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畅通荆江 破解世界级难题
来源:中国水运报    作者: 阅读:175 日期:2013-09-16

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图:长江中游荆江航道整治工程开工仪式。

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图:长江中游荆江河段航道整治工程示意图。

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图:长江中游藕池口整治工程。

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图:长江中游瓦马水道锁坝工程。

长江,这条承接东、中、西交通的大动脉,一路奔腾不息,越过高峡平湖,以一泻千里之势,奔向广袤的江汉平原……自三峡大坝拦坝蓄水以来,长江呈现出“两头深、中间浅”的格局。 

九曲回肠的荆江,让桀骜不驯的巨龙放缓了步伐,成为万里长江著名的“瓶颈”河段,中游畅,长江才能畅。历经岁月更迭,一代代长江航道建设者为了打通荆江航运“瓶颈”上下求索……

今天,攻克这一世界性的航道整治难题终于正式拉开了序幕,一个美丽的梦想正在升腾,它赋予长江母亲河更新的内涵……

世界级难题 “万里长江,险在荆江”

长江干流自湖北枝江至湖南城陵矶一段别名“荆江”,总里程347公里,荆江之“险”险在荆江两岸堤防安全系数小及溃决后破坏性大。

“石首刘发洲,十年九不收。若有一年收,狗子不吃糯米粥。”这是当时描写荆江河段洪涝频发,庄家难以丰收的民间谚语。但从另外一个侧面来说,江汉平原土壤肥沃,只要有收成,必是丰收的宝地。

纵观长江水系,尤以荆江段水系最为复杂,洞庭湖多条支流交错汇聚,水系特征更为复杂,出现了一个从“江到湖”,再“由湖回江”的独特现象。

据了解,荆江河段上段以前有七个分流口汇入洞庭湖,之后经城陵矶洞庭湖口再注入长江。洞庭湖巨大的出湖流量对荆江形成“顶托”效应,洪水滞流,给荆江大堤造成巨大的防洪压力。这种特殊的河段形态同时也给航道整治提出了严峻考验。

荆江河段航道由33个水道组成,由于流经江汉平原,河床演变剧烈,沙洲此消彼长,航道游荡不定,一直就是长江中下游水深最浅、船舶航行最为困难的河段。

“荆江河段九曲十八弯,‘一点弯,点点弯;一滩变,滩滩变’,河势多变,连环相串,如多米诺骨牌一般,牵一发而动全身,一步错步步错,荆江沿岸经常出现崩滩。”荆江航道整治工程建设指挥部常务副指挥长高凯春对此深有感触。

同时,三峡大坝拦坝蓄水以来,清水下泄改变了泥沙规律,航道内泥沙大量淤积,水深严重不足,长江形成“两头深,中间浅”(上游库区航道,下游深水航道)的格局,荆江河段成为长江中游著名的‘瓶子口’,也成为长江船舶航行最为困难的河段。

在自然规律复杂,加之三峡大坝蓄水带来影响的背景下,进行荆江航道系统整治的复杂性远远超乎常人想象,荆江航道整治工程被称为世界级难题。

荆江变幻莫测的险,也激起了国内顶尖治河专家们强烈的探索欲,荆江整治怎么治?在激烈的思想火花碰撞中,来自各路的英雄豪杰尽归于此。

1999年,位于荆江河段的大马洲水道是优良的天然航道,当时关于是否整治这段航道引起了学术界针锋相对的争论,武汉大学博士生导师、国家重点基础研究发展计划首席科学家李义天前瞻性地提出来,对于有利格局要进行守护的观点。令人遗憾的是,这一观点并不为大多数人认可。历经数年后,高滩崩退,中滩冲刷,低滩冲蚀,大马洲被冲刷得面目全非,形成了交错碍航的淤积水道,成为中游典型的碍航水道。

这一经验教训让长江航道人清醒地认识到,经过头痛医头、脚痛医脚的初期治理阶段后,必须科学地认识荆江演变的规律,形成系统航道整治新理念。

“十一五”期以来,长江航道建设者按照“固滩守槽,稳定河势,动态管理”的思路,进行了太平口、窑监、江口等10多个有利格局的航道守护工程。令人欣慰的是,窑监一期守护工程通过归顺水流、稳定航槽,将水深从2.9米成功提升至3.2米,长江中游严重碍航局面得到一定缓解,也为荆江大规模系统治理奠定了坚实的根基。

未来,技术创新将成为长河段系统整治的突破口。走进武汉东西湖区长江航道科研实验新基地,在总建筑面积达31422平方米的模型试验大厅和泥沙分析检测实验室,记者看到荆江河段的模型、静态弯曲河道、砂质的河滩、动态的水流等,都在模型里反映出来,在这里不同航段都可以模拟。

长江航道规划设计院院长刘怀汉介绍,目前,根据物模实验,确保荆江河段3.5米治理目标的实现,并为将来荆江河段航道尺度的进一步提高奠定基础。同步利用数学模型研究满足长江中游荆江河段初步设计阶段方案平面布置优化的需要,凝练航道多维数值模拟关键技术,形成荆江河段数值模拟综合系统。

