令世界惊叹的“水下长城”

    2011年5月18日，历经40年孜孜不倦的研究、13年艰苦卓绝的建设，攻克多项世界级难题，长江口12.5米深水航道三期工程接受国家验收。

    世界上最大、最为复杂的河口整治工程——长江口深水航道治理工程整体效益全面彰显，它将助推上海国际航运中心建设、长江内河航运发展和流域经济社会发展，在我国区域经济协调发展战略中凸显十分重要的地位。

    “是一项令世界惊叹的伟大工程。从它的难度，建设速度，技术复杂程度几个方面看，都是当之无愧的世界第一。”交通运输部长江口航道管理局原总工程师范期锦自豪地说，“意义重大、影响深远无可估量。”

    梦圆今朝

    “治理长江口，打通拦门沙”，这是伟大革命先行者孙中山先生曾提出的宏伟目标，也是几代科技工作者长达50多年的追求和夙愿

    长江口构型独特。平面上呈喇叭形，窄口端江面宽度5.8公里，宽口江面宽度90公里。有人说，这哪里是什么江口，简直是“海口”！ 

    在90公里宽的长江入海口，海天茫茫，一望无际。由于咸、淡水的交融，形成了河口环流系统，造成细颗粒泥沙蓄积，于是，河口区段出现了巨大的混浊带和浅水区，专家称之为“拦门沙”。浩浩荡荡的水面之下，一道“拦门沙”如骨鲠在喉，锁住了长江通向大海的顺畅航道。有的浅滩水深仅有6米，大型船舶无法进出。不言而喻，被这道“拦门沙”锁住的，是上海腾飞的翅膀和长江三角洲跨越式发展的脚步。

    “治理长江口，打通拦门沙”，充分发挥长江“黄金水道”优势，是伟大革命先行者孙中山先生的理想，他在《治国方略》中提出了开发扬子江航道，建设上海东方大港的设想；这也是几代科技工作者长达50多年的追求和夙愿。新中国成立后，从1958年开始，一大批专家学者对长江口治理进行了多学科、系统的长期研究，为治理长江口积累了大量宝贵数据资料和经验。

    改革开放后，长江三角洲和长江沿线经济呈现快速持续发展的局面，长江口航道已远远不能适应长江沿线经济发展的需要。1985年至1988年在国务院上海经济区长江口综合开发整治领导小组的领导下，各有关部门和单位共同努力，完成了“长江口综合开发整治规划要点报告”，明确提出长江口治理应以航运及航道整治为重点。

    “1998年，工程设计之初，中国科技人员曾邀请日本专家一同参与。一位日本友人看过长江口一期工程方案之后说：‘不得了，不得了，你们建的堤比我们日本的河都长，做不了，你们中国人自己考虑。’”范期锦说。

    拿全世界最有名的美国密西西比河口来说，它的导堤才十几公里，长江口一期工程建成后导堤就有50公里，前者丁坝间距才100米，长江口丁坝间距长达5公里。前者论米，后者论公里，长江口工程难度不言而喻。

    面对世界难题，中国工程技术人员没有气馁——

    交通运输部长江口航道局局长冯俊说，1998年1月，我国历史上最为宏伟的水运工程——长江口深水航道治理工程正式拉开建设的帷幕。工程分三期实施，分阶段可使航道水深约8.5米、10米和12.5米，相当于铸就一座“水下长城”。

    然而，对于长江口这个特殊地点来说，航道要从6米拓深到12米，谈何容易？淤泥刚挖出，新的泥沙马上随江水涌进，周而复始，没有穷尽。如同希腊神话中希绪弗斯推巨石上山一样，巨石快到山顶，却滚落山底，再推再滚，希绪弗斯推石不止。

    将航道向下挖深5.5米是极其不易的。有人统计过，从河口挖出的3.2亿立方疏浚土如果按照1立方米的土堆依次排列,可整整绕地球8圈。 

    虽然面对长江口深水航道一期建设中的骤淤、二期工程地基软化、三期工程航道增深困难等重大工程技术难题，长江口航道人以“不气馁、不退缩、不言败”的大无畏英雄气概交出了一份满意的答卷。

    上海河口海岸科学研究中心总工程师吴华林说，作为国家重大基础设施项目，长江口深水航道治理工程处于长江“黄金水道”、上海“国际航运中心”建设两大国家战略航道交集区位。航道水深由7米浚深至12.5米，分阶段延伸太仓和南京，将激活南京以下10多个港口、250多个万吨级泊位。两岸港口直接连接海运航线，内河港变海港，长三角航运潜力进一步释放。与此同时，长江口航道水深达到12.5米，上海的“江海联运”优势得以进一步放大。最终，长三角各大港口将形成优势互补、相互促进、共同发展的局面。

