初期运用期三峡—葛洲坝-交通科技管理中心

1、三峡 -葛洲坝枢纽河段航运条件及航运调度规程技术研究报告简本1 概述长江三峡水利枢纽是综合治理和开发长江的关键性骨干工程，具有 防洪、发电和航运等巨大的综合效益，葛洲坝水利枢纽是三峡工程的反 调节航运梯级。三峡工程按水库的蓄水分期分为围堰发电期、初期运行 期和正常运行期。三峡工程于 2003年6月10日蓄水至135m进入围堰 发电期，2006年10月28日蓄水至156m进入初期运行期，运行假设干年 后蓄水至175m进入正常运行期。2003年6月三峡工程蓄水至135m后，三峡库区航运条件明显改善， 三峡工程的航运效益将得到进一步显现。但三峡工程是综合利用工程， 水库运用水位和运用方式受防洪、发电

2、、排沙等要求限制，三峡和葛洲 坝水利枢纽的梯级联合调度运行在带来巨大航运效益的同时，也将对长 江中上游的航运条件造成重大影响，范围包括库尾变动回水区、常年库 区、坝区、两坝间和葛洲坝以下相关河段，涉及到航道、港口、船舶和 坝区通航等多方面。水库调度运行将制订一个综合的梯级调度规程来规 范，而航运调度规程是制订三峡 - 葛洲坝梯级调度规程的重要局部， 是充 分发挥三峡工程航运效益的重要保障。因此，研究三峡河段航运条件和 航运调度规程至关重要。2004 年国务院三峡工程建设委员会专题会议纪要指出，三峡总公司 要抓紧委托长江委编制156m水位运行调度规程方案，并积极协调水利 部、交通部、国家电网公司

3、，争取尽快完成156m水位运行调度规程的讨 论、修编和报三峡建委审批工作，同时，请交通部制定有关 156m水位运 行的航运规程。为此，交通运输部要求长航局提前启动研究工作， 并于 2007 年在西 部交通建设科技工程方案中立项 “三峡 - 葛洲坝枢纽河段航运条件及航运 调度规程技术研究。本工程主要研究了三峡葛洲坝枢纽梯级调度运行 对长江航运的影响问题，提出了在枢纽梯级调度中保障航运平安的关键 技术参数和相应的航运调度规程，通过研究较好地解决水库运行对库尾 航道、坝区通航条件、船闸运行、两坝间水流条件、坝下航道水深等的 不利影响，为参与制定?三峡初期运行期 - 葛洲坝水利枢纽梯级调度 规程?提供

4、了技术支撑，以保障长江航运平安并充分发挥三峡工程航运 效益。工程的研究成果在三峡水库梯级调度、三峡水库库尾航道炸礁工 程、坝区通航管理、两坝间及坝下航道治理中得到了成功应用，在国内 外通航河流的枢纽综合调度中具有广阔的应用前景。2 主要研究内容及成果本工程的总体目标是通过综合考虑水库防洪、发电、航运和排沙要 求，结合重点河段航行条件的已有研究成果，对三峡工程初期运行期所 涉及的库尾变动回水区、常年库区、坝区、两坝间和葛洲坝以下重点河 段的航运条件进行专题研究，提出长江航运平安对三峡水库调度行为的 限制性技术指标，研究提出切实可行、操作性强的航运调度规程，为参 与制定?三峡初期运行期 - 葛洲坝

5、水利枢纽梯级调度规程?提供科学 依据，以充分发挥三峡工程的航运效益，保障航运的平安畅通。2.1 专题 1：水库运用对两坝间及坝下近坝段港口、 锚地影响及对 策研究本专题在分析两坝间及坝下现有码头、锚地现状和适应水位变幅能 力的根底上，研究提出码头、锚地改造技术措施和总体方案。1现有码头、锚地适应水位变幅能力两坝间长江干线上现有码头适应最大日变幅2.0m，最大小时变幅0.5m;在黄柏河二桥以上的码头适应最大日变幅 1.0m、小时变幅0.5m 的水位变化，黄柏河二桥以下码头适应最大日变幅 1.5m、小时变幅0.5m 的水位变化。两坝间锚地适应最大日变幅 2.0m、最大小时变幅0.5m。葛 洲坝以下

