武汉理工大学航运学院学生毕业专题报告

三峡水利枢纽现状分析及提高过闸能力对策研究

姓名：孙世玉

班级：航海技术1003班

指导教师：

日期：20##年5月28日

三峡水利枢纽现状分析及提高过闸能力

对策研究

孙世玉

(武汉理工大学 航运学院，武汉 430062)

摘要:随着三峡河段通航能力的日益增强，航运效益的日益显著，三峡水域需要运用更多的科技手段强化过程监管，提高对事故及险情的预控能力、快速反应和处理能力，确保三峡河段通航安全。根据三峡工程建设进度安排，三峡船闸 20## 年 10 月起将进行为期一年的建设。按照设计实施方案，施工期间三峡船闸将单线运行，船闸通过能力将大幅下降，碍航和断航问题将对西南地区的经济建设造成重大影响。

  本文采用一元回归分析和组合预测数学方法，结合三峡枢纽区域的经济发展情况，预测了三峡枢纽的中长期过坝需求，并针对不同阶段，全面研究了提高三峡枢纽综合通过能力的对策和建议。三峡枢纽货运需求和通过能力的研究对进一步提高三峡枢纽交通资源的利用效率，对构建黄金水道具有深远的意义。

关键词：长江航运；三峡船闸；过闸能力；过闸方案；需求预测

第一章 绪论

1.1 研究背景

长江航运在西南地区国民经济发展、对外贸易、促进经济可持续发展、支持重点建设、保障国防战略、战备物资运输、发展旅游业、节约土地和能源等方面，具有极其重要和不可替代的作用。2003 年 6 月，举世瞩目的三峡工程经过 8 年 7个月的建设，如期蓄水至 135 米，永久性双线五级船闸正式通航投入使用，这不仅标志着三峡工程建设取得了阶段性的伟大成就，也意味着西南地区航运即将进入到一个新的发展时期。在蓄水 135 米至 139 米的库区内，由于险滩淹没，坡降变缓，流速减小，航深增大，航道加宽，船舶通航条件已明显改善，运输安全和通航保障率明显提高，水路运输成本显著下降。同时，随着航运结构调整的不断推进，水运业的竞争优势日益增强。水运对西南地区乃至西部经济社会发展的作用将更加突出。与航运对西南地区经济发展的日益重要性相比，在现阶段，随着三峡船闸的正式通航，三峡船闸通航能力不足的问题日益严峻，造成现阶段船只在三峡大坝前排队等候过闸，结果等待的时间越来越长。据统计，等候过闸的船舶最多时一天达到 349 艘，有的船舶可能会等待几天方可过坝。这不但对长江上游尤其是西南地区航运业的发展带来了不良影响，而且对西南地区市各企业的发展，甚至西南地区市经济的发展产生了不利的影响。此外，西南地区是西部十几个省市中邵数的几个靠近长江的城市之一，外贸进出口货物的运输主要通过长江来完成，其货运量占西南地区海关监管货运量的 85%以上。因此，能否妥善解决永久船闸在现行过闸模式下通行能力不足的问题，还将直接关系西南地区市及其周边地区外贸进出口企业生产经营和对外贸易的发展在此种背景下，研究三峡船闸对西南地区航运的影响及探讨如何解决三峡船闸通行能力不足的问题显得尤为必要。

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三峡梯级电站短期优化调度模型及算法

陈森林¹  唐海华 ^{1  2}  陈森林^{2  1}  赵宇 ¹³

（1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072国网南京自动化研究院水情水调及环境监测研究所，南京 210003）

（2.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072国网电力科学研究院清洁能源所，南京210003）

（3.南京南瑞集团公司水利水电分公司，南京 210003）

摘  要：针对三峡梯级水电站短期优化调度是一个复杂大型非线性有时滞的优化问题，根据电网和电厂的实际需要建立了三峡梯级短期优化调度数学模型，提出了基于负荷典型和调峰幅度的优化算法，并以此编制梯级各电站的日负荷计划，取得了满意的结果。

关键词：梯级水电站；优化调度；负荷典型；调峰幅度

中图分类号：TV697.1+2    文献标识码：A

Models and Algorithms of Short-term Optimal Scheduling of Three Gorges cascade Hydropower stations

Tang hai-hua¹  Chen sen-lin²  Zhao yu¹

(1.Research Institute of Water Information and Dispatch & Environment Monitoring in NARI, Nan Jing 210003)

(2.State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science , Wuhan University ,Wu Han 430072)

