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10多项独创工艺攻克“世界航运难题”

发表时间: 2023-12-14 21:35:52

  万里长江,险在荆江——这8个字概括出的洪水带来的沧桑与苦难,正渐行渐远。

  截至2015年12月18日,经过27个月的建设,总投资43.3亿元,荆江航道整治工程进入试运行阶段。

  2月28日,当长江商报记者踏访荆州石首市桃花洲边滩守护工程现场时看到,作为荆江治理的重要标段,桃花洲生态护岸上已经长出了翠绿新草,将蜿蜒至天际的雄伟堤岸点缀得如诗如画。

  长江航道局荆江工程指挥部指挥长王建斌向长江商报记者感慨:“荆江航道整治绝对堪称世界级难题,这是中国水利建设的巨大成就。”

  从此后,荆江航道枯水期最小维护水深提高至3.5米,可满足万吨级船队和3000吨级货船双向通航的要求,让荆州江段成为名副其实的长江黄金水道。

  面对九曲回肠的荆江,长江航道局荆江河段航道整治工程建设指挥部总工程师高凯春在其作的《荆江赋》中这样写道。

  长江商报记者通过调查了解到,荆江是长江干线航道最难治理的河段,洲滩多、变迁多断,“一滩变,滩滩变”,航槽极不稳定。

  关于荆江整治的难度,长江航道管理局前总工范期锦曾这样感叹:“长江口深水航道的治理是攻一个点,而荆江整治是攻一条长河段。上边修了三峡大坝,整个自然规律都发生了改变,难度可想而知。”

  荆江地处长江中游,上起湖北枝城,下迄湖南城陵矶,全长347千米,自古以来就是地势险要之地,成为长江中游通航条件最差的河段,枯水期极易碍航。

  长江枝城以上河道为诸山所束,水流湍急;至下荆江,河道九曲回肠,泥沙淤积,河床抬高。

  “航道治理很多的问题都集中在了荆江段,不管是防洪、挖泥还是生态保护,荆江段都非常的典型。”王建斌向长江商报记者表示。

  在生态保护上,荆江段治理也面临多重挑战,河段物种丰富,不仅有“四大家鱼”生态保护区,还有麋鹿、白鳍豚保护区和饮用水源保护区。

  高凯春向长江商报记者介绍:“古今中外航道治理的方法无非有两种:一是束窄河床,冲刷浅滩;二是建枢纽以实现梯级渠化。这两种方法在荆江根本没办法推行。”

  如何在兼顾防洪、生态等核心要素的同时有效治理荆江河段? 这极大地考验着中国水利专家们的智慧。

  2008年,长江航道局启动了荆江航道系统治理研究工作,联合多个设计单位及清华大学、武汉大学、河海大学等著名院校,历时5年,共开展了大小70余项专题研究。

  无论如何,防洪是天大的事,如果在河槽中做工程就会抬高水位,出现崩岸、塌岸。

  自2013年9月开工建设以来,长江航道局组织6家国家级实施工程单位投入14艘大型沉排船、500多艘工程船舶参与施工。建设过程中,长江航道局集中攻克了水文复杂条件下沉排施工、不良地质条件下护岸施工等施工难点,在各标段开展了对传统的抛石施工工艺进行改进的研究,将小型挖机机械抛投和透水框架整体群抛技术在工程中大范围的应用;在水上抛石方面, 荆江工程已总结出专业抛石船抛石、滚装船抛石、长臂挖机抛石、小型挖机抛石等10多种荆江独有的施工工艺。

  不同于以往硬碰硬“进攻型”的河道治理,长江商报记者调查发现,荆江工程还是生态航道治理的典范。

  “我们采用的是以守为攻的方式,生态环保的理念全程植入在治理方案中”,长江航道局宣传部副部长王取发告诉记者。

  3月1日,长江商报记者在荆州桃花洲边滩看到,坡底的大石铺得均匀有序,块石大小适中,护岸上连锁砖中的新草已经探出春头,作为荆江治理中的重要标段,桃花滩所有的护岸都采用了生态护坡,在滩上重建了植被。

