深圳西部水域小型船舶航路方案設(shè)計(jì)研究

鄒紅兵 張 濤 樊厚武

（武漢理工大學(xué)航運(yùn)學(xué)院1） 武漢 430063）

（吉安市地方海事局2） 吉安 343000）

（唐山海事局3） 唐山 063611）

0 引 言

深圳西部水域相對狹小，港區(qū)群集中，巨大的船舶交通流量，迅速擴(kuò)張的港口規(guī)模，給海上交通安全帶來了很大的壓力.根據(jù)深圳海事局關(guān)于深圳西部水域船舶交通流量的統(tǒng)計(jì)資料分析，深圳西部水域是大量往返珠江三角洲與香港、澳門之間的船舶必經(jīng)之地，每年從珠江口航經(jīng)深圳西部水域進(jìn)出香港、澳門等地的船舶在20萬艘次左右，約占進(jìn)出深圳西部水域船舶總流量的一半.從這些航經(jīng)深圳西部水域過境船舶的尺度來分析，長度為50m以下的船舶比例達(dá)到了89.1%，而長度100m以上的船舶不足5%.上述小型船舶吃水淺，航路選擇機(jī)動性大，不按規(guī)則航行，經(jīng)常占用和穿越深水航道，對進(jìn)出深圳西部各港區(qū)大型船舶和小型船舶自身帶來了很大的安全隱患.因此，在深圳西部水域制定“過境小型船舶航路”可以有效簡化交通流模式，規(guī)范小型船舶行為，解決小型船舶擁堵深水航道問題，同時(shí)也在很大程度上解決了小型船舶與大型船舶互相影響問題，具有較好的現(xiàn)實(shí)意義.

1 航路方案設(shè)計(jì)分析

經(jīng)向深圳海事局調(diào)研，深圳西部水域從大鏟島北端至推薦南航道的南端都是小型船舶活動的密集區(qū)，而大鏟島北側(cè)的福永、寶安等港區(qū)也是深圳西部水域的組成部分，但進(jìn)出上述港區(qū)船舶主要航行區(qū)域?yàn)楣乘篮偷\石水道，公沙水道和礬石水道水域相對開闊，船舶密集度相對較??；另外，由于深圳西部各港區(qū)內(nèi)移駁的現(xiàn)象也相對較多，因此，本文提出的小型船舶航路設(shè)計(jì)方案不將進(jìn)出大鏟島以北港區(qū)（如福永港區(qū)、寶安港區(qū)）和深圳西部各港區(qū)內(nèi)的移駁船舶考慮在內(nèi)，主要針對航行途經(jīng)大鏟島附近水域——推薦南航道南端航段的“過境船舶”進(jìn)行設(shè)計(jì).另外，通過對航經(jīng)深圳西部水域過境船舶的尺度分析得出：進(jìn)出深圳西部水域的船舶長度在50m以下的船舶所占比例為89.1%，長度在100m以上的船舶所占不足5%，即過往深圳西部水域的船舶絕大多數(shù)在1 000t級以下.

1.1 過境小型船舶安全通航所需航道寬度分析

根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》（局部修訂），選取以下船型［1］為研究對象，見表1.

表1 選取研究船型主尺度表 m

根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》，對于單向航道寬度可按下式［2］進(jìn)行計(jì)算

表2 船舶漂移倍數(shù)n和風(fēng)、流壓偏角γ值

船舶與航道底邊間的富裕間距C的確定：根據(jù)海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范，船舶與航道底邊間的富裕間距可按表3中給出的數(shù)值確定.

表3 船舶與航道底邊間的富裕寬度C m

根據(jù)深圳海事局關(guān)于深圳西部水域關(guān)于船舶流統(tǒng)計(jì)資料分析，西部VTS報(bào)告區(qū)域船舶流（非高速船）平均速度為7.72kn，因此航速按＞6kn進(jìn)行計(jì)算，選取研究船型單向通航所需的航道寬度見表4.

表4 選取研究船型安全通航所需航道寬度計(jì)算表m

通過對選取研究船型安全通航所需航道寬度的計(jì)算分析得出：1 000t級船舶安全航行所需的航道寬度因船型不同而略有差異，大致在70m左右.因此，本文對小型船舶航路內(nèi)航行的小型船舶尺度加以限制，其船長應(yīng)不得超過70m，船寬不得超過15m.

通過上述分析，本文對過境小型船舶進(jìn)行如下定義：“過境小型船舶”系指航行途經(jīng)大鏟島附近水域——推薦南航道南端航段的船舶噸級小于1 000t級且船長不得超過70m、船寬不得超過15m及吃水不超過4.5m的船舶.

通過上文的計(jì)算分析，本文將小型船舶航路單向通航寬度確定為70m.

1.2 小型船舶利用西部公用航道邊坡航行的可行性分析

經(jīng)向深圳海事局調(diào)研，深圳西部公用航道為10萬t級集裝箱船單向航道，其設(shè)計(jì)參數(shù)為：航道有效寬度，210m；設(shè)計(jì)底標(biāo)高，－15.8m；疏浚邊坡，1∶8；橫流，橫流≤0.5m／s，取n＝1.69，γ＝7°；船舶與航道底邊間的富裕間距C，按航速＞6kn計(jì)算，取C＝0.75B.

經(jīng)調(diào)研，該航道浮標(biāo)設(shè)置在西部公用航道的邊坡的頂部，如圖1所示.

圖1 深圳西部公用航道設(shè)標(biāo)位置及斷面示意圖

10萬t級集裝箱船舶設(shè)計(jì)尺度見表5.

表5 10萬t級集裝箱船舶主尺度表 m

通過上述分析，可計(jì)算出西部公用航道邊坡可利用的航行寬度，其計(jì)算結(jié)果見圖2.