    尤其，“十二五”开局之年，《国务院关于加快长江等内河水运发展的意见》出台，长江口深水航道治理工程更显示出特殊的意义与价值。

    黄金效益

    2010年上海港吞吐量达6.5亿吨，而2000年上海港吞吐量只有2亿吨；2010年江苏沿江港口货物吞吐量达到10.6亿吨，是2000年的6.6倍

    一寸航道一寸金。人们常这样形容航道的效益。

    “最为明显的是，提升了航道通过能力，有效降低了货运成本。”冯俊说。

    长江口通航水深从7米增深到12.5米，大大提高了航道的通过能力。治理前，长江口深水航道水深7米，万吨级船舶必须乘潮进出长江口，许多大型船舶不得不减载、转载，集装箱被迫到釜山等港口转运。长江口深水航道一、二、三期工程建成后，航道水深增深到12.5米，5万吨级集装箱船舶可全潮进出长江口航道。

    有关研究表明，长江口深水航道水深从7米增深到12.5米,船舶平均每航次可以多装载50%-110%，其中12.5米航道水深相较于10米航道水深，船舶平均每航次可以多装载18%-30%。

    工程治理前，日均通过长江口吃水大于9米和10米的船舶分别为12.4艘次和0.4艘次，工程完成后，这一数字达到了55.6艘次和27.8艘次，分别增加了3.5倍和68.5倍。5万总吨以上的船舶从无到有，每天通过量达到12-13艘次。2011年4月29日，吃水13.5米的11.5万吨巨型货轮“宝探号”顺利通过长江口深水航道。

    上海海事大学研究成果表明，12.5米深水航道开通后，第一年直接经济效益已达到144.8亿元，试通航期结束投入正常运营后，平均每年产生的直接经济效益可达到177.6亿元/年。长江口深水航道治理工程实施以来，截至2010年底，已产生直接经济效益876.5亿元，是工程总投资的5倍多。

    “长江口深水航道治理工程在有效促进港航发展、带来明显的直接经济效益的同时，也产生了显著的宏观经济效益。”交通运输部水运局局长宋德星说。

    据统计，2010年江苏沿江港口货物吞吐量达到10.6亿吨，集装箱吞吐量达到739.8万标准箱，较2009年分别增加了29.3%和30.2%，是2000年的6.6倍和10.8倍。目前江苏沿江已涌现苏州港、南京港、南通港、无锡港4个亿吨大港，一个受益于长江口深水航道的密集、高效的港口群已经形成。

    “长江口深水航道建设，促进了上海港及江苏沿江港口货物吞吐量迅速增长，为上海国际航运中心建设发挥了重要支撑作用。”冯俊说。

    创新不止

    荷兰专家到了长江口，说没法做；日本专家到长江口，说“这哪是河口？这就是海”……长江口航道人把外国专家眼中几乎不可能的工程变成了现实，长江口工程规模巨大，完成的3.2亿立方米的基建性疏浚土，如果堆成横截面1平米的土堆，可以绕地球约8圈多

    “迎着升起的朝阳，巨轮鸣笛出海港……”如此富有诗意的词句，出自一位工程界老科技工作者之手。他就是原上海河口海岸科学研究中心常务副主任乐嘉钻，长江口治理“85攻关”的负责人。由乐老谱写的这首《长江圆舞曲》令人印象深刻，更让人赞赏的是他对长江口深水航道工程的一份拳拳之心。

    如今，当凝聚了无数工程技术人员心血与智慧的12.5米深水航道工程顺利竣工之时，乐老高兴不已。

    荷兰专家到了长江口，说没法做；日本专家到长江口，说“这哪是河口？这就是海”；有的说“这只能你们中国人自己去考虑”。从“85攻关”到1998年破土动工，长江口航道人将在外国专家眼中几乎不可能的工程变成了现实。

    “我们没有办法，唯有在拦门沙上踏出一条坦途。”范期锦说。

    中交上海航道勘察设计研究院院长周海说，长江口深水航道治理工程是一项史无前例的大型复杂河口治理工程。长江口丰水多沙、多级分汊、滩槽交错、潮流径流交互作用，整治难度极大，国内外尚无类似河口航道整治的成功经验。加上工程建设远离陆域、水上施工时间长、受台风潮汛等气候条件影响大、水文地质条件复杂、施工自然环境恶劣等因素的影响，使得工程建设的条件极为严苛，对施工及管理的要求很高。没有精心的科学组织和不断的科技创新，长江口航道建设和治理的任务就不可能完成。

    在河口拦门沙治理技术方面，广大科研人员经长期、多学科的联合攻关研究，基本掌握了长江口水、沙运动及河床演变的基本规律，创造性地提出了“在长江口总体河势基本稳定的条件下，可以选择北槽先期进行工程治理”的科学论断。

