内河水域取水工程船撞概率研究

摘要

随着内河沿岸地区经济的发展、南水北调工程开工建设和西部大开发工程的进一步推进，各种类型的内河取水工程不断投入建设，跨流域、跨省际调水、农业用水、城市生活供水及工业用水、环保用水相应增加，内河水域取水工程的建设步伐正在逐步加快。失控船舶一直是造成水上交通安全的一个重大危险源。由失控船舶所造成的重大水上交通事故，在水上交通事故总数中占有很大的比例。其中也不乏对取水口的安全构成威胁的水上交通安全事故。内河水域取水工程一旦受到失控船舶的碰撞危险，将会给取水工程造成相当巨大的经济损失。因此，对于内河水域取水工程船撞风险进行研究将变得日益重要。
　　 虽然，目前国内外关于船撞桥方面的研究已经相当成熟，其研究方法和措施也可以为取水工程安全评估和防船撞设计提供参考，但是综合考虑，桥梁和取水工程还是存在着诸多方面的区别。首先，桥梁作为跨河江建筑物，难以避免的会占用航道，而取水工程一般设置在岸边，不会占用航道；其次，船舶过桥还受桥梁的净空高度与宽度的影响，船舶除了会与桥墩碰撞外，也可能与桥梁上部结构发生碰撞，而船舶与取水工程的碰撞除了水面上的建筑外，还可能与取水工程的水下结构物发生碰撞；最后，桥区水域与取水工程前沿水域的水流条件也有所不同。
　　 此外，从航道方面来说，针对取水工程的研究提供了取水工程在施工期间和营运期间对航道的影响，根据这些影响有针对性的采取相关措施，将其影响程度降到最低的范围内，从而确保船舶的航行安全；从取水口的建设者方面来说，通过对取水工程的相关研究可以优化取水口的选址和建设的方案，能够将取水工程对航道的影响降到最低，同时也可以将航行船舶对取水工程的影响降到最低。
　　 本文通过运用船舶失控漂移模型，在充分地考虑了风、流、偏航角对船舶失控漂移的影响的前提下，建立了内河水域失控船舶撞击取水工程的一般概率模型，通过该模型能够计算出内河船舶在航道内失控后碰撞取水工程的撞击概率，撞击力的大小等。最后，以江西彭泽核电取水工程为实例，运用上述模型，通过对不同船型不同工况下的危险区域进行叠加处理，并根据该河段船舶交通流量和水上交通事故统计结果，得出了每种船型的年撞击概率和最大撞击力，从而为该取水工程的防船撞设计提供了一种参考。