长江全长6300余公里，是我国第一、世界第三大河。它水量充沛，作为我国经济发展的东西主轴线，承担起沟通我国东、中、西部经济运输的“黄金水道”责任。长江干线航道上起云南水富港，下至长江入海口，全长2838km，是沟通我国东部沿海和西南腹地的运输大动脉。其干流中游起于湖北宜昌，止于江西湖口，全长927km，占长江长度14.7%；流域面积67.9万km²，占流域面积37.6%；水量为4543亿km²，占长江总水量的46.4%。该河段流经富庶的江汉平原和洞庭湖平原，北岸有汉江汇入，南岸有清江、洞庭湖水系和鄱阳湖水系汇入。长江中游以平原型河段为主，两岸地势平坦、河道宽阔、水流较缓而水量浩瀚，河宽多为800～1200m，河道坡降平缓，为0.0448‰～0.02‰，但河道蜿蜒曲折、弯道多、河势不稳、浅滩变化复杂，有近20处碍航浅滩。

长江中游枯水期为每年 12 月至来年 3 月，在枯水期期间，长江中游航道水深明显降低，多处浅险航道易出现险情，导致航道拥挤、局部水浅、坡陡流急等现象出现，直接对船舶行驶造成不利影响，也在一定程度上损害了内河航运通畅及航运安全的正常发展。船舶通航条件受限，持续的枯水位不仅会迫使通航管理部门采取通航船舶减载、货物通过其他运输方式分流、分时段通航、封航等措施，不利于货物的正常运输，同时也会对船舶航行产生影响。

对于航道研究，程昌华^[1]提出水力特征包括水位、流量特征；比降特征；流速特征和流态特征。航道尺度包括水深、宽度、弯曲半径和水上净空。针对长江航道，朱宇衡等^[2]对长江航道数据进行挖掘，实现航道智能管理。张靖靖^[3]深入地分析航道拥堵问题，提出了一种Spark-DBSCAN的航道拥堵识别方法。刘亚丽^[4]以理论通过能力研究的假设为前提，分析水路运输三大要素现状，在总结以往航道通过能力公式基础上，对各项影响因素进行分析。

针对水运枯水期，曾天山等^[5]采用最小1、3、7、30、90d流量指标表征枯水期水文情势，两相线性回归检验法和非参数检验Mann-Kendall法分别检验枯水期极端流量序列的突变和趋势。李明^[6]基于实测资料，对枯水位的原因进行研究，并就枯水水位下降对通航条件的影响进行分析，认为砂卵石河段内的河床冲刷下切是枯水同流量下水位下降的原因。陈先桥等^[7]针对枯水期内河航运特点，利用原始内河航道Auto CAD测量数据生成航道曲面，以此基础建立内河航道三维模型，分析研究了影响内河航行要素和特征。针对长江中游航道枯水期情况，文哲，张培林等^[8]基于交通波理论，考虑船舶交通流特征，构建了枯水期间处于长江中游的船舶交通流波动模型，说明了枯水期内实施分时段放行管制措施后，船舶流最大排队长度及其消散时间仅与封航时间成正比。韩剑桥等^[9]利用1955-2012年长江中游各水位站水位、流量等资料，采用改进的时间序列分析方法，对三峡水库运行前后长江中游洪、枯水位变化特征进行研究。

国外学者针对低水位航行对船舶运输造成的影响，Jonkeren O,Rietveld P^[10]和Ku#269;i#263; V^[11]等采用模拟技术与计量估计，介绍欧洲和北美关于气候变化对内河运输影响的研究，发现低水位船舶为了降低载货率，寻找替代航线绕道和延误，造成运输成本增加。Millerd,Frank^[12]和Schweighofer J^[13]研究低水位，船舶增加必要的航次数，移动一定数量的货物，利用气候变化场景，对货物运输估计。

针对长江航道拥堵情况，X.P.Yan,C.P.Wan^[14]等采用成本效益比反映风险条件变化，通过对长江拥堵风险的调查，对内河航道的有效安全管理提供了有益的启示。陈沿伊，黄璨^[15]在对长江中游地区的航运参与者进行相关调研的基础上，以荆江河段为例运用计算机仿真对拥堵识别模型进行了实验研究，发现船舶拥堵状态与禁航时间和船型比例均相关。

针对道路交通拥堵成本的研究，Ali M S,Adnan M^[16]对交通拥挤问题进行量化研究，对干线卡拉奇进行分析，提出交通拥堵成本是由机会成本和燃料消耗成本构成的。Bivina G R,Landge V^[17]提出旅行时间是运输成本最大的类别之一，利用估计旅行时间VOT模型对交通拥堵时间损失成本进行估算。冯相昭^[18]介绍交通拥堵带来出行时间延误、车用燃料增加以及CO2排放增加量等诸多外部成本，并提出相应估算模型。杨黎霞^[19]构建公路货物运输拥堵成本模型，对交通拥堵造成的额外消耗、货物持有成本和人力资源成本进行估算。满子君^[20]从分析交通拥堵成本确认与计量的必要性出发，研究了交通拥堵成本包含额外行程时间成本、额外燃油成本、交通拥堵增加的环境污染成本、增加的交通事故成本、汽车损耗成本、货运成本以及疲劳成本，并分别提出了相应的计量方法。

对船舶运营成本，杨文芳^[21]从船舶经营成本的概念出发，再细分其构成，系统阐述了港口使费、燃油费、润滑油费用、船员费用及物料备件费的管理。针对船舶待闸停时经济损失研究，陈沿伊，徐梦清^[22]分析船舶运营成本、货物运输时间价值、货物经时损失及货物运输风险等相关影响因素，基于Arena建立仿真模型，预测三峡枢纽船舶停时，并对船舶待闸经济损失进行估算。刘婷^[23]在研究航运物流成本构成的基础上，揭示了水位变化对长江中游航运物流成本所涉及的船舶运输成本和港口的服务成本的影响机理。

随着长江航道在综合交通运输系统中的作用越来越突出,长江船舶流量的增大,三峡船闸通过能力的饱和,恶劣气候的频发,长江中游发生大面积船舶滞留的情况越来越频繁。目前对交通拥堵成本的研究主要集中在道路交通领域，对船舶拥堵成本的相关研究较少，参照国内外有关道路交通拥堵成本估算的研究方法，结合长江干线中游航道枯水期船舶交通特点，构建有关模型，在对长江中游地区的航运参与者进行相关调研的基础上，对枯水期船舶拥堵成本进行估算具有一定现实意义。

2. 研究的基本内容与方案

本文主要以长江干线中游航道枯水期水位降低造成船舶航行拥堵的问题为主要研究对象，通过选取受船舶拥堵影响的有关成本，并分析可能影响因素，构建量化模型，从而对长江干线中游航道枯水期船舶拥堵成本进行估算研究，并提出相关建议。