圖2 西部公用航道邊坡可利用的航行寬度圖

由上圖的計(jì)算結(jié)果可以分析，西部公用航道邊坡可利用的航行寬度為73.6m，能夠滿足本文提出的“過境小型船舶”單向通航所需航道寬度的要求.

2 小型船舶航路方案設(shè)計(jì)［3－5］

1）浮標(biāo)設(shè)置方案 做西部公用航道北段紅綠紅（8）號浮標(biāo)與紅（9）號浮標(biāo)連線的延長線，與大鏟錨地北側(cè)航道的南邊線交與一點(diǎn)，在該點(diǎn)設(shè)置一座浮標(biāo)（命名為新－紅（9））.

2）航路設(shè)計(jì)方案

（1）航線設(shè)置方案.將新－紅（9）號浮標(biāo)所在位置命名為A點(diǎn)，西部公用航道北段紅（9）號浮標(biāo)命名為B點(diǎn)，西部公用航道北段紅綠紅（8）號浮標(biāo)命名為C點(diǎn)，大鏟水道紅（D2）號浮標(biāo)命名為D點(diǎn)，西部公用航道紅（7）號浮標(biāo)命名為E點(diǎn)，西部公用航道紅（5）號浮標(biāo)命名為F點(diǎn)，西部公用航道紅（3）號浮標(biāo)命名為G點(diǎn)，粵港水域分界線與銅鼓航道北段淺水區(qū)的交點(diǎn)命名為H點(diǎn)，從西部公用航道紅（3）號浮標(biāo)做粵港水域分界線的垂線，其交點(diǎn)命名為I點(diǎn).

連接A－B，B－C，C－E，D－E，E－F，F(xiàn)G，從G做H－I連線的中心線直至推薦南航道左側(cè)水域黃（1）號浮標(biāo)的正橫位置J點(diǎn)，上述連線左右各80m的水域?yàn)樾⌒痛昂铰?其中A－E段航路主要供進(jìn)出大鏟島以北水域的上下行小型船舶航行，D－E段航路是連接航經(jīng)大鏟水道的上下行小型船舶.

（2）橫駛區(qū)設(shè)置方案.將橫駛區(qū)設(shè)置成一矩形水域，做A1浮標(biāo)和黃（1）號浮標(biāo)的連線，然后以該邊為橫駛區(qū)矩形水域的長邊，做一短邊長度為500m的矩形，供小型船舶橫駛使用.矩形的4個(gè)頂點(diǎn)以黃（1）浮標(biāo)開始，做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，依次命名為Y1，Y2，Y3，Y4，同時(shí)在Y3點(diǎn)設(shè)置浮標(biāo)一座（命名為A0浮標(biāo)），以供橫駛小型船舶識別.橫駛區(qū)東側(cè)水域上下行小型船舶可在沿岸通航帶航行.

（3）錨地調(diào)整方案.由于小型船舶航路的設(shè)計(jì)，D－G段左側(cè)80m水域范圍貼近或部分進(jìn)入液貨船錨地和貨船錨地水域.目前深圳西部水域狹窄，該航路的設(shè)計(jì)使本來就不足的錨地更加緊張，但當(dāng)航道和錨地的使用水域出現(xiàn)矛盾時(shí)，錨地應(yīng)讓位于航道，為保證在小型船舶航路內(nèi)航行和上述兩錨地內(nèi)錨泊船舶的安全，將液貨船錨地和貨船錨地東邊線向西縮減100m.另外，由于小型船舶航路中橫駛區(qū)的設(shè)置，橫駛區(qū)占用了龍鼓水道錨地的一角，故將龍鼓水道錨地向南平移300 m.

（4）水深條件分析.A－E段航路水深A(yù)－E段航路主要供進(jìn)出大鏟島以北水域的上下行小型船舶航行，大鏟島以北水域的深槽水深在4m左右，A－E段航路左右各80m處水深均在5m以上，其水深條件能夠滿足航經(jīng)A－E段航路進(jìn)出大鏟島以北水域的上下行小型船舶安全通航所需的水深要求.

D－H段航路水深 本文限制小型船舶最大吃水為4.5m，根據(jù)《海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》，其安全航行所需的水深按下式進(jìn)行計(jì)算.

航速按＞6kn進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表6.

表6 限制船型通航安全水深計(jì)算 m

D－H段航路水深條件優(yōu)越于A－E段航路，左右各80m處的水深絕大多數(shù)航段均大于7 m，僅有D－E段航路西側(cè)存在極少部分的淺水區(qū)，應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行疏浚.

小型船舶航路設(shè)計(jì)方案見圖3.

圖3 小型船舶航路方案設(shè)計(jì)圖

3 結(jié)束語

通過制定深圳西部水域“過境小型船舶航路”，有效簡化了交通流模式，規(guī)范小型船舶行為，解決小型船舶擁堵深水航道問題，同時(shí)也在很大程度上解決了小型船舶與大型船舶互相影響問題.有利于交通管理部門對該水域?qū)嵤┯行ПO(jiān)管，從而減少該水域海上交通事故的發(fā)生.

［1］中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院，交通部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所.JTJ211－99海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范（局部修訂）［S］.北京：人民交通出版社，2003.

［2］中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院，中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院.JTJ211－99海港總平面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，1999.

［3］程細(xì)得，劉祖源.內(nèi)河船舶避碰路徑優(yōu)化研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2006，30（4）：576－578.

［4］程細(xì)得，劉祖源.內(nèi)河三叉河口水域船舶避碰路徑優(yōu)化研究［J］.船海工程，2008，37（4）：74－76.

［5］程細(xì)得，劉祖源.船舶智能避碰專家系統(tǒng)研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)：交通科學(xué)與工程版，2003，27（1）：94－96.