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七〇八所仲伟东:近期疏浚技术发展的回顾与展望

2019-04-25 19:14:00
来源:中国船舶报 编辑: 龙虎大战APP 我有话要说

编前

4月23日,以“疏浚与生态更和谐”为主题的第22届世界疏浚大会在上海开幕。作为全球疏浚界的“奥林匹克盛会”,世界疏浚大会每三年举办一次,对推动全球疏浚业的可龙虎大战APP发展起着重要作用。

在大会召开之际,《船报》特邀中船集团第七〇八研究所海工部的仲伟东研究员,回顾近一年来疏浚技术发展情况,展望疏浚技术的未来方向。

资料图 新华社记者 肖艺九 摄

中国疏浚业在近期取得了良好的成绩,也吸引了更多国内外的关注,这不仅是中国疏浚协会在宣传推广上增加了力度、契合了国家战略发展方向的要求,更是中国疏浚行业在国内外市场的要求下,整体技术提升、迈入高质量高效率发展的新阶段。

回首过去的一年,世界疏浚业呈现了受各种经济、政策因素影响的特征。

一是海运贸易受世界主要贸易关系的影响,增速较上一年有所下降,但伴随着中国“一带一路”倡议的推广实施,相关港口的建设仍展现了勃勃生机。如2018年2月,波斯卡里斯公司参与新加坡海事和港务局(MPA)开发项目;12月,杨德诺公司成立了一家合资企业公司参与孟加拉国Payra港口的疏浚项目;2019年1月,中国港湾公司参与数年的斯里兰卡科伦坡港口城269公顷吹填土地全部形成……荷兰、中国等疏浚公司在中东、南美、非洲等地的航道疏浚、港口建设项目仍进行得如火如荼。

二是疏浚船设计技术和运营需求、环保需求的结合更加紧密,这一年新签合同和交付的挖泥船更多地呈现出高性能、高环保标准、高地域符合度等发展趋势,以适应更加剧烈的国际市场竞争。2018年2月,杨德诺公司从中国船厂订购了1艘18000方耙吸挖泥船,最大挖深86米、总装机功率达到22540千瓦(其中两台泥泵功率达到14000千瓦);同样在2月,IHC公司向埃及国家海事疏浚公司交付的6000方耙吸挖泥船“Arzana”,特别适用于高温水域作业;5月,范奥德公司在新加坡吉宝订购了两艘高标准、配LNG双燃料系统的1万方耙吸挖泥船;7月,天津航道局接收了亚洲最大的绞吸挖泥船“天鲲号”;这一年,长江航道局新签了多艘疏浚船合同,同时也接收了多数绞吸、耙吸挖泥船,这几个项目各具特色,分别应用了多项国内首次运用的新技术,性能指标也对标国际先进水平,10月,长江航道局接收了国内首艘全电力驱动的耙吸挖泥船“长鲸7”。

三是与疏浚关联领域技术也形成新的突破。2018年7月,DEME的子公司Tideway接收了一艘高性能的抛石船,该船采用LNG双燃料主机系统,拥有绿色护照和清洁船级符号等,能够将岩石准确、灵活抛掷到水深1000米,肩负了电缆敷设填埋等功能职责。四是环境影响的相关话题龙虎大战APP升温。除了上述提到的新船设计中如何降低燃油消耗、满足排放要求,挖泥船转向采用更清洁燃料(柴油或LNG),或者增加后过滤器等方式,国内围绕着疏浚工程本身也展开了更多话题的讨论和实质性行动。2018年11月1日,国家自然资源部办公厅为贯彻落实《国务院关于加强滨海湿地保护,严格管控围填海的通知》,加快处理围填海历史遗留问题,印发了《围填海项目生态评估技术指南(试行)》和《围填海项目生态保护修复方案编制技术指南(试行)》。

疏浚船舶营运主要有四大应用场景:航道疏浚、新建工程、矿产采集和环境修复。2018年疏浚船舶的技术发展也围绕着营运需求展现了相应的特征和发展趋势。

航道疏浚是一项龙虎大战APP作业工程,基本上处于长期周而复始的状态,用以维持港口、河道的航运水深充足,具备通航条件。航道疏浚具有一定的针对性和周期性,往往和维护疏浚的对象密切相关。早期国内的中小型耙吸挖泥船主要针对各地的相关区域维护业务开展,设计简单、性能相对落后。如今伴随着力度更大的环保要求和效率提升需求,融合高效能、高适应性、应用优质材料等先进技术的疏浚设备,配合船舶领域的新技术、新系统等方面的发展水平,一批新型的中小型耙吸、绞吸、抓斗、射流等挖泥船建造交付或处于研制过程当中。国内相关研发机构大力追赶,国外知名公司也纷纷采取配置标准不同、面向市场要求不同等级的疏浚装备,抢占新兴的市场份额。

