从1978年的0.79万标准箱,到2017年的4023万标准箱,上海港集装箱吞吐量的剧增,离不开历时13年的长江口深水航道治理工程。上海国际航运中心建设的脚步,也由此迈得更快。
7月11日上午9点,随着黄浦江上传来一声悠长的汽笛声,2018年中国航海日拉开了序幕。
今年的中国航海日是党的十九大以后第一个国家航海日,正逢改革开放40周年。40年来,上海快速向国际航运中心迈进,上海港已成为中国大陆集装箱航线最多、航班最密、覆盖面最广的港口之一。其中集装箱吞吐量从1978年的0.79万标准箱增长到2017年的4023万标准箱,连续8年居世界首位。
吞吐量的飙升离不开深水航道的支持。就在距离黄浦江吴淞口不远处的长江口, 13年的不懈努力造就了一条92公里长、12.5米深的深水航道,成为世界上巨型河口航道治理的范例。
长江口深水航道治理工程不仅是进入新世纪后提升长江黄金水道“含金量”的先驱,同样也是上海国际航运中心建设中的“开路先锋”,紧邻深水航道的外高桥港口已成为上海国际航运中心的重要基础设施。
历时数十载
对“三级分汊、四口入海”的长江口的认识和治理,是一个历史的过程,也是时代的需要。
“一叶飘摇扬子江,白云尽处是苏洋”,这是南宋诗人文天祥的两句诗,诗中苏洋指的就是长江口及以东的水域。千百年来,长江口江海一体,烟波浩渺,但受到河口拦门沙(泥沙淤积形成的混浊浅滩)的影响,依靠人工维护的7米水深,不仅阻碍了上海建设国际航运中心,也成为这条黄金水道上长江三角洲及长江流域经济发展的瓶颈。
长江口在崇明岛被分为南、北两支,南支又被长兴岛和横沙岛分为南港和北港,南港在横沙岛以下被九段沙分为南槽和北槽,从而形成“三级分汊、四口入海”的复杂格局,也使得长江口的治理无法参考当时国内外所有的案例和经验。
“无论是对上海航运中心建设、浦东的开发开放还是对我国的经济发展,长江口深水航道治理工程都势在必行,这一点当时没有任何疑问。”交通运输部长江口航道管理局航道养护中心主任朱剑飞告诉记者。
但必要性不代表可行性。可行性主要包括技术可行性和经济可行性,仅就技术可行性而言,就有对长江口的认识是否已经到位、研究是不是透彻、长江口到底能不能治理等问题。“比如有专家建议浦东挖一条‘边滩运河’,也有的提出治理北槽是否可行等等,当时技术上的争论并不少。”
其实,孙中山先生的《建国方略》中就曾提出“整治扬子江、建设东方大港”的梦想,“治理长江口、打通拦门沙”成了几代中国人的夙愿。上世纪50年代起,专业技术人员就对长江口进行了系统的观测研究,尽管研究手段、观测设备、模拟手段等方面相对落后,仍取得了大量成果。
1992年,党的十四大提出“以上海浦东开发开放为龙头,进一步开放长江沿岸城市,尽快把上海建成国际经济、金融、贸易中心之一,带动长江三角洲和整个长江流域地区经济的新飞跃”战略决策。作为先决条件之一,建设长江口深水航道被提上国家重大建设项目日程。
同年,当时的国家计划委员会将“长江口拦门沙航道演变规律与深水航道整治方案研究”列入国家“八五”攻关项目,交通部组织多家科研单位对长江口航道整治开展了攻关研究,并提出了长江口深水航道12.5米的整治方案。1994年,国家计划委员会组织验收了攻关报告,1995年和1996年又分别完成了工程预可行性研究报告和工程可行性研究报告。
1997年9月,长江口深水航道建设领导小组在北京召开“长江口深水航道治理工程汇报会”,会议由时任国务院副总理邹家华、吴邦国主持,全国政协副主席钱正英以及中国国际工程咨询公司、专家顾问组、行业内专家和国家计委、水利部、交通部、上海市、江苏省、浙江省的代表100余人参加。
