专访吴澎大师:延续三峡工程效益 打造世界通航标杆典范
本网讯(陈晓英 卢西奥)6月8日,我国“十五五”期间开工建设的首个国家重大标志性工程——三峡水运新通道破土动工。这也是三峡工程之后,长江干线上集水利、航运、生态等功能于一体的最大综合性工程。
早在2013年,国家发展改革委就下发通知,明确要求抓紧启动三峡水运新通道建设和葛洲坝船闸扩能前期研究工作。作为行业主管部门,交通运输部同步部署相关工作,由中交水运规划设计院牵头,全国工程勘察设计大师、中交水运规划设计院有限公司原总工程师吴澎作为负责人,系统研究三峡新船闸建设方案与葛洲坝船闸扩能改建方案,形成初步研究成果。
吴澎大师深耕水运交通领域数十年,主持和参与的重大工程遍及我国1.8万千米的大陆海岸线及主要内河,攻克了一批国内首次遇到的设计技术难题,提出了一系列创新设计理论。他曾担任三峡工程建设第三方独立评估工作航运评估课题组副组长,并深度参与了三峡水运新通道规划论证与技术路线研究。在三峡水运新通道工程开工建设之际,《中国三峡工程报》记者就工程前期论证、技术创新及未来展望等问题,对吴澎进行了专访。
三峡工程充分释放长江水运巨大潜能
三峡工程是治理和保护长江的关键性骨干工程,改善长江航运是三峡工程综合利用的重要目标。“三峡工程建成运转以来,长江上游航道条件得到根本性改善,同时通过水库枯水期补水调度及航道整治等,使得长江中下游航道条件也得到明显改善。长江上游和中下游之间的通航能力和规模持续提高和扩大,随之带来的航运成本大幅降低、水运需求持续释放、运能显著提升,有力推动了水路货运量快速增长。”吴澎表示。
数据显示,三峡水库蓄水至175米后,消除了重庆至宜昌之间139处险滩、41处单行控制河段和25处重载货轮需牵引段,绞滩站和助拖站全部撤销,结束“川江自古不夜航”历史,使长江航道成为名副其实的黄金水道。三峡船闸自2003年6月试通航以来,过闸货运量持续高速增长,2011年首次突破1亿吨,提前19年实现了三峡工程的航运规划目标。此后,相关部门在政策、建设、科研、管理等方面全方位采取措施,挖掘船闸通过能力,提高通航效率,取得了显著成效。2025年,三峡枢纽通过量1.73亿吨,为三峡水库蓄水前的近10倍。
吴澎认为,通过三峡枢纽的巨大航运需求,得益于三峡工程带来的航道条件根本性改善。没有三峡工程,长江上游这般大规模、高效率的水运需求便无法充分释放。
2013年12月,当时的国务院三峡工程建设委员会委托中国工程院开展“三峡工程建设第三方独立评估工作”。中国工程院组织成立了以我国水道与港口工程专家梁应辰院士为组长的航运评估课题组,详细分析了三峡工程的航运效益。作为课题组副组长,吴澎深度参与了此次航运评估工作。
“三峡库区航道条件显著改善,有力推动了库区港口快速发展,川江水路货运量实现大幅增长。在此基础上,川江及库区船舶标准化、大型化、专业化进程明显加快,船舶载运能力与营运效率显著提升,单位油耗持续下降。这些直接航运效益带动运输成本下降,而成本优势又进一步激发运输需求。”吴澎说,“运输需求的增长也与区域经济发展形成良性互动,二者相互促进、协同提升,共同推动长江上游航运进入高质量发展新阶段。”
除直接效益外,航运评估课题组报告还指出,随着三峡库区航道改善和三峡船闸投入运行,综合物流成本持续降低。新中国成立初期,长江干散货运价约为0.08元/吨·公里;20世纪90年代,长江水运价格约为0.045元/吨·公里;2013年,长江水运运价约为0.03元/吨·公里。2013年至今,油价、人工大幅上升,但水运运价基本未涨,仍维持在约0.03元/吨·公里。
“在经济发展和物价上涨的背景下,水运价格不仅低于20世纪90年代,更低于新中国成立初期的水平。”吴澎说,这些数据可以反映,三峡工程的建设降低了沿江地区的综合物流成本。
长江水运优势吸引了大运量、大用水产业加快向长江沿江地带集聚。以重庆市为例,42个工业园区中有25个沿江分布,长江沿线成为汽车、冶金、建材、机械制造和能源等集聚地。同时,成本的降低,使得原来采用陆上运输方式的货主,纷纷转而成为长江航运的新客户。2003年以来,通过三峡枢纽的运量增长速度,明显高于全国和中西部地区经济以及其他运输方式的增长速度,加快了长江中上游综合交通体系结构调整。以重庆市为例,三峡水库蓄水前的2002年,在总货物周转量中,水路仅占36%。蓄水十年后的2013年,水路占比达到了66.1%。