生态航道的又一样板

迎着朝阳漫步在绿草成茵、林木成行的荆江大堤上,白鹭遨翔于波光粼粼的江面……置身其中,长江航道的建设者们更多思考的不仅仅只是把航道水深进一步提高,他们思考更多的是如何把长江建成一条生态航道,一条不仅服务于航运发展,更加有利于社会和谐发展的“绿色高速路”。

走进长江荆江航道整治工程建设指挥,墙上一排大字格外显眼——“建设长江需要遵循规律”。

“人与自然的和谐相处,最重要的是思想观念的转变。” 北京大学环境工程研究院院长、国际水沙科学协会(IASWS)常务理事倪晋仁教授谈到生态航道感触颇深。

作为负责荆江生态航道顶层设计的主要专家,倪晋仁提出要建设荆江生态航道的四大体系,即概念体系、方法体系、技术体系和管理体系,实现从宏观到微观的有效对接。当他看到中游三八滩采用的钢丝笼护坡技术,茂盛的植被郁郁葱葱,他感到非常高兴。

倪晋仁给出了一个定义:在满足河流航运功能,兼顾与河流其他功能协调,在不同阶段自我调整,实现河流生态系统的自然良性循环,这就是生态航道。

高凯春回忆,21世纪初,长江航道整治的生态理念刚刚起步,并开展了一些有益的尝试,在马家咀、嘉鱼燕子窝等工程实施了生态护坡技术,长江上游改进爆破的技术手段,保护了鱼群的生态环境……这些有益的尝试,为今天系统地建设生态航道打下了良好的基础。

“从实践到探索,再从探索到实践中去检验,未来荆江生态航道的建设将贯穿可持续发展、低碳文明的科学理念,努力实现人与自然的美好和谐。”

荆江河段沿岸聚集着六大生态敏感区,成群结队的麋鹿是国家重点保护对象,珍稀的白鳍豚和四大家鱼在这里生息繁衍……一代又一代,长江哺育着这群可爱的生灵。

这些美好的景象都属于荆江,为了保护好荆江的生态资源,荆江航道整治工程建设指挥部对荆江陆生生物和水生生物进行分析后,通过环评工作形成了《水生生态及产卵场调查专题报告》、《麋鹿保护区影响专题报告》、《白鳍豚保护区影响专题报告》、《四大家鱼保护区影响专题报告》四个报告。

负责环评工作的夏炜兴致勃勃地谈到,“人工鱼礁”这是一个热门名词,比如长江江豚,喜欢在水流较急的洲头和洲尾生活,这就要求护滩工程要遵循江豚的生活规律,通过人工鱼礁,开展不同材质、工法的透水框架的生态效应研究,进而将鱼礁的成功经验引入透水框架的设计之中,提出既满足航道整治要求,又兼顾生境修复的生态友好性透水框架建设。

石首麋鹿国家级自然保护区位于长江与长江天鹅洲故道的夹角处。为使麋鹿能有取水地,指挥部与相关环保部门合作,为其增加饮水通道。同时,布置生态监测点,观测环保部门相关保护措施是否行之有效,将环保专项资金落实到位。

除此之外,在周天河段周公堤取水口,为了保证荆江沿江居民的生活用水不受工程影响,荆江航道整治工程建设指挥部尝试实施透水框架坝的新工艺,使上方淤积减缓,保证用水质量,并同时达到航道整治的效果。

生态航道的建设思路,很大程度上是新技术、新结构、新工艺的研究方向。荆江航道整治工程建设指挥部副指挥长黄颖兴奋地谈到,如仿真水草护底;生态土工织物耐久性,生态混凝土在护岸工程中的应用;透水框架和鱼类栖息、繁殖生境结合;生态混合坝体型式及应用;护滩和护底混凝土块结构形式和水生生物生境结合以及生态航道评价体系;长江中下游整治工程景观设计研究新工艺方面……这些美好的设想即将一一成为现实。

 科技护航示范工程

“把镜头再拉近一点,让我看看铺排船的现场施工情况。”长江航道局副局长、荆江航道整治工程建设指挥部指挥长李国祥正在观看电子大屏幕上的施工画面。令人惊叹的是,这个视频系统能在指挥部监控室把施工作业面上人员的五官看得一清二楚。

据了解,这一内河最先进的视频系统在荆江系统整治280.5公里沿线的重点部位和重点设备附近共设有29个,通过先进的网通技术,不仅在没有信号、没有网络的偏远地区实现了可视化的观测,还可将终端联接到多种设备,比如手机、电脑等,不论身在何处,荆江工程现场尽收眼底。

李国祥表示,为了确保长江中游荆江河段航道整治工程项目工程优质、资金安全、干部廉洁,荆江航道整治工程建设指挥部利用科技信息手段加强管理。在充分应用《长江航道局基建信息管理系统》的基础上,结合荆江工程特点,重点开发现场视频监控软件系统、建设成果多媒体展示系统、航道分析辅助决策系统及建设过程三维动态可视化模拟系统等功能模块。