与会专家和代表经过讨论,形成了一致意见,认为长江口是可以治理的,采用“南港北槽”治理方案是可行的。在交通部“关于长江口深水航道治理工程汇报会的情况报告”中提出,本着“一次规划、分期建设、分期见效”的原则,确定先实施一期工程,尽快使长江口航道水深达到8.5米的决策是正确的,也让二、三期工程有更充分的准备时间。
在难题中推进
开弓没有回头箭。但每一期工程的实施都与困难相伴、在事先无法预料的难题中推进。
1998年1月,长江口深水航道治理一期工程正式开工。
长江口深水航道治理工程通过在水中建造南北两条导堤及丁坝等构筑物,挡住回淤的泥沙,在南北导堤之间形成一条底宽350至400米、深度12.5米的深水航道。
然而,在一望无际的长江口施工,首先遇到的是大自然的挑战。
中交三航局第二工程有限公司是工程施工单位之一。公司项目副经理诸军告诉记者,长江口受潮流、风、浪、雾等影响,全年有效工作日也就180天左右,2004年8、9月份,受恶劣天气影响,还出现过一个月只能施工三天的情况。“那时候,最希望风平浪静。”
长江口地区本就风大、浪高、流急。在整个施工过程中,遭遇过几十次台风、数百次8级以上突发性大风以及高温酷暑和大暴雨。“施工时吃住在船上,7到10天为一个周期。碰到风浪大的时候,吃饭也成问题,运送食材的补给船无法抵达。”诸军说,船上最热销的药是“乘晕宁”,最受宠的食物是方便面。手机没信号,电视就成了唯一消遣。有时连续一周大风,无法补给,大家只能泡方便面、吃酱油拌饭。这时,补给船的到来总会引起一阵欢呼。
南北导堤分别长近50公里,通过铺排、抛石、整平、安装半圆体的预制件等步骤一段段完成。在符合施工条件的日子里,日夜轮班成为常态。“最初水底下的平整作业靠潜水员人工操作,一天只有10米,进度非常慢。后来公司研发出了整平机,尤其是第三代整平机投入使用后,整平的效率大大提高,有自带的料仓,后方带有刮刀,全都通过GPS控制,一天可以整平一百余米,比人工整平快了十倍。”诸军告诉记者。
“其实,一、二、三期工程实施中都碰到过大困难,而且不少无法预料。”朱剑飞告诉记者,工程分三期建设,水深目标分别为8.5米、10米和12.5米。没有一次建设到位,一是因为当时的国家财力有限,二是技术上没有现成的例子、经验可以借鉴,一期工程完成后看看总体的治理方案是否合适有效。如果合适,二、三期也就能比较顺利地实施下去。但其实,每一期都有难题。
2000年初,一期工程刚完成交工验收后就出现了严重回淤,原本8.5米水深在回淤的影响下8米都不到了。
这在当时引起了人们的担忧。朱剑飞说,经过分析,除了因为一期16.5公里的导堤长度不够,无法挡住侧向的回淤外,工程还碰上台风、施工船舶数量不足等因素,导致回淤严重。“后来通过南北两边导堤延长到30公里左右,把原先二期工程的一部分施工内容提前实施,更好地发挥了挡沙的作用,航道水深又达标了。”
但二期工程又碰到地基土软化的新问题。二期导堤所在位置是沙土地基,波浪的来回震动使得地基软化,承载力下降。地基失稳,导堤和丁坝就无法稳固。之后采取了地基加固的措施,解决了问题。三期工程在开挖过程中,回淤量比之前预测的要大,之后通过研究减少回淤的措施,进行了设计变更,终于达到了预期目标。
《长江口深水航道治理工程实践与创新》一书中,列出的发明与实用新型专利共计13项,平均每年一项。治理工程还在2007年获得了国家科技进步一等奖、詹天佑奖等多个奖项。