“三峡枢纽断面作为长江上游航运的关键节点,其通航能力直接关系到成渝地区双城经济圈通江达海、融入全国统一大市场的效率与成本。加快推进三峡水运新通道工程建设,将为成渝地区双城经济圈乃至长江上游地区提供稳定、持续、高效的航运支撑,这是该工程建设的一大战略意义。”吴澎说。
为促进区域协调发展和对内对外开放,国家提出依托黄金水道打造长江经济带的发展战略。在这样的背景下,长江航运需求势必迎来新一轮发展高峰。要从根本上满足货运量增长需求,必须在三峡坝区建设新的水运通道,并同步推进葛洲坝船闸扩能、两坝间航道整治,整体提高枢纽通航能力。
近年来,国家高度重视三峡枢纽通过能力问题。国家相关部委组织多家机构,综合考虑社会经济、产业布局、交通运输等因素,对三峡过坝货运量进行分析和预测。各家机构初步提出的预测数据有一定差别,但形成了共识:2030年之前三峡过坝货运需求仍将保持较快增长态势;2030年后,过坝货运需求也将保持稳步增长态势。
“我们在这一阶段也开展了货运量预测专题研究,始终认为潜在的水运需求很大。保守估计,预计新通道建成后,过坝货运量将达到3亿吨量级以上。”吴澎表示。
针对公众提出的“为何不能一次规划到位”的疑问,吴澎解释道:“长江航运需求随着国家经济社会发展持续增长,要有效满足这一巨大需求,就必须持续完善航运基础设施建设。事实上,无论是港口还是通航建筑物这类交通基础设施,受发展阶段、需求规模、技术水平等制约,均无法实现‘一步到位’,只能遵循‘需求导向、分阶段建设’的原则,逐步完善提升。”
吴澎结合实例进一步阐释:“这一建设规律在国内内河航运发展中也得到了客观验证。以京杭运河为例,其船闸建设就是分阶段推进的:20世纪60年代建成第一线船闸,20世纪80年代建设第二线,2000年推进第三线建设。如今结合航运需求增长,正谋划建设第四线船闸。”吴澎说,这并非重复建设,而是顺应发展需求、动态满足运输保障的必然选择。航运基础设施的迭代升级,本质上是为了持续匹配不断增长的运输需求,更好服务区域发展。
依托重大工程载体实现技术创新突破
吴澎与水打了一辈子交道,他的设计理论在京杭大运河复航、长三角高等级航道网,以及赣江和西江的十余座大型船闸中得到了广泛应用,显著提高了通航效率,带来了良好的经济和社会效益。
“在三峡水运新通道工程前期论证中,我们始终围绕技术创新可行性、通航效率与长远发展效益三大核心目标进行统筹权衡。”吴澎说,从技术层面来看,依托我国在水利水运工程领域积累的丰富经验,结合三峡枢纽的水文、地形条件,工程建设在技术上具备充分可行性。通过科学比选优化方案,能够在保障技术可行的基础上实现经济合理,有效控制工程投资。
效益分析是决定工程建设必要性、经济可行性的关键。三峡水运新通道工程的航运效益主要体现在三个方面:一是因为能够通行更大的船舶,使得水运运费更低,带来的船舶大型化效益;二是因为通航效率提升,带来的船舶运营费用节约和货物在途时间缩短价值;三是因为水运能力大幅增加,使得部分通过陆路运输的货物能够转向水运,带来的运输费用节约效益。“仅从航运效益来看,三峡水运新通道建设的价值就相当可观。”吴澎说。
“明确船闸规模是三峡水运新通道前期工作的关键,我们也开展了船闸尺度分析论证。主要研究思路是,在不考虑外界影响因素的情况下,船型越大、船舶经济性越好,但船舶建设投资和运营成本也就越高。”吴澎介绍说,“两者是同步增长的关系,我们需要在两者之间做一个权衡。”
“通过对比分析不同船型方案的投入产出效益,我们推选了三峡新通道过闸最大经济船型,进一步支撑船闸规模的确定,也为最终确定280米×40米(长×宽)的船闸平面尺度提供了依据。”吴澎说。
三峡船闸总水头达113米,是全球内河船闸中总水头最高、连续级数最多、技术最复杂的通航建筑物。三峡枢纽新通道工程布置于三峡船闸北侧,规划新建双线连续五级船闸,线路总长约6680米,包含上游引航道、下游引航道及船闸主体段。每线船闸设5个闸室、6个闸首,闸室长280米、底宽40米、槛上最小水深8米。
吴澎表示,工程建设面临多重世界级技术挑战:一是三峡枢纽船闸总水头、输水系统规模等创世界纪录,需突破高水头、大流量输水系统在运行可靠性、输水效率及安全保障等方面的关键技术;二是船闸通航尺度提升,40米宽闸室宽度较三峡船闸现有34米宽尺度大幅增加,需重点攻克超大闸门高效启闭、长期稳定运行等技术难题。此外,宽幅闸门在高水压力作用下的结构变形与应力控制、启闭力优化等,也是工程设计与施工中亟待解决的难点。
