第六节 河流渠化工程规划
河流渠化工程是水运行业特有名词,指通过兴建一系列闸、坝,壅高闸坝上游水位,增加航深和航宽,提升较长河段水运能力的工程行为,并非是按字面理解为将河流渠道化。河流渠化工程是综合利用水资源、构建交通综合运输体系内河运输大通道、促进区域经济发展的成功模式,它既涉及流域内国民经济的近期计划和长远规划,又与农业、水利、电力等部门以及其他交通运输工具的现状和发展有密切的关系。为使渠化工程能以最经济的投资获得最大的综合效益,在进行渠化工程之前,首先必须进行渠化工程规划。
渠化工程规划的基本任务就是要确定梯级的数目,枢纽的位置以及壅水的高度等,也就是要拟定河流的渠化梯级开发方案。渠化工程建设的前期工作原则上按照工程规划、可行性研究、初步设计的一般程序进行。
一、渠化工程规划原则
渠化工程规划是流域内水利工程规划的重要内容,对国民经济的许多部门都有很大的影响。因此,制定渠化工程规划时,要遵循客观的自然规律,在取得综合效益的前提下,尽可能避免和减少因此而带来的副作用。渠化工程规划主要应遵循以下原则:
(1)综合利用水资源,是进行渠化工程规划必须遵循的一条重要原则。河流渠化的主要目的是改善和提高河流的航行条件。从全流域着眼进行多目标的开发,做到一水多用,以最小的投资,获得最大的综合效益。
河流渠化是一项浩大的系统工程,应遵循合理开发利用河流资源的原则,兼顾上下游、左右岸及国民经济各部门的利益和要求,以最小的投入,获得最大的经济效益。一般说来,当货运量不大、对航运要求不高时,可采用疏浚、整治与局部渠化相结合的办法。当枯水流量很小,航道水深普遍不足,沿河滩险密布,而河流货运量又很大,需大幅度提高通航能力时,可考虑采用连续渠化的办法。
(2)统一航道标准的原则,即根据航道等级对航道、通航建筑物的基本尺寸及跨河建筑物的通航净空,采用《内河通航标准》(GB 50139-2014)规定的统一标准,以利于全国水运干线与地方航道、水系与水系及干流与支流的沟通,逐步形成统一标准、四通八达的内河航道网。
(3)应遵循经济规律,减小因工程建设带来的副作用。就航运而论,渠化枢纽之间的间距应大体相等,以免造成船舶拥挤现象,降低营运效率。同时,应慎重考虑因上游水位抬高所造成的农田、城镇和工矿企业的淹没损失和附近地区排水不畅而可能引起的农田沼泽化和盐碱化。特别是中、小河流的渠化,多以服务于地方性经济要求为主,更要注意农业的经济损失。
(4)贯彻近期与远期结合的原则,既要考虑远期发展,也要结合近期的需要,提出切实可行的方案。忽视远期的发展,会给将来内河航道的建设造成困难。但如果不从近期实际情况出发,不考虑目前的运量、资金、材料、劳动力与技术条件,同样也会影响甚至延缓渠化工程的建设和航运事业的发展。
(5)渠化工程规划不仅要考虑和平时期民用客货运输的需要,还要考虑战争时期军用船舶和军用物资运输的需要。在考虑梯级与枢纽布置,通航建筑物尺寸和形式时,应照顾到国防建设与战争的特殊要求,做到平战结合。
(6)渠化工程规划应尽量采用先进技术和科学的管理方法,使内河航运的运输能力、质量、效率及成本各个方面逐步实现现代化。在进行规划时,应进行深入细致的调查研究。根据工程的自然条件,进行反复的分析比较,制定一个技术先进、投资和营运费最省的规划方案。
二、渠化工程规划内容
渠化工程规划是在流域经济规划和营运规划的基础上进行的。它的任务是根据上述规划提出的近期和远期的客货运量、船型、运输组织方式以及河流的自然条件,结合国民经济各有关部门灌溉、防洪、发电、供水、渔业和木材运输方式等对开发和利用水资源的要求,拟定河流的渠化梯级开发方案和开发程序,确定航道尺度和通航建筑物的规模。渠化工程规划一般包括以下几项内容:
(1)渠化河流航道等级的拟定。拟定渠化河流的航道等级,是渠化工程规划中的一项重要任务。它不仅要确定渠化河流的远景发展规模及其在内河航道网中的地位和作用,而且要确定渠化枢纽中水工建筑物的设计标准。
(2)渠化枢纽坝址的选择及梯级布置方案的拟定。航道等级确定之后,即可进行枢纽坝址选择及梯级布置规划设计。根据河流的自然地理条件及国民经济各部门的需求,可初选若干个坝址,在此基础上进行渠化梯级布置,再根据各个梯级布置方案的技术经济指标进行综合经济论证,最终确定渠化河段的梯级位置、数量、各梯级的正常蓄水位以及上、下梯级之间的相互关系。
(3)枢纽的平面布置及其主要技术经济指标的计算。坝址选择与梯级布置方案的合理性,是决定工程成败的重要因素,应对每一个坝址的地形、地质、水文资料及施工条件进行全面调研,经方案比较后优选出经济上合理、技术上可行的梯级规划布置方案。
(4)进行梯级布置方案的比较及开发程序的确定。渠化枢纽的平面布置,是在渠化梯级布置方案的基础上进行的。主要任务是确定枢纽中各主要建筑物的尺寸及相互位置,并对每一座渠化枢纽的技术经济指标进行计算。如船闸的通过能力、船闸耗水量、枢纽工程量、淹没损失及工程总造价等。当渠化枢纽布置方案确定后,再根据施工条件、各梯级在渠化工程中的地位和作用等因素,合理安排梯级开发程序及先期工程项目。
三、渠化工程规划方法
渠化工程规划是航运规划的一个组成部分,具体规划设计方法见相关《渠化工程》教材。下面介绍航运规划方法,供参考。
(1)航运规划应在调查分析河流和航运状况的基础上,预测不同水平年的客货运量,选择通航标准和通航保证率,拟定开辟航道和改善航道的方案,并阐明航运效益。
(2)对河流航运状况,应就河流的水文、泥沙和河势特点,航道、港口和通航建筑物,通航期和运输量,以及船舶和营运特性等现状与历史情况进行全面的调查分析,并据以提出存在的航运问题与改善航运条件的方向。
(3)航运运输量,应按不同规划水平年,根据流域或区域社会、经济发展对运输的要求,在综合运输规划的基础上进行预测,经综合分析论证拟定。
(4)航道等级、通航标准除已按国家规定程序划定等级的航道外,应根据预测的客货运量要求和河流(河段)通航条件,经技术经济论证拟定。通航标准,应干支流、上下游相协调。
(5)通航方案包括通航规模以及河道渠化、整治、疏浚等措施,应根据流域治理开发要求和治理开发后的河流(河段)通航条件,经方案比较后确定。通航方案应妥善协调航运与其他综合利用任务的关系。
在河道上安排航道渠化或航道整治工程,应结合考虑防洪、排涝、发电、灌溉与供水等要求。在通航河流上安排非航运为主的闸、坝工程,应同时设置必要的过船通航设施。在多沙河流上还应研究提出防沙措施。
在通航河流上已建的闸、坝工程,如无过船通航设施,应研究复航措施。
(6)对渠化河流(河段),应考虑闸、坝工程过船设施用水。
利用天然河流(河段)通航或人工运河的航运用水,应统筹考虑综合利用用水要求,经供需平衡分析,合理分配确定。
(7)航运发展目标与航运工程实施,可按照社会、经济对航运发展的要求和工程建设条件分期安排。近、远期可根据具体情况,拟定不同的通航标准和通航保证率。
在通航河流上安排闸、坝工程,当近、远期客货运量相差悬殊时,应研究分期建设过船设施方案。
在拟开辟成航道的河流上安排闸、坝工程,应预留过船设施位置。