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新建长江三峡通航水梯的设想

交通运输部长江航务管理局 刘海青

本文发表在《中国水运》20xx年第11期

摘 要：三峡船闸货物通过量提前20年达到设计值，现有船闸通航压力越来越大。为了保证三峡大坝通航能力与经济发展相适应，文章利用相关理论与数据论证了新建三峡通航设施的必要性，提出再建长江三峡通航水梯的初步构想。

关键词：三峡船闸 货物通过量 通航设施 水梯

三峡工程促进了长江航运的快速发展，20xx年来三峡船闸通过量保持14%的高速增长，20xx年底达到一亿吨的设计通过量。今年3月南线船闸计划性岁修与葛洲坝一号船闸大修期间，三峡坝区上下游日均积压船舶超过600艘，非应急物资船舶平均待闸时间达7天，创出待闸船舶数量、待闸时间的历史记录，三峡船闸通过能力船闸通航能力成为行业关注的焦点，研究船舶过坝新通道问题，对保障三峡航运安全畅通具有重要现实意义。 新建三峡通航设施的必要性论证

葛洲坝船闸与三峡船闸通航能力不匹配。葛洲坝与三峡船闸对应的闸室面积相当，数量相同，船舶通过效率相等，实际上由于级数的差别，船闸通过能力存在差异。船闸通过能力由一次过闸平均吨位、日过闸次数、船舶装载系数、年通航天数、运量不均衡系数五种因素决定。不考虑葛洲坝一号船闸最低水深5.5m和三峡船闸5m之间差异的影响，两坝的实际通过能力比值由各自的日过闸次数、年通航天数决定。实际联合运行中两坝通过量比值仅为1.04倍，缘于葛洲坝船闸通航潜力尚未挖掘，一号船闸维修期间，二、三号船闸通过量同比分别增加56.2%、68.9%，如果更新葛洲坝船闸其控制系统、启闭动力，增加闸前靠泊设施，优化调度和锚地管理，拓宽引航道宽度，保证两坝船闸相同设备性能、保养管理技术水平，葛洲坝实际通航能力与三峡大坝比值可达2倍。

三峡船闸通过能力不及过闸需求。在充分保障船闸运行效率、运输组织效率之下，影响船闸通过能力在于闸室平面尺度利用率与闸室水深利用率。采取缩短船舶进出闸室时间等措施，日均闸次最多增加2次，年总闸次由10347次提高至11000次。近年闸室平面尺度利用率达90%以上，闸室水深还有一定的富裕，20xx年下行船舶平均吃水为3.42m，如果改善过闸船舶的船型结构，降低过闸吃水控制系数，年平均吃水可提高至4.2m。由此测算三峡船闸年通过量极限值为1.83亿吨。现有通航设施通航能力与过闸需求达到平衡的时间不晚于20xx年底，20xx年三峡大坝将面临2561万吨货物的通航压力，20xx年将有2.6亿吨货物的通航压力。

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葛洲坝水利枢纽工程由船闸、电站厂房、泄水闸、冲沙闸及挡水建筑物组成。 船闸为单级船闸， ? 二号两座船闸闸室有效长度为280米，净宽34米，一次可通过载重为1.2万至1.6万

吨的船队。每次过闸时间约50至57分钟，其中充水或泄水约8至12分钟。

? 三号船闸闸室的有效长度为120米，净宽为18米，可通过3000吨以下的客货轮。每

次过闸时间约40分钟，其中充水或泄水约5至8分钟。

? 上、下闸首工作门均采用人字门，其中一、二号船闸下闸首人字门每扇宽9．7米、高

34米、厚27米，质量约600吨。（为解决过船与坝顶过车的矛盾，在二号和三号船闸桥墩段建有铁路、公路、活动提升桥，大江船闸下闸首建有公路桥。）

三座船闸中，大江1号船闸和三江2号船闸为中国和亚洲之最。船闸各长280米、高34米，闸室的两端有2扇闸门，下闸门两扇人字型闸高34米，宽9.7米，重600吨，逆水而上的船到达船闸时上闸门关闭着，下闸门开启着，上下游水位落差20米，船驶入闸室内，下闸门关闭，设在闸室底部的输水阀打开，水进入闸室，约15分钟后，闸室里的水与上游水位相平时，上闸门打开，船只驶出船闸。下水船过闸的情况下好相反。每次船只通过葛洲坝大约需要45分钟。

