基于灰色关联度法的三峡枢纽过坝货运量需求分析及预测研究

1.1三峡枢纽区域运输现状

1.1.1三峡船闸通航现状及存在的问题

（一）三峡枢纽通航设施

1.双线五包连续级船闸

三峡船闸是一座目前水头和技术最复杂，世界上规模最大的船闸。五级船闸的总设计水头为113米，分成了五级之后，上下级最大水头有45.2米，因此采取特殊的船闸方式，也就是说，用五级船闸来解决这个问题。三峡五级船闸是三峡枢纽工程中的重要组成部分，它担负着三峡大多数过坝货物运输的任务。三峡五级船闸试航后，长江的运行能力得到大大提升，体现在单向通航能力从1000万吨增幅到5000万吨，最大的通航流量为56700m3/s，运输成本减少36%，航行时间显著缩短。三峡船闸目前在全球船闸中拥有最多的级数，也是世界上技术结构困难系数最大的船闸。

2.早线一级垂直升船机

三峡双向船闸的设计通过能力为1亿吨，一般船舶的平均待闸时间接近4小时，过长的候闸时间影响了水路运输的时间，阻碍了长江航运的发展。在2014年投入了升船机的原因是由于三峡枢纽通过能力不足与日益增长的长江上下游运量之间的矛盾不断突出。升船机是世界之最，可承载3000吨级船舶，最大爬升吨位为15500吨，最大爬升高度为113米。三峡升船机的最大通过能力与永久船闸相同。三峡升船机也是目前世界上规模最大、技术最复杂的升船机工程。其设计日平均运行闸次39次，平均过闸时间34.5分钟。三峡升船机投入使用后，船舶采用升船机过坝，使船舶过坝效率得到极大提高，使船舶过坝时间显著缩短，从原来的1.5小时减少至40分钟，并且同时有效的扩大了三峡大坝的过坝能力，增加了600万吨的过坝能力在三峡原过坝能力基础之上。

升船机的主要用途有：

提供快速过坝通道给客货轮及特种船舶

为小吨位船舶提供通道，以利于提高永久船闸的通过能力

（二）三峡船闸通航现状

1.三峡水库建设至今，长江中上游的通航条件大为改善。三峡船闸的船队待闸时间在16小时以内，单机船的待闸时间在6小时以内或者在14-22小时之间。待闸时间随着年份不断增长，预计三峡过闸的货运量在2020年会达到2亿，三峡船闸的通过能力将无法满足日益增长的货物吞吐量，将成为制约长江航运发展的瓶颈。

2.三峡船闸投入运行之后，实际的通航率达到91.1%，不包括由于验收、维护等因素引起的暂停。由于船闸自投入使用后一直在处在高度负荷的运行过程中，且随着时间的增长，船闸的通航率只会增不会减，非常容易导致船闸出现故障，即增加船闸的维修次数和暂停次数，严重影响运行效率。

（三）三峡船闸存在的问题

1.三峡五级船闸设计的闸门运行时间小于实际使用时间。三峡五级船闸闸门原本设计的开关时间为4分钟，但三峡五级船闸闸门的实际运行时间为6分钟，这就造成了一次过闸时间增加了8分钟。

2.三峡五级船闸经常出现停航的情况。三峡五级船闸的设计通过水位不到45000m3/s，超过这个水位标准会造成严重碍航现象。此外，当船闸需要进行全面或者单向检修的情况下，或需要泄洪等其他情况下，也会出现碍航现象。碍航现象的发生会对长江运输的发展和畅通产生严重影响。

1.由于对过坝货物运输需求的不断增加，三峡船闸的过闸货运量已远远超过了其设计能力的46%。三峡枢纽存在着船舶长时间等待过坝的问题，有的甚至要等上十几个小时甚至几十个小时，这给三峡枢纽带来了很大的营运压力。实际三峡过坝通过量高于设计三峡过坝通过量的情况引起了大量船舶积压在三峡大坝前以及停航待闸的常态，过坝时间越来越长，船舶停航时间也随之变得越来越长，船闸也仍处在超负荷运作的状态之下，没有改善甚至更加严重负荷。这一问题严重影响了长江航运的发展，更深刻的影响和制约着经济带的发展。

1.1.2三峡翻坝运输现状及存在的问题

（一）翻坝运输现状

三峡大坝地区经济的发展，使得长江内河运输情况得到了显著改善，通过三峡船闸的运输船舶数量逐年增长。但是，实际运行的过闸需求和设计的过闸能力差距较大，三峡船闸的通过能力已无法满足长江三峡过闸货运量需求的不断增长，船舶在三峡大坝上游的拥堵问题日益严重，必须通过相应解决方案使过坝货运量分流，缓解过闸压力。

基于长江三峡通航管理局的统计数据为基础，滚装船数量为过闸船舶数量的5%，但它占据的面积为船闸面积的三分之一。若滚装船经过分流以后不过闸运输，每天每条运输线路可节约3个闸次。为了减轻三峡船闸的通航压力，船闸自试通航以来，三峡管理局先后多次实施了翻坝运输。2003年9-12月内实现了7次滚装船翻坝运输实践，证明翻坝运输对于缓解船闸压力起到重要作用。2006年三峡蓄水位达到156米，导致每线船闸需各自停航半年进行工程建设。一线船闸的过坝能力不能承担三峡船舶过坝需求，建立长期、有效、成熟的翻坝运输是首要目标。目前可以实施的翻坝运输方案两种，分别为日常翻坝运输和紧急情况的翻坝