新建工程主要由国家或民营注入资本支持开展。如扩建的巴拿马运河、新近交付的港珠澳大桥、斯里兰卡的科伦坡港口城等,新建工程中的疏浚相关部分多数为填海造地工程项目。填海造地项目以规模化、高效、环保等方面的要求为主,涉及的主要为大型的耙吸、绞吸挖泥船。在这方面,国内近几年项目投资较为慎重,2018年交付的“天鲲号”号超大型自航绞吸挖泥船不仅仅是国内自主研发的新项目,更多的是在先进技术研发与应用方面形成了突破,如该船的绞刀功率达到了可观的6600千瓦,除了配定位桩系统外,还加装有三缆移船定位系统,使其在应对恶劣海况和实施大深度挖掘方面更加具有优势,且具备自动挖泥、监控及无人操控等先进功能。IHC在中国船厂订购了一艘18000方耙吸挖泥船,从另一个侧面印证了市场对超大型耙吸挖泥船的需求仍在继续。

矿产采集主要涉及从深水的海底提取矿物或收集工程物料开展疏浚作业,这些水下物料包括砾石和砾石金等。作为疏浚工程船舶的派生功能,矿产采集也是近年来疏浚业新兴起的一个技术发展方向。利用疏浚耙吸、绞吸、水力提升等技术原理,结合矿产资源的水下分布特征,开发出一些水下自行走机器装备或直接利用已有的深水疏浚装备,进行矿产的采集、分类、预处理等相关作业,也成为行业技术发展的一个新的研究热点。

环境修复其实并不是近年才发展起来的新业务,其实是疏浚行业自古以来一直存在的一项基本任务需求。只是因其单项工程业务量相比重大基建工程更小,施工后展现的效果更加自然展现而不易引起觉察。工程业务包括如对于环境进行的补救性疏浚,去除污染物的水体或淤泥、海岸岸线护滩保护、去除水体的富营养物质等。2018年,为建设好百姓的绿水青山,我国在环境修复方面投入了大量精力开展科研和环境修复工程项目。如:白洋淀生态保护治理工程,西湖水质治理工程,长江、黄河、珠江等水域的疏浚土再利用研究项目等。

2018年4月,国际海事组织承诺船舶航运业到2050年将减排50%到100%的温室气体排放量。目前世界上已经开发出越来越多的减少船舶排放的技术,包括那些使用更清洁燃料并通过捕获和储存来阻止碳释放的船舶。通过2018年的技术发展观察,国外疏浚公司已经开始并在龙虎大战APP制定积极的决策,整合减排技术,改造或新建疏浚船舶,为环境带来更直接利益,越来越多的挖泥船正在使用清洁燃料或努力减少温室气体的排放。国内的研究机构已经开展了相关研究并形成一定的技术储备,采用LNG双燃料、岸电技术、电池驱动等多种环保解决方案的疏浚船方案已经完成或者研发当中。这些装备除了在动力和作业过程中注意环保,在挖泥、取砂等直接挖掘过程中,相关装备也开展相关研发,更高效、更环保的设备能够更好地减少对河流、近海或湖泊水库等作业过程的扰动,有效控制泥沙的扩散。

人类面水而生,但人口的不断增长造成自然资源和土地资源愈加稀缺,工业化和城市化造成河流和土壤受到严重的威胁甚至破坏。人类通过疏浚作业,一方面开展港口、航道疏浚和填海造地等来满足人类生存和发展的需要;另一方面也致力于通过与自然共生,来减少早期围海造陆所造成的生态的恶化。荷兰近年来建设的人工育滩工程、马肯瓦登(生态岛)项目等印证了疏浚技术在环保方面的发展进程。荷兰通过退耕还林,把填造的陆地变成沿海的湿地,再逐步还给海洋,让陆地和海水自由地接触、自然地呼吸,这是人类和自然在取舍之间不断平衡的结果,也是疏浚工程技术未来发展的方向。我国在疏浚与自然协调发展技术方面尚处于起步阶段,所幸中国政府、中国疏浚协会、国内的疏浚企业在这方面一直进行着努力和探索,2018年从年初到年末,业内专业人士通过访问学习、自主研究等方式也形成了共识、总结了经验并产生了一大批研究成果。

2018年10月中国首届“与自然和谐”国际水环境生态建设技术发展会议在武汉闭幕,疏浚行业技术不再单纯局限于装备的更新和研发,更是从工程整体性到过程的各个细节进行深入研究,产生了大量跨学科、跨行业的技术创新与成果。而今年4月23日刚刚在上海举办的第22届世界疏浚大会同样将主题确定为“疏浚与生态更和谐”,包括传统疏浚装备、疏浚工程项目、疏浚物产生全过程、疏浚物后期处理与再利用以及矿产资源的开发等大疏浚技术的概念逐步形成,大疏浚技术全面面向环保、面向高效的发展方向将是大势所趋。

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