳组成的船队见表2。裹2船队大小及组织驳船吨缎 500 1000 2000 3000驳船载量(吨) 670 120015 q30 20002500 240013000驳船价格(万元) 200 266 410 662推船功率(kw) 1200 1616 1200 1616推船价格(万元) 1764 1970 1764 1970船队大小及航速 船队 航 速 船队 航 速 船孰 航 速 船队 航
15、 速(驳船艘数)(公里时) 大小 满载 半载 大小 满载 半载 大小 满载 半载 大小 满载 半载坝上自然航道库区枯水 12142 154 9 142 153 4 145 154 4 153 162两坝问坝下自然筑道坝上自然航道库区6 167 178 4 167 1B2 2 165 17、8 2 173 185枯承 两坝间12 142 154 g 137 153 4 140 1S4 4 148 162坝下自然航道坝上自然航道6 167 178 4 1 67 182 2 165 178 2 173 185库区枯水 两坝闻12 142 1S4 9 137 153 4 lO 154 l 148 16
16、2坝下自然航道34经济性计算爰分析采用往返航次搭配的营运方式，计算出各航线上的半分节驳船队运输的营运经济性，如图13所示。圉 I1o一弋甓瞳描：二二嚣。02卜嘲0 0I LO 1000 21)00 3000 4000鞋村嚏攮f畸)田 2聃艘-常-e-谙陵一南通+请睫一上蚌*一涪隆一铜陵-措陵一武攫“-e-楮陵一螅江从图13可得出：1)按现有收费标准及成本构成，各吨位半分节驳船队几乎都处于亏本经营状态。2)对不同航线，一般存在某合适吨位的驳船，使必要货运费率及单位运输成本为最佳。以万县和涪陵为始终港的航线上采用2000吨级半分节驳组成的船趴运输最佳，而对以重庆为始终港的航线上，宣在航道条件许可下
17、采用较大吨位半分节驳组成的船队。3)对于同一始发港，随着运输距离的增加，必要货运费率及单位运输成本呈下降趋势。35敏感性分析为探讨随市场行情的变化而引起的船队经 田3济性的变化规律，对船舶价格、燃油价格、运价、非生产停泊时间、驳船辅助作业及编解队时间、港口装卸效率等六种因素进行了敏感性计算。从计算中可以得到如下结论：1)各因素发生变化时并不影响较佳的驳船吨位的选取。2)随航距增加，船价、装卸效率、非生产停时、编解队时间敏感性下降，油价敏感性增加。3)在所选定的敏感性分析因素中，对必要货运费率的影响程度排序为船价、装卸效率，编解队、非生产停时、油价。，4结论通过半分节驳船队的营运分析，可得如下结论：1)以万县和涪陵为始终港的航线上采用2000吨级半分节驳组成的船队运输最佳，而对以重庆为始终港的航线上，宜在航道条件许可下采用较大吨位半分节驳组成的船队2)综台考虑船舶(队)的经济性和运输方式的现实可行性。三峡枢纽过坝大宗货物运输方式近期以发展2000吨级以下的半分节驳组成的船队为宜，远期以发展20003000吨级半分节驳组成的船队为宜。参考文献1 武汉交通科技大学三蛱工程通航货运方式和船量研究研究报告199962 武汉交通科技大学三峡工程通航赏运方式和船壅研究技木经济论证分报告，199963 中华人民共和国变通部三峡枢纽过坝船舶(趴)尺寸要求盈技术政簟(试行)，1997,10115