葛洲坝建船闸三座和两条航道，可通过万吨级的轮船，为当今世界最大的船闸之一。

大坝全长2606.5米，两侧布置三江、大江两线航道，航道与泄水闸之间分别布置二江及大江电厂。

一、工程概况 三峡水利枢纽是综合治理和开发长江的骨干工程，主要任务是防洪、发电、通航。 三峡双线五级船闸是三峡枢纽三大主要建筑物之一，于19xx年4月正式开工兴建 ，20xx年6月建成经验收投入试通航运行，20xx年经国务院验收投入正式运行。

三峡船闸为双线连续五级船闸，设计年单向通过能力5000万吨，一次通过万吨级船队，闸室有效尺寸280m×34m×5.0m，总设计水头113m,级间最大输水水头45.2m,闸室充（泄）水时间≤12min；船闸上游水位变幅40m，下游水位变幅11.8m。

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三峡船闸项目管理

三峡双线五级连续梯级船闸由上、下游航道工程与船闸主体段组成。船闸布置充分利用了三峡三斗坪坝址的天然地形地质条件，妥善处理了水利枢纽工程泄洪、通航、发电等水资源综合利用开发目标，是集水工结构、航运建筑、岩土工程、水力学与泥沙试验、金属结构与机电工程、计算机控制、特大型项目管理等先进技术、先进设备、先进工艺与材料、先进项目管理理念于一体的具有挑战性的世界性工程。

　　 船闸工程根据三峡工程总进度安排，分三期施工。一期工程从1993年到1997年，主要进行船闸高边坡山体排水洞开挖与排水孔施工，船闸地面工程揭顶开挖与支护，地下输水系统施工洞开挖；二期工程从1998年到20##年，是关键施工期，以实现20##年6月16日试通航为目标，由船闸地面土建工程与地下输水系统土建工程（包含主体段开挖、支护、混凝土与灌浆工程），船闸金属结构与机械设备制造，船闸金属结构与机械设备安装与调试，船闸集中控制系统制造、安装与调试等项目组成；三期工程是在20##年到20##年三峡工程建设的第三阶段建设中，根据三峡水库蓄水安排，在由施工期初始通航水位135 m抬升到156 m水位时，对双线五级连续船闸的第一、第二闸首的金属结构及其机械、电气控制系统进行分线改造，以满足三峡船闸正常设计水位组合下的通航要求。

　　 以下回顾一期工程和二期工程项目管理实践：
1、以合同为依据，加强协调，理顺关系
三峡船闸采用分阶段、分标段的施工程序，通过招标优先选择合格的施工主体。针对船闸施工项目多、施工单位多、施工道路不便、工序交叉与空间主体交叉施工的情况，更要树立船闸项目一盘棋思想，在涉及相关作业关系的部位，强调从船闸总体目标的全局与大局出发进行协调。

　　 2、分析项目各阶段施工特点，推动工程全面进展
三峡双线五级船闸施工经历了土石方开挖，开挖岩体的锚固支护，混凝土浇筑，建筑物基础岩体灌浆，金属结构与机械设备安装，液压与计算机控制系统安装调试，船闸实际运行工况下土建、金属结构与控制系统的联合调试，船闸试通航，船闸正式通航等阶段，这些阶段既有很强的专业特点，又是相互关联的。全面分析各阶段施工特点，主要抓住了以下重点：
2.1加强施工组织设计及总进度研究，确定总体施工布局
根据项目进展，1999年提前重点安排了地面工程两个标段的施工布局。对涉及的混凝土工程、地面锚固工程、地下输水系统工程及船闸地面及金结安装工程等进行了施工组织设计及总进度计划研究，明确了项目间关系，项目重点设备配置及总体目标，并对后续金结安装项目招标文件编制及下一阶段的技术供应提出了具体要求。
在施工组织及进度计划研究过程中，注重应用计算机网络进度计划管理理论与P3软件，优化施工组织设计，对关键项目与工程总计划进行动态管理与调整，并分解到月、周、甚至到日，使进度控制得到了落实。

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如何申报船舶进出港计划？

（1）由船公司或其代理部门向港务局业务处报送（外贸船必须由其代理申报，内贸船由天津港货运公司或中海船代公司申报）船舶72小时、48小时、24小时抵港预确报，并注明船名、船舶性质、船舶规范（船长、船宽、吃水等）、进出口货类、数量、是否申请引水等。从事内贸计划外运输的船舶办妥各项手续后，货运公司还应向业务处递交船舶进出港申报单。