“申请专利并不在之前的计划里。”朱剑飞说,因为实施过程中谁也无法预料到会有怎样的问题出现,所以遇到问题,突破问题,积累成功经验后才考虑去申请专利。“长江口深水航道治理中的很多创新,其实当时都是被逼出来的。”
多方面效益
长江口深水航道治理工程不仅让大型船舶进出畅通,更实现了经济、社会和生态等多方面效益。
2011年5月,长江口深水航道治理工程完成竣工验收。12.5米深水航道为大型船舶进出长江口提供了顺畅的“主干道”。
在此基础上,通过外高桥支航道疏浚,同年靠泊外高桥港区的第四、第五代集装箱船可增载700个标准重集装箱, 5000标准箱的第五代集装箱船也可乘潮满载靠泊外高桥港区,从而满足船公司在上海港扩大舱位、增加配载和船型升级的需要。长江口深水航道治理工程也成为加快推进上海国际航运中心和枢纽港建设,进一步提升港口能力与效率,充分发挥大型船舶、深水航道和码头资源综合效益的“助推器”。
航道水深增加,拉动了港口装卸量提高,码头规模也不断扩大;航运公司的船舶大型化,则促成单位成本的下降。
2003年,上海港吞吐量首次突破1000万标准箱,达到千万级规模,与此同时,集装箱装卸技术也快速发展。原上海市城市交通管理局局长刘桂林回忆,当初没有专门的集装箱码头,更谈不上专用的桥吊,是用两个门吊把箱子吊起来,两个门吊司机要同步操作,保持一致才行。后来桥吊越来越多,到现在已经实现了自动化装卸。
依托长江口12.5米深水航道,第三、四代集装箱船可全天候通行,五、六代集装箱船和10万吨级满载散货船及20万吨级减载散货船可乘潮通过。经测算,长江口12.5米深水航道开通以来,年均产生经济效益超过100亿元,货运量增加带动GDP增长年均超过1000亿元,拉动财政收入增长年均超过200亿元,带动就业年均超过10万人。数据显示,2016年,上海港邮轮旅客吞吐量289.38万人次,同比增长76.2%,成为全球第四大邮轮母港。
长江口深水航道治理工程还对整个长江沿线的城市布局、综合交通运输体系建设、沿江城市经济建设等带来显著影响。财政部财政科学研究所和交通运输部水运科学研究院发布的数据显示,2017年通过长江口深水航道的船舶总量53193艘次,较2010年长江口深水航道试通航当年的43041艘次增长了约23.6%,其中吃水12米以上船舶通过量增幅明显,2017年通过2352艘次,较2010年增长84倍。2017年通过长江口的货运量为13.66亿吨,集装箱量3704万标箱,分别是2000年的6.15倍、6.6倍,对上海国际航运中心建设和长江经济带建设起到了有力的支撑。
同时,长江口深水航道治理工程还让环境保护、生态监测和生态修复成为项目的有机组成部分。
据了解,项目总投资中有专门资金用于生态环保,包括渔业补偿、生态监测、放流等,总计放流了上百万尾的各种鱼类、虾类、贝类等水生生物,还在上海、长江口区域开了多个先河:第一个放流中华鲟,第一个放流中华绒螯蟹(大闸蟹),第一个通过放流牡蛎形成人工鱼礁,吸引鱼群到人工鱼礁周边聚集,形成局部微生态。经计算,长江口的人工鱼礁相当于一座日处理2万吨的污水处理厂,还引来了长江口从未见过的新鱼类品种。
中国工程院的《长江口深水航道治理工程评估报告》认为,长江口深水航道建设,对降低能耗、减少环境污染、实现可持续发展具有重要意义。
根据最近发布的《上海国际航运中心建设三年行动计划(2018-2020)》,长江口还将推进南槽航道一期工程建设,推动长江口大型船舶超宽交会常态化运行,加快建设外高桥港区八期工程,进一步提升上海航运中心能级。
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