“这是最先进的实时监控系统首次应用于我国内河,360度的监控摄像头可以实现全方位、无死角、高清晰拍摄,不仅能实时监控现场施工情况,促进工程质量提高,而且还能储存影像资料留作工程廉政、安全与质量考核的依据。”

为了把荆江航道整治工程建成优质廉政、安全环保、国家示范、世界一流,经得起历史检验的工程,驻交通运输部纪检组监察局、交通运输部长江航务管理局、长江航道局和荆江航道整治工程建设指挥部共同签署了“3+1”优质廉政共建工作协议。

通过开展廉政教育、完善廉政制度、落实廉政措施等有效手段,营造“崇廉倡廉、风清气正”的廉政文化氛围,确保把荆江工程建设成质量优质、技术创新、资金安全、干部廉洁的示范工程。

同时,荆江航道整治工程建设指挥部将云技术全面应用于内部管理系统,只需鼠标轻轻一点,日常管理情况都可以一目了然。

通过信息化管理软件的应用,荆江航道整治工程建设指挥部将基本建设程序、廉政监督等管理要求融入到日常施工管理的各项流程中,使之形成有机结合的整体,确保管理工作的全面和深入。同时,实现建设情况时时动态展示,确保工作程序阳光、工程实施受控、监督检查公开。

在荆江工程四标段新厂预制厂工地,流水线化的工作正在有条不紊地进行。通过电脑对混凝土的比例进行自动控制,水泥、沙、骨料的比例必须达标,机器才能正常运转,从而保证了每一块砼块的质量。

据新厂预制厂相关人员介绍,生态、文明施工是他们坚持的重要理念,通过科技手段,生产质量得到大幅提高,劳动生产力也快速提升,新厂预制厂工地已经成为长江沿线的示范点,得到了多位交通运输部领导的肯定。

在长江第一条专业抛石船“长狸8号”上,记者看到,现代化的信息技术改变了以往抛石的粗放工艺,实现了电脑精确定位抛石。六标段项目部经理李德华介绍,结合荆江整治工程,下一步不仅要开展关于3GPS定位网格精确抛石施工技术研究和专业抛石船的工艺研究,还要进行加筋挡土墙应用,水下铺排防缩排研究和短基线监测铺排轨道研究等五项研究,力争获得国家级荣誉。

据了解,参加荆江航道整治的所有铺排船,都运用了旁扫声呐技术,实现了对水底铺排的可视化操作,水下每一块砼石都能通过船上的电子屏幕看得清清楚楚。

“荆江航道系统治理工程技术复杂,投资巨大、影响深远,要充分运用已建整治工程的成功经验,创新技术手段,把该工程打造成为安全工程、人才工程、廉洁工程和优质工程,为长江航运安全畅通创造良好条件”。长江航道局局长熊学斌对荆江美好的未来满怀信心。

荆江整治的大幕正徐徐拉开,启航的号角已经吹响,这是一个激动人心的时刻,这是一个令所有长江航道人鼓舞斗志的时刻,站在承前启后的历史舞台上,长江黄金水道力挺龙腰,让巨轮畅行长江不再是梦想,为长江锦绣山河画上浓墨重彩的一笔!

梦圆荆江

9月14日,备受关注的荆江航道整治工程开工了!这是一个开启历史和凝聚梦想的时刻!

长江黄金水道作为长江流域综合运输体系主骨架,中国经济发展大动脉,在加快科学发展、建设美丽中国的伟大征程中具有不可替代的重要地位和作用。

 两年前,也是在荆江河段,时任中共中央政治局委员、国务院副总理的张德江同志向世界宣布,国家“十二五”期内河高等级航道建设启动。同年,国务院发布《加快长江等内河水运发展的意见》。

今年7月,还是在长江中游,习近平总书记在武汉新港调研时强调,要充分发挥内河航运作用,把长江全流域打造成黄金水道。铿锵有力的话语把长江航道建设推向了新一轮高潮。

回望历史,探索长江航道整治这条道路,极为艰辛、来之不易。荆江畅则长江畅,从登上历史舞台那一刻起,长江航道人就勇敢担当起攻克荆江整治这一世界性难题的历史使命。为了实现夙夜萦怀的荆江畅通梦,无数航道建设者筚路蓝缕、开启征程,一路追赶现代化潮流,前仆后继,上下求索。

在荆江梦的雄壮交响中,建设者心中除了“畅通”,还有“生态”,把荆江航道建设成一条人水和谐的“生态航道”,始终是最催人奋进的旋律。科技创新是纽带、是关键,打破固有的思维模式,从生态顶层设计到新材料和新工艺的运用,长江航道人追求的低碳经济是科技与生态的联姻,是人类与自然的和谐,贯穿可持续发展、低碳文明的科学理念,长江航道整治技术将迎来一次前所未有的创新热潮,实现历史性的飞跃。

荆江梦,长江梦。站在过去与未来的梦想交汇点上,长江航道的建设者将携手奋进,满怀信心走好这条路,心往一处想,劲往一处使,汇集起长江航运人不可战胜的磅礴力量,把服务沿江经济、造福流域百姓的历史责任送达梦想的彼岸。

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