（2）进出港务局所辖码头的船舶由港务局业务处指定作业公司。

（3）船舶要求进出港口时，由船舶停靠码头单位的调度室，在每天10点30分前向港务局业务处申报当日18时至次日18时的船舶进出港计划，申报内容包括：船名、船长、船宽、吃水、是否申请引水、动态时间、动态的地点，所载货物是否属于危险品等。

（4）各单位动态计划上报后，有业务处汇总，平衡核定动态船舶进出港计划时间安排，于每日14时前通知各有关单位执行。

如何申报船舶航道计划？

凡按规定进出港口需申请使用航道的船舶，必须在每日10时30分前向港务局业务处申报下一昼夜（即当日18时至次日18时）的船舶计划，每日14时由局业务处将平衡核定的船舶航道计划通知有关部门和单位执行。

如何申报船舶过闸计划？

凡按规定向港务局业务处申报过闸计划的船舶（即生产性船舶及需占用主航道的船舶），应在每日10时30分前申报下一昼夜（即

当日18时至次日18时）的船舶过闸计划，由港务局业务处平衡核定后通知有关部门和船闸执行。

60米以下非生产性船舶及不需使用主航道的非生产性船舶可直接向船闸申报过闸计划。

进出企业专用码头船舶如何申报计划？

进出企业专用码头的船舶，由该码头调度在每日10时30分前向港务局业务处申报当日18时至次日18时的动态计划。申报内容包括：船名、船长、船宽、吃水，是否申请引水、拖轮，动态时间等。

港务局业务处汇总平衡并通知有关单位执行。

沿海运输船舶在企业码头作业，申请进港动态前，企业专用码头单位应按规定到天津港货运公司办理船舶进出港手续，手续合格后，由货运公司向局业务处递交船舶进港申报单后方可安排动态计划。

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长江航运综合服务信息系统初探

杨大鸣 朱业汉

为实现长江航运向现代服务业转型，践行交通运输部提出的“三个服务”，长江航运发展必须大力推进信息化与传统航运业融合。长江航运综合服务信息系统，就是要充分利用信息技术，整合、开发、运用信息资源，促进行业信息交流与共享，为沿江经济和港航企业发展、为人民群众安全便捷出行提供及时、完备的信息服务。

1 长江航运信息化现状与发展需求

1.1长江航运信息化现状

近些年来，长江航运信息化以应用需求为引导，在基础设施、应用系统、数据资源、人才队伍、规划标准、管理机制等各个方面，经历了一个较为快速的发展历程，取得了一定的实效。

长江干线港航企业信息化意识普遍增强，信息化应用需求在不断加大。一些企业已经把发展信息化上升到企业核心竞争力的战略高度，结合各自生产业务的需要，不同程度地建设了内部网络、数据库及应用系统，提高了运输生产效率和管理水平。

长江航运支持保障单位和各级行政管理部门信息化发展迅猛。各单位以提高航运安全管理、支持保障能力和服务质效为目的，以电子政务建设为龙头，在信息化网络环境、应用系统、信息资源建设、电子政务建设以及人才机制、规划标准等各个方面，都取得了较好的业绩，信息化正由“起步阶段”向“初级数字阶段”过渡，在促进长江航运现代化发展中发挥了较为显著的作用。

长江航运信息化发展存在明显的不足，主要体现在：信息技术应用的广度和深度不够，信息技术应用还没有深入到长江航运各单位和企业的生产、组织、管理全过程之中，应用层次较低；在长江航运信息资源的开发利用方面比较分散，不同地区之间、不同机构之间、不同业务之间还不能做到互联互通、协同应用、信息共享；长江航运服务全社会的作用尚未充分体现出来，这些问题严重制约了长江航运信息化的发展。

1.2长江航运信息化发展需求

近年来，沿江航运企业、港口集团公司、港航管理单位、长航局系统单位等一致认为应加快长江航运信息化建设步伐，需要建设一个面向长江航运全行业的信息共享平台——长江航运综合服务信息系统平台，提供长江航道信息、港口信息、船舶船员信息、航运管理信息、水上安全信息、三峡通航信息、航运市场信息、公共服务信息等各种信息服务，实现长江航运行业各参与方的信息发布、信息交互与信息共享；港口航运企业、航运服务企业、航运支持保障单位和各级行政管理单位通过这一平台集成各类航运业务应用系统，处理和交换航运相关数据、信息，实现长江航运参与者业务应用联动，形成涵盖长江航运行业各个方面较为完善的长江航运综合服务信息体系。

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