  “以前这里年年都会向岸上崩塌,崩岸厉害的有一二十米”,摸着护岸上小草,常驻该地的长江南京航道工程局项目副经理董光辉对记者说:“等到了暖春草种就会发芽长出来,到时候整个坡岸就会有比较多的青草。”

  当天下午,记者来到桃花滩几公里外的调关矶头,近岸的护岸还全部都用石头砌成。“这就是我们这次荆江治理中进步的地方,所有可使用生态护坡的地段,全部使用生态护坡。”董光辉说。

  事实上,一直以来,航道治理与生态保护的矛盾就难以两全,最典型的案例是2014年环保部门直接叫停耗资5亿元的长江航道整治二期工程。

  该段集中了200头江豚,在整个长江干流江豚的密度最高,但如果该工程不实施,将会直接影响到2020年“6米水深到安庆”的规划目标。

  最后专家们商讨出迁移的方式,把江豚迁回故道中,迁地费用从工程中来,互相弥补。

  “面对生态,我们采取预防、延缓、补偿和修复这四种方式”,王取发说,异地迁移就是一种补偿,“在产卵期,工程都会延缓,像抛石这些环节,都会避开鱼类的产卵期。”

  不同于以往“进攻型”的治理,荆江工程另辟蹊径,以守为攻,整个治理方案在规划设计阶段就科学植入生态环保理念。工程建设初期,长江航道局就通过广泛咨询并邀请国内外知名的生态环保科研单位,重点开展了水生、陆生动植物的生态环境修复。

  “江豚喜欢在洲头和洲尾生活,因为水流比较急,我们遵循它的生活规律,在护滩工程开展不一样的材质、工法的透水框架研究”。王建斌说。

  在水下工程中,工程采取具有生态功能的护岸鱼巢砖,透水框架等工程结构,为鱼类等生物提供索饵、繁殖、生长、发育的场所,丰富鱼类生存环境。

  此外,长江航道局还联合保护区和水产部门,开展了增值放流技术探讨研究,获得了具有最佳生物学效果的人工放流方法,为资源增殖和物种保护决策提供科学依据。

  在荆江南碾子湾,记者看到,钢丝网格护坡底部都撒满了草种。“钢丝网格里铺的鹅卵石全部都是靠人工铺上去,这些钢丝都是与国外企业合作开发,保证60年不变色,具有超强防腐蚀性”,董光辉很耐心地向记者介绍。

  因为江豚等鱼类都喜欢在有水渠、有坑坑洼洼的地方产仔,生态护坡与河底固案抛石都尽可能地还原了自然的生态系统。

  2015年11月初,20多位国内顶尖专家赶到荆江倒口窑心滩、太平口、芦家河等重难点工程现场,对工程效果做评估。评估结果为,荆江航道整治工程总的社会经济效益达到1701.31亿元。

  “从船舶大型化、转移货运量、减少中转过驳所带来的航运直接效益来看,可以为航运企业节约199.58亿元,是项目投资的4.3倍。”王建斌向长江商报记者介绍。

  不仅如此,荆江航道整治工程实施后,将对湖北及周边地区增加外贸出口60多亿元,增加就业240余万人,预计可拉动沿江GDP增长1701亿元,促进湖北省及周边地区更全面地融入长江流域经济体系。

  作为国家内河水运“ 十二五” 重点建设项目,荆江整治工程由昌门溪至熊家洲, 全长280.5公里, 涉及枝江-江口河段、太平口水道、斗湖堤水道、周天河段、藕池口水道、碾子湾水道、莱家铺水道、窑监大河段、铁铺-熊家洲河段共计9个滩段,共13个浅滩。工程建设工期42个月, 总投资约43.3亿元, 共建设固滩促淤护滩工程34道、堤坝工程6道、填槽护底3道、守护高滩岸线公里;配套建设航道整治工程建筑物示位标58座,并实施生态建设工程。

  自2013年9月擂响工程开工的战鼓, 6家国家级实施工程单位投入14艘大型沉排船、500多艘工程船舶,在长江中游8个滩段展开一场大兵团联合的鏖战。目前,荆江工程“9段13滩”的建设任务已全部完工, 所有40个单位工程已全部通过交工验收, 具备试运行条件。

  通过航道整治,长江荆江段成为名副其实的黄金水道。荆州长江河道管理局 供图