6、近坝段浮式、 半直立式码头及锚地适应水位下降值最大为 1.0m。2改造措施和锚地布局调整1 码头改造方案 : 根据码头原设计情况、水工结构、设备、设施技 术性能，可采取三种改造方案。对两坝间现有局部浮码头采取延长钢引 桥的改造方案，对局部直立式码头采取沿岸线整体前移的改造方案;对 葛洲坝坝下局部半直立式码头采取在岸顶设置凸出岸线的砼作业平台的 改造方案。2锚地改造措施：增加锚泊趸船数量，增长原有锚链长度，增设系 船桩、地牛及系缆环，增设靠船浮筒，更新锚地拖轮，实施锚泊区水域 水下地形测量及扫床等。3黄柏河航道治理措施：水下炸礁及清渣等。4锚地布局调整：取消青鱼背锚地，改建乐天溪锚地，扩建鲤鱼潭

7、锚地。3改造效果预估 采取工程措施改造后，两坝间码头及锚地将能很好地适应三峡电站 调峰和葛洲坝反调节造成的日变幅 3.0m,小时变幅1.0m的水位变化。 黄柏河航道能满足五级航道通航设计水深。葛洲坝以下近坝河段码头、 锚地改造后,能根本解决目前因河床下切、水位下降造成的现有港机设 备无法作业的问题。2.2 专题 2：三峡水库汛后蓄水和汛前降水对航道的影响及对策研 究本专题从保证三峡水库蓄满和减轻对航道不利影响出发,选用典型 水文系列年,根据不同水文年的来水量,在对不同汛后蓄水和汛前降水 方式进行综合分析和计算根底上,提出了汛后蓄水和汛前降水的较优调 度控制方案。1本着确保水库蓄满和统筹兼顾的原

8、那么, 通过不同水文年来水量 的分析,提出了具体的汛后蓄水控制措施。即在蓄水过程中应适当控制 坝前水位抬高的进程, 尽可能给库尾特别是重庆主城区河段多留 “走沙 时间,同时尽可能做到使中游航道水位处于稳退状态。2本着兼顾坝下防洪和库尾通航的原那么, 基于西科所青岩子实体 模型试验成果,提出了具体的汛前降水控制措施。即在 6 月份水少时应 适当推迟汛前降水的起始时间,在水量偏丰时应适当控制日降幅。2.3 专题 3：初期运行期枯季航运流量调度方式研究 本专题通过对长江中游宜昌至城陵矶河段航道下切和水位下降等情 况的分析，提出初期运行期恢复葛洲坝下游航道水深的日均及瞬时最小 下泄流量的要求；通过对初

9、期运行期三峡电站日调节方案的研究，提出 满足葛洲坝枢纽瞬时最小下泄流量的三峡电站日调节方案要求。1三峡工程初期运行期宜昌最低通航水位应满足以下根本要求：156m运用期不低于38.5m 吴淞资用高程，下同，172m运用期不低于 38.7m。相应的葛洲坝枢纽日均最小下泄流量分别为4870m/s和 5370m/s 。按三峡工程初步设计确定的初期运行期枯季调节流量156m运行期 为5130nT/s ;在172m蓄水运用期，据推算，枯季调节流量为 5760nVs 运行并能够保持均衡下泄时，葛洲坝枢纽日均最小下泄流量可以满足对 宜昌水位的根本要求。 2为了满足葛洲坝三江下引航道最小通航水深并兼顾沙市以上几

10、个重点浅滩的航道维护要求，在三峡工程156m运用期，葛洲坝枢纽瞬时 最小下泄流量应不小于4370m/s ；在172m运用期，葛洲坝枢纽瞬时最小 下泄流量应不小于 4540m3/s 。 3为了满足葛洲坝枢纽瞬时最小下泄流量的要求，在三峡工程初期运行期，应尽量增加航运基荷，同时适当控制三峡电站的调峰幅度。在156m运用期间，三峡电站航运基荷应到达 100万kW在172m运用期 间，三峡电站的航运基荷应到达130万kW2.4 专题 4：三峡船闸运行方式与船舶过闸调度方式研究 本专题在总结围堰发电期运行调度实践的根底上，深入分析初期运 行期三峡船闸运行条件和要求， 研究如何进一步优化船舶过闸调度方式，

11、提出与水库综合运用相关的调度要求，同时通过对三峡船闸第一、二闸首底槛抬升施工对航运的影响研究，提出改造方案及改造期调度对策。1三峡船闸平安运行对水库调度的要求 三峡水库水位应尽量防止较长时间停留在船闸运行方式发生改变的 切换点左右三峡坝上水位 145m、165.75m、152.4m 左右。在三峡坝下 水位 65.6m、69.34m 左右，三峡坝下水位小时变幅宜控制在每两小时 1m 以内。三峡水库的汛期运行水位应尽量在库水位变动范围的偏上限运行。 三峡船闸和葛洲坝船闸通航流量是否停航依据预报的入库流量，但当下 泄流量到达或超过最大通航流量时，船闸也应停航。2初期运行期过闸调度的根本要求和原那么