三峡水库成库运行后,航道条件改善带来的船舶大型化趋势显著,过闸船舶平均额定吨位由约1000吨增长到6000吨,5000吨级及以上船舶已成为过闸主力船型。三峡水运新通道按万吨级船舶标准设计通航,对船闸尺度、输水系统及运行调度均提出更高要求,也构成工程建设与运营的一大技术挑战。
2025年11月2日,“十四五”国家重点研发计划项目“长江水运大通道万吨级船闸建设关键技术”在江苏南京启动,吴澎作为项目专家咨询组专家,对项目及课题实施方案进行了审议。这一国家重点研发计划项目面向三峡水运新通道工程需求,围绕万吨级船闸超长廊道输水与结构安全、长距离深开挖引航道通航安全、闸-船智慧协同与数据安全等方面的关键科学问题开展系统研究。“专家组提出,项目成果需与工程施工进度同步,重点突破结构韧性提升、长廊道输水、闸门启闭效率与耐久性、施工期智慧化管理等关键方向,引领工程建设技术与智慧化管理水平升级。”吴澎说。
“三峡水运新通道的建设,是我国高水头通航领域的重大技术突破与实践探索,是对我国水利水运工程技术能力的重要检验,也是推动行业技术进步的标志性工程。”吴澎对此充满期待,“没有创新就没有技术进步。依托三峡水运新通道这一重大工程载体,有望产出一批真正具备实效的技术创新成果,为我国内河航运高质量发展提供有力支撑。”
打造世界级巨型通航建筑物标杆典范
内河航运是人类最古老的运输方式之一。在现代综合交通运输体系中,内河航运与其他货物运输方式相比,具有运能大、成本低、能耗小、有利于环境保护等显著的比较优势。在全球贸易格局调整与国内经济转型升级的双重背景下,水运作为大宗货物运输的“黄金通道”,正成为国家高质量发展的重要支撑。
吴澎表示,三峡枢纽年通过货运量持续增长,2025年已达1.73亿吨。在此背景下实施新通航建筑物建设,首要原则是保障现有过闸货运量不受制约,确保原通航系统正常运行。如何科学破解施工期通航难题、保障货运量稳定有序,是首先要解决的问题。
新通道工程包括三峡枢纽新通道工程和葛洲坝航运扩能工程。工程建成后,葛洲坝船闸、三峡船闸和未来新通道的船闸,将形成“老中青”三代船闸并列运行的局面。
吴澎介绍,第一代船闸的建设由梁应辰院士全程参与主持,是我国船闸建设迈入现代阶段的重要里程碑。葛洲坝1号、2号闸室有效平面尺度为 280米×34米(长×宽),在当时世界范围内位居前列。尽管建设初期经验积累有限,但工程在输水系统等核心技术上实现了实质性突破——针对 27 米水头,充水或泄水时间仅需10分钟至12分钟,达到当时国际先进水平。
“通过葛洲坝船闸的建设与运行,我国在船闸设计、施工及后期管理等方面积累了系统、扎实的实践经验,为后续高水头通航工程奠定了坚实基础。”吴澎说。
“三峡船闸是我国内河通航技术实现新突破的标志性工程,也将世界船闸技术推向了新的水平。”吴澎说,三峡船闸设计和建设取得了多项重大技术创新,包括高水头梯级船闸输水技术、超大型人字门及其启闭设备技术、高边坡施工技术等。依托持续优化的调度管理系统,船闸运行效率稳步提升,充分印证了工程的强大保障能力。三峡船闸的建成,带动我国干线航道建成一批尺度相近的大型船闸设施,形成了示范引领效应,为长江经济带高质量发展提供了坚实的航运支撑。
“三峡水运新通道建成后,将在引领长江上游地区运输结构优化、践行生态优先绿色发展理念、助力区域经济高质量发展等方面发挥重要引领作用,为长江经济带发展注入新动能。”吴澎说,“我期待工程在绿色低碳、智慧化运行、通航安全与运行可靠性等方面实现全面突破,打造世界级巨型通航建筑物的标杆典范。”
吴澎以智慧化运行为例解释道,新通道船闸建成后,多线船闸运行中输水系统输水时对引航道水流条件产生影响,应通过数字化手段为船舶和船闸运行提供精准预测。如今,电子航道图已实现基础应用,未来可进一步拓展功能,整合水下地形、水文动态等全要素信息,实现航道信息的全面覆盖。例如,提前向船舶发布枢纽和船闸泄水信息,动态展示水流变化过程,为船舶驾驶提供安全指引,有效规避航行风险。在过闸智慧化管理领域,可借鉴智慧汽车的主动预警理念,研发船舶过闸智能辅助系统,通过距离监测实现船舶航行速度的智能调控,在保障航行安全的同时提升过闸效率。
“我希望,在内河航运高质量发展进程中,以信息技术、人工智能为代表的创新技术,持续赋能船闸建设与运营管理。”吴澎说,将前沿技术深度应用于工程实践,既是提升长江黄金水道通航效率的有效路径,也是以水运现代化助力交通强国建设,推动长江经济带高质量发展、服务中国式现代化建设的应有之义。
编辑:付译娴