撰文 赵玉 马谋雄
长江是横贯东中西部地区的水运大通道,是沿江省市发展临港经济、实现经济社会又好又快发展的重要依托。长江口航道条件的不断改善,极大地缓解了航道水深不足与航运需求的矛盾。但是,随着南槽航道九段沙灯船附近水域的逐年淤积(航道海图水深为5.0m,局部区域水域已经不足5.0m),船舶故障发生率也呈现逐年上升趋势,其分流作用降低,大批中小型重载船舶涌入长江口(12.5m)深水航道,严重影响到了北槽航道的通航环境和通航效率。
一、长江口南、北槽航道的交通流特点
1. 船舶流量分析
长江口航道目前主要由北槽(深水)航道和南槽航道组成。依据流量统计,长江口12.5m深水航道开通后,北槽航道日均船舶流量达130.8艘次,南槽航道日均船舶流量达524.3艘次。南槽航道的承担着长江口航道约80%的船舶流量。
图1.南、北槽船舶流量分布
2. 通航船舶尺度分析
在12.5m深水航道条件下,北槽航道的平均吃水在9m以下的船舶日均通过量为73.8艘次;吃水9~10m船舶日均通过量为28.2艘次;吃水10~11m船舶通过量为24.2艘次,;吃水11~12m船舶日均通过量为5.8艘次;吃水12m以上船舶日均通过量为0.47艘次。
图2. 北槽航道通航船舶吃水分布
南槽航道属于自然水流冲刷而成的天然河道,其船舶流存在以下规律:重载大中型船舶受船舶吃水限制涨水期间集中进出口;小型船出于节约燃油考虑初涨集中进口、初落集中出口。
南槽航道九段沙警戒区附近的海图水深近些年仅仅维持在5.0m左右,实测水深小于5.0m。实际上,从安全角度出发,通过南槽航道进出口的船舶,其吃水都保持在7.5m以下。因南槽航道以中小型船舶为主,其吃水难以统计,下面从船舶尺度的角度对南槽航道的通航船舶进行一下分析。
依据2011年1月的流量统计,南槽航道九段沙警戒区日均船舶流量为524.3艘次,日均上水243.7艘次,日均下水为280.7艘次,主要以中小尺度船舶为主,大型船舶为辅,且出口的大型船舶较进口的多。
图3.2011年1月九段沙警戒区船舶流量统计(按船舶尺度分类)
从上图不难发现,出口的大中型船舶较进口的多,船长大于50米的日均下水船比上水船多出约40艘次。这部分船舶重载进口走北槽深水航道,卸货后由南槽航道出口,约占北槽深水航道船舶通航数量的30%(北槽航道日均船舶流量约130.8艘次),很大程度上缓解了北槽航道的通航压力。
综上所属,南槽航道对北槽航道的分流作用相当明显,改善南槽航道的通航环境,必将间接提升北槽深水航道通航效率。
二、当前制约南槽通航效率的几个主要因素
1. 南槽部分航段变浅变窄趋势明显
伴随北槽深水航道工程的建设,南槽航道原有的天然河道冲刷效应被人为改变,泥沙淤积的规律更加复杂,九段沙自然保护区沙洲的沙体逐年南移,九段沙警戒区下游的部分天然航槽逐年变窄,水深亦逐年变浅。特别在风暴潮等恶劣天气过后,九段沙警戒区附近的水深都会发生大的改变,易造成搁浅和碰撞事故。同时,因水深变浅,船舶"拖底"现象较为普遍,容易诱发船舶工况发生变化,船舶故障发生率也居高不下。依据历史航行警告,九段沙警戒区下游(原A25-A灯浮附近)出现过3.3m实测水深,远远低于海图(2010年1月份出版)5.3m水深。
2. 船舶故障发生频率较高