12、初期运行期船闸实行昼夜连续运行，船舶过闸实行免费。航运调度 在三峡葛洲坝通航集中统一管理的模式下，以船舶待闸时间最短、两 坝通过能力最大为目标，保障通航平安、提高通航效率和用水效益。3三峡船闸改造施工方案和改造施工期调度对策建议三峡库区156m蓄水后的汛限水位控制在145m或144m三峡船 闸改造施工方案选择蓄水前完成一线施工， 蓄水后再进行另一线的施工， 在确定改造施工方案时尽可能防止使用事故检修门。在改造施工期，将以控制两坝间待闸船舶数量、发挥三峡船闸通过 能力为总体调度目标。从船舶申报、待闸指泊、方案编制、发航过闸、 进闸排档、两坝间调度等环节，实现船舶在辖区的全程无缝调度，同时， 采取

13、优化调度措施，尽可能提高船闸运行效率。2.5 梯级综合调度中的航运协调机制为便于协调三峡葛洲坝水利枢纽梯级调度关系，成立以长江水利 委员会为组长、交通部长江航务管理局为副组长的梯级调度领导机构。 同时，三峡- 葛洲坝枢纽梯级调度运行对长江中上游的航道条件产生重要 影响，为了更好地做好航道维护工作，必须及时了解水库调度和电站日 调节的有关情况；同时要反映航道的变化及要求，并制定相应的航道维 护预案，应补充长江航道局作为梯级调度协调领导小组成员。3 关键技术与创新点3.1 解决的关键技术1电站调峰条件下两坝间码头锚地航道适应水位变幅的平安评估 和改造技术针对不同的码头锚地结构形式和技术要求逐个分析

14、，评估水位变化 对其运行平安的影响，在总结已有运行经验和现场试验的根底上，提出 适应水位变幅能力指标及改造措施。2保障库尾和坝下航道畅通的水库蓄水、降水优化调度技术 根据青岩子模型试验的根本结果，以统筹防洪、航运要求为根本原 那么，以确保航道尺度为主要前提，以工程治理与优化水库调度相结合为 根本措施，提出根据入库流量推迟降水的控制性措施，在满足防洪要求 的前提下可减轻对库尾航道的影响。3保障坝下航道畅通的枯季航运流量优化调度技术通过分析满足枯季航运流量的三峡电站航运基荷，提出了对三峡电 站枯季日调节的技术要求。3.2 本工程的创新点1首次提出改造码头锚地适应水位变幅的思路和工程措施。2率先提出

15、了提前并有控制蓄水的优化蓄水调度方案。3首次提出可兼顾库尾航道畅通的汛前降水调度技术要求。4首次提出了三峡水库枯季航运流量调度方案。5率先提出了初期运行期船闸优化调度对策。4 工程效益与推广应用前景4.1 工程效益1经济效益一是在三峡水库梯级调度运行中维护了长江航运畅通的根本要求， 在枯水期可增加下泄流量，支持中游“战枯水、保畅通工作，提高船 舶营运效益；二是为库尾变动回水区炸礁工程、两坝间航道整治、坝下 重点浅滩航道治理工程提供根本技术支撑；三是提高了三峡单线船闸运 行效率；四是研究成果可应用于库尾变动回水区炸礁工程、两坝间航道 整治、坝下重点浅滩航道治理工程的研究设计，以及库区、坝区和中游

16、 的通航管理工作，初步估计可节省前期工作量 10%左右。2社会效益 通过本工程的研究，提出航运对水库综合调度的根本要求，以及枢 纽梯级调度须满足的关键参数指标，并纳入到国务院三峡工程建设委员 会所公布的梯级调度规程中，为维护航运部门利益提供法规依据，为保 障长江中上游航运平安打下坚实的根底；可改善三峡河段的通航条件， 保障船舶航行平安通畅；优化船舶运输组织，可提高船闸使用效率，降 低船舶运输本钱， 有利于充分发挥水运的优势， 从而最大限度解放运力， 促进长江航运开展，充分发挥长江黄金水道作用和三峡工程综合效益， 为沿江地区的经济开展提供可靠的运输保障。4.2 推广应用前景本工程的研究成果，为交通运输部参与制