    在工程建设管理方面，依据河势变化，实施科学的动态管理；在整治建筑物结构型式和设计方法上，自主开发了长管砂肋和砼联锁块两种压载材料的护底软体排，并首次提出了“根据建筑物整体稳定性要求，按照冲刷坑最大冲深和位置确定软体排宽度”的设计原则；在整治建筑物工程施工技术上，在国内首次采用GPS技术在长江口广阔水域建立工程局域控制网，提出并实现了采用GPS与测深仪结合的无验潮水深测量。

    2006年5月，长江口深水航道治理工程成套技术成果通过了包括钱正英、潘家铮等九位院士在内的专家组的鉴定。鉴定意见认为：长江口深水航道治理工程的成套技术，是一、二期工程成功建设的重要保障，是我国河口治理和水运事业的伟大创举，是世界上巨型复杂河口航道治理的成功范例，该项科技成果总体上居于国际领先水平。

    长江口深水航道治理第一、第二期工程连续两次获得詹天佑大奖和国家优质工程金质奖。该工程施工中形成的大型河口治理成套技术成果，获得了“2007年度国家科技进步一等奖”。成套技术的创新成果多达74项。另外，该成套技术成果中的大量具体成果已迅速在洋山深水港、黄骅港外航道等一大批重大工程中推广应用，受到日本、荷兰、德国、俄罗斯、美国等国际同行及国内水利、土木等相关行业的极大重视。

    “从三期工程看，主要创新点有三个方面。”范期锦说，“一是减淤工程措施研究思路的创新。二是回淤量预测数值模拟技术的创新。三是疏浚施工工艺和管理手段的创新。特别是施工管理手段，三期在船方计量率定管理、疏浚船舶监控管理、通航与疏浚安全管理等方面有很大发展。”

    绿色工程

    世界自然基金会专家们评价：“长江口深水航道建设中关于自然保护的一些探索和实践，具有开创性和代表性，为世界河口城市的航运发展提供了有益的借鉴”；中国科学院院士、中国工程院院士潘家铮将长江口工程誉为“一项没有负面效应的伟大工程”

    长江口是一个对生态十分敏感的水域，有着独特的生态系统，一旦造成严重破坏，其生态环境的恢复必将是艰难而漫长的过程。

    据了解，长江口工程一期工程环保投资费用为930.045万元，二期工程投入1062.09万元之后，三期工程按工程比例加强环保投入2159万元。在施工过程中，长江口航道管理局委托科研部门开展了环境影响评价、航道疏浚工程抛泥区选划。在工程实施过程中对施工和营运期的水质、生态环境、渔业资源进行监测。施工期间，长江口工程严禁施工人员在九段沙挖沙、狩猎和捕鱼，严禁上滩涂砍伐植被、采集底栖生物。

    此外，为了弥补长江口工程可能给生态带来的不利影响，施工单位承担并资助了水生生态系统修复工程。自2001年起在长江口进行了6次放流：2001年放流中华鲟幼鱼3080尾，2002年底栖生物牡蛎放流300万只，2004年3月底栖生物群落式放流，同年12月放流中华绒螯蟹成蟹25000只，2008年11月放流花白鲢、黄颡鱼、翘嘴红、暗纹东方等鱼类39万尾，2011年2月放流中华绒螯蟹1万只，长吻鱼危2万尾，河蚬等底栖生物95吨。

    “这是一项没有负面效应的伟大工程。”中国科学院院士、中国工程院院士潘家铮对长江口工程如此评价。

    2010年下半年，交通运输部批准了《长江口航道发展规划》，这是长江口航道发展史上首个科学完整的规划。按照《规划》，我国还将用10-20年时间重点建设“一主两辅一支”的航道体系。

    同大多数河口型航道一样，长江口深水航道还要不断维护疏浚。

    长江口三期工程——世界最大河口工程的竣工，不是终点，而是新的起点。

    链 接

    长江口航道工程

    一期工程1998年开工。2000年3月实现了8.5米目标水深并试通航，2002年9月顺利通过了国家验收。一期工程共建成总长达74.89公里的堤坝，其中南北导堤57.89公里，潜堤3.2公里，线堤1.6公里，堵堤0.73公里，丁坝10座，疏浚航道51.77公里，完成投资31.68亿元，使航道水深由7米增深到8.5米。

    二期工程2002年4月开工，2005年3月10米水深北槽双向航道全面贯通，2005年11月通过国家验收，并同期延伸到南京。二期工程共建成堤坝66.37公里，其中南北导堤39.387公里，丁坝9座，疏浚航道74.471公里，完成投资59.6亿元，使航道水深由8.5米增深到10米。

    三期工程2006年9月开工建设。2010年3月，全长约92.2公里，底宽350-400米的三期航道实现了12.5米通航水深的全线贯通，三期工程取得圆满成功。2011年5月18日，长江口12.5米深水航道工程接受国家验收。