据统计,2010年发生于南槽航道内的208起故障船舶险情中,主机故障181起,舵机故障9起,其它故障18起。按照历史统计,最为常见的主机故障表现形式有:主机超负荷、海水冷却系统故障、燃油系统故障、进排气系统故障等。依据故障船舶检修报告,主机超负荷主要是富裕水深的减少造成的主机负荷增大;海水冷却系统故障最主要是吸入过量泥沙和垃圾;燃油系统故障以燃油质量问题和高压油管爆裂最为常见;进排气系统故障则以增压器故障最为常见。
3. 船舶流过于依赖潮水
受航道水深限制,南槽进出口的船舶流呈现一定的规律:即重载大中型船舶在涨水期间集中进出口。与此同时,小型船出于节约燃油考虑,也呈现初涨集中进口、初落集中出口的规律。船舶流过度集中易诱发连环碰撞事故,甚至造成航道的堵塞。这种现象已经开始显现,例如2011年5月31日,在南槽九段沙警戒区内就发生了一起多船连续碰撞事故。
4. 低标准船舶较为集中
南槽航道低标准船舶较为集中有两个原因;一是大量沿海航行的船舶本身船况较差、船员素质较低、船公司管理也比较薄弱;二是北槽航道(12.5m深水航道)施行严格的交通管控,部分船况较差的船舶主动选择南槽进出口,而受到浅水效应的影响,船舶工况发生改变,加之恰逢进出口的高峰时间段,极易酿成大的险情事故。
三、提升南槽航道通航效率的对策和建议
南槽不断淤浅变窄,通航效率难以有效提升,在一定程度上也影响了北槽深水航道的运营效率。
1. 对南槽部分淤积严重航段进行疏浚
据《长江口航道发展规划》的内容,长江口航道将形成"一主"(主航道)、"两辅"(南槽航道和北港航道)"一支"(北支航道)的航道体系格局,主航道满足5万吨级集装箱船(实载吃水11.5m)全潮、5万吨级散货船满载乘潮双向通航,兼顾10万吨级集装箱船和10万吨级散货船及20万吨级散货船减载乘潮通航;北港航道满足3万吨级集装箱船乘潮及5万吨级散货船减载乘潮通航;南槽航道满足万吨级船舶趁潮通航;北支根据河势演变情况和经济发展需要,进一步研究其发展目标。
这一长远的规划不可能一蹴而就,短期内南槽航道对深水航道的分流作用不容被忽视。建议对南槽部分淤积较为严重的航道进行疏浚,取缔“咽喉”部位,“小投入大产出”,在提升南槽的通航效率同时,也降低了北槽的通航压力。
2. 南槽航道实施错峰管制
南槽错峰管制是指在中浚低潮到低潮后2个小时内对进槽船舶进行交通管制,限制相关船舶在这个时间段内进入南槽;目的是为了错开与北槽进口船舶在上游圆圆沙警戒区和外高桥主航道水域合流时形成的船舶流量高峰。南槽错峰制度也已经列为了吴淞VTS的一项常态化管理手段,并且在实际运用中收到了良好的效果;尤其是在北槽航道12.5米试通航和深水航道不断延伸的背景下,南槽错峰制度的充分运用起到了很好的分流作用,对缓解北槽航道上游通航压力乃至促进整个长江口深水航道的安全安全和通航效率都起到了至关重要的作用。
3. 将九段沙警戒区移至S12灯浮以外水域
九段沙警戒区是南支航道和南槽航道的交汇处,两股船舶流在此交汇。然而,南槽航道淤积较严重的航段位于九段灯船下游,紧邻九段沙警戒区。一方面浅水效应会降低重载船舶的航速;另一方面警戒区内规定禁止追越,船况参差不齐的船舶排队过“独木桥”,通航效率极其缓慢。故此,建议将九段沙警戒区移至S12灯浮以外的开阔水域,同时将南支航道进行局部调整。
综上所述,南槽航道是对北槽深水航道的一种有力补充。在北槽深水航道的各项有利资源已经得到充分挖掘之后,以小成本的投入来改善南槽航道的通航环境,必将在一定程度上缓解北槽的通航压力,也能进一步增强北槽“黄金水道”的经济效益。
(作者单位:上海外高桥海事处)
(转载自《中国港口》杂志2012年第1期)