长江口12.5米深水航道自2011年正式运行维护以来,长江口航道管理局始终秉承“水深线就是生命线”的理念,科学组织,精心管理,精心维护,实现了长江口深水航道常年100%通航深度保证率。
长江口三级分汊四口入海,水体含沙量大,河势变化复杂,受径流、潮流及咸淡水交互影响,河口段形成拦门沙。据了解,长江口深水航道存在回淤总量大、时空分布高度集中;易受恶劣天气影响、骤淤量大;通航与维护并存,安全矛盾突出等养护难点。
近年来,以长江航运高质量发展为指引,着力推进实现以“回淤可预测、水深可获取、数据可传输、作业网格化、计量可追溯、全程可跟踪、决策有辅助”为目标的精准维护,不断提升航道管理与养护科学化水平,成为长江口航道管理局工作的重中之重。
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航道回淤可预测
据该局人员介绍,“大通流量、水温、外海潮汐、航道地形等水文条件都需要及时收集数据,以便于我们分析研究这些数据与航道回淤总量及分布的关系,预测航道回淤分布特点,助力我们在调度船舶施工作业时更高效更精准”。
图1 大数据智能预测模型。
长江口航道自然环境错综复杂,养护12.5米深水航道就更为艰难。为了充分利用好现有的资源,长江口航道管理局依托现代信息化手段,通过建立对长江口水域水文的测量监控,建立了回淤监测分析数据库,依托对数据库的研究分析,建立了三维泥沙数模和大数据智能预测模型(见图1),实现预测中长期全航道及短期局部航道段回淤量及其分布,助力指导编制年度及月度养护计划,组织投入维护船舶。
图2 回淤预测与实测对比。
经过多年的积累和实践,回淤预测模型对回淤量及分布的预测精度不断提高,2022年深水航道回淤量和维护量分月预测精度基本可达90%(见图2),对于合理安排船舶投入发挥了重要指导作用。
水深可及时获取
长江口航道内不满足12.5米水深的断面、浅点影响着航道的通航能力。据该局航道养护中心工程师介绍,为了科学合理利用疏浚力量,精准养护长江口航道,该局通过采取改进水深测量处理软件和管理流程,进一步提高数据处理的自动化程度和及时性,同时统筹考虑施工和测量管理,有效降低施工扰动对测量结果的影响;组织开发数据统计分析软件(见图3),快速分析不满足12.5米水深的断面数、浅点数、测线号和剩余断面量等信息。
图3 长江口12.5m深水航道水深数据统计分析软件。
据悉,通过对测量数据处理方法的改进,目前基本可实现当天测图当晚可用于指导施工,较以往节约12h~24h,并且,通过软件对每次测图的统计分析,可快速得到不满足12.5米水深要求的断面数、浅点数等信息,大幅降低技术管理人员的数据处理工作强度,提高了安排施工调船指令的效率,为及时组织航道扫浅,创造了有利条件。
施工作业网格化
“我们不断在航道精准化养护上进行探索,比如对航道和抛泥区实施网格化管理,网格化是为了更清晰的标记出需要施工作业的水域,方便我们能更合理地安排和调控船舶作业和实施相关配套操作”。航道养护中心人员介绍。
精准化不仅体现在科学技术方面,也体现在管理方面。将航道按照100m×50m为单元划分航道网格,每一个浅点都被计算在网格内,提升了扫浅施工的针对性,在对航道网格化的同时,也对抛泥区使用实施网格化分区管理,通过每月测图分析抛泥区水深变化情况,适时调整可使用各抛泥区的小分区,设置循环使用周期,使抛泥更安全更均匀。
图4 抛泥区实施网格化前后对比。
长江口航道管理局实施网格化管理后,船舶扫浅范围更明晰、施工布线更具有针对性,减少了无效维护的方量,提高了扫浅施工的效率。以是否实施网格化测算,2021年和2022年航道主要维护区段分别减少维护断面量99.8万方和111.7万方。另外,网格化管理使船舶抛泥更均匀(见图4),提高了抛泥施工的安全性,有利于抛泥区的有效利用。
计量精准可追溯
见微知著,一叶知秋。长江口航道管理局为确保航道养护过程中实现船舶挖泥运泥的准确计量,在制度、人员、监察上统筹协调,量化管理。
根据航道回淤量的实际情况,长江口航道维护疏浚采用了船方计量合同方式,根据这种模式,制定、完善《长江口航道疏浚工程船舶生产计量管理办法》,要求所有进场船舶必须具备满足船方计量要求的软、硬件设施,并定期对计量设备开展率定、校验和抽查。同时,驻船监理、监理部和现场管理组全数复核船方计量结果,局业务部门按不少于10%的船次进行复核,层层把关确保计量准确可靠。
不以“事小”而忽略,常在精细处下十分功夫,长江口航道管理局正是凭着扎实务实的精神、精益求精的要求、严格遵制的行动,确保船方计量的准确性和数据的可追溯。财政部评审中心在对长江口航道管理局进行预算审核时,通过进行现场检查与资料复核,多次对计量工作给予肯定。
疏浚组织渐优化
根据长江口“洪淤枯冲”的特性,并结合洪枯季潮径流特点和水文泥沙特性,多年来,长江口航道管理局不断进行摸索总结与提高,在航道维护施工组织上不断进行优化。
在枯季时段充分利用航道冲刷特性,适当延长扫浅时间间隔,减少航道维护量;在洪季回淤量较大时期,在涨(落)潮流速较快时段,适当增加船舶溢流时间,在平潮流速较慢时段,适当减少船舶溢流时间,并根据不同土质调整波浪补偿器压力,以提高扫浅施工的针对性和效率;台风后及时对存在骤淤的区段采取延长溢流时间、调整高压冲水压力等工艺,加大低频浅区的过耙频次,尽快消除浮泥影响...这一条条总结出来经验与规律,蕴含着长江口航道人精细化管理的付出,涓涓细流、终汇于海。
多年来的精细化管理,在疏浚组织上的优化,提高了维护疏浚施工组织的针对性。近年来航道的水深保证率始终保持100%,且维护方量基本控制在6000万方以下,特别在2021年“烟花”和“灿都”两次超强台风,以及2022年“轩岚诺”“梅花”强台风影响期间,均通过采取有针对性的施工工艺优化措施,在最短时间内恢复航道水深,也有效控制了维护方量。
疏浚管理信息化
围绕长航局“131”智慧长江建设路径,长江口航道管理局结合长江口航道实际,组织开发航道疏浚管理业务信息系统,系统梳理回淤预测、测量、施工、计量、疏浚土处理、数据统计等关键环节,借助现代网络科技和物联网信息技术,助力形成长江口深水航道精准维护辅助决策系统。
图5 航道疏浚管理系统模型。
系统建成后,将实现耙吸船的疏浚数据自动采集回传、分析测图、生成浅区网格和区段调整单,耙吸船违规会产生报警,生成各类报表,实现疏浚管理辅助决策功能,将进一步提升航道维护管理科学化、精准化、智能化水平(见图5)。
烟波浩渺,千船竞渡,站在岸边远望长江口,一派贸易往来的热闹景象。谁又知道这背后有着怎样一群守护者呢?长江口航道管理局始终以其坚定的信念、专业的力量、精心的管理守护着长江口航道的畅通。
展望未来,长江口航道管理局将继续深入学习贯彻党的二十大精神,认真落实全国交通运输工作会议和长航局、长江航道局工作会议部署,以建设“畅、安、优、智、美”现代化航道为指引,坚持“水深线就是生命线”理念,持续全面深化航道养护工作,推动长江口航道事业高质量发展。
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