動(dòng)船水文測(cè)驗(yàn)船舶操縱方法

曾祥平 呂淑華 袁 斌 林 強(qiáng)

(長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江三峽水文水資源勘測(cè)局，湖北宜昌 443000)

1 測(cè)驗(yàn)斷面概況

以金沙江為例:金沙江水流湍急，航道彎、窄、淺且礁石眾多。向家壩水利樞紐工程水文測(cè)驗(yàn)之卵石推移質(zhì)測(cè)驗(yàn)斷面下距宜賓26km、上距向家壩壩軸線7km處。北岸為宜賓市的安邊區(qū)，斷面上為二郎灘突嘴，下為瞌睡壩上端。南岸上有安邊鐵路大橋，下有中咀大石盤伸入河心。在橫江與金沙江的交匯處，小岸壩淺灘大面積伸入河中心。在斷面下20 m是老鴉石礁石群與鴨兒沱凹凼，以及龍巖寺裝卸碼頭和巖門口貨運(yùn)碼頭。航道寬度為100 m，斷面最大水深為26 m。

2 南北岸水流特性

(1)北岸水勢(shì):自安邊鐵路橋下岸形和水流較順直?？菟?，水流流速約3 m/s以上;洪水期，在10000 m3/s流量時(shí)，水流流速在6 m/s以上;水流經(jīng)二郎灘阻擋后挑流，其斜流直插河心，在二郎灘下方斷面北側(cè)形成大面積回流，水位越高回流力量越強(qiáng)，直到瞌睡壩上端都是弱回流區(qū)。

(2)南岸水勢(shì):安邊鐵路橋下至中咀是一片礁石區(qū)，亂石凌立，水流經(jīng)亂石阻擋挑流后，水面流態(tài)極其紊亂;中咀大石盤伸入河心，漲水時(shí)形成強(qiáng)力梗水;其下為橫江與金沙江交匯處，在橫江漲水發(fā)水時(shí)，其出水水流能沖斷金沙江主流直達(dá)對(duì)岸二郎灘;小岸壩有大面積淤積沙灘，鴨兒沱又凹進(jìn)岸邊在斷面南側(cè)形成大面積回流區(qū);龍巖寺裝卸碼頭與巖門口貨運(yùn)碼頭連成一片伸入河中心阻水挑流;老鴉石位于河心，發(fā)水時(shí)有泡漩水。

鑒于以上情況，主流位于河心偏北側(cè)，河底有寬約80 m的深槽，在斷面上的起點(diǎn)距為120 m至200 m處。枯水期江面流態(tài)較平靜，而到中、洪水期在7000 m3/s流量以上時(shí)，水面流態(tài)開始變壞，水位越高越?jīng)?，特別是遇金沙江水位陡漲或是遇橫江水位陡漲時(shí)，斷面上方出現(xiàn)強(qiáng)力泡漩、橫流和斜流以及強(qiáng)力出水、夾堰、臥槽等不正常水流。

3 測(cè)船操縱

3.1 定位方法

向家壩水利樞紐工程水文測(cè)驗(yàn)之卵石推移質(zhì)測(cè)驗(yàn)是工程建設(shè)運(yùn)行的要求。測(cè)驗(yàn)斷面沒有牽引船舶定位纜道和可固定借力的建筑物，只能用拋錨定位的方式動(dòng)船進(jìn)行卵石推移質(zhì)測(cè)驗(yàn)。選用霍爾錨，在大流速的主流上拋錨，再用慢進(jìn)車頂流，結(jié)合GPS定位進(jìn)行測(cè)船定位。

3.2 測(cè)驗(yàn)步驟及要點(diǎn)

⑴測(cè)驗(yàn)前的測(cè)船準(zhǔn)備工作包括:①艙面工作人員穿好救生衣;②準(zhǔn)備好拋錨球，懸掛測(cè)量旗;③測(cè)量工作人員架設(shè)GPS岸臺(tái)、船臺(tái)，調(diào)試好測(cè)驗(yàn)儀器，并連接駕駛室監(jiān)視器;④船長(zhǎng)搖車鐘通知機(jī)艙備車，發(fā)出聲號(hào)，開啟甚高頻無線電話并調(diào)試正常;⑤三絞工作人員開啟三絞電源并試轉(zhuǎn)，給活動(dòng)部位加油，給三絞支架連接好保險(xiǎn)索等。

⑵卵石推移質(zhì)測(cè)驗(yàn)船舶操縱。采用拋一錨測(cè)三線的方式。測(cè)驗(yàn)斷面的平均水深約為25 m。先將測(cè)船用車舵配合緩慢操縱行進(jìn)到斷面上起點(diǎn)距為150 m處，再操雙慢進(jìn)車將測(cè)船前進(jìn)到斷面上方距斷面200 m處;用雙慢進(jìn)車將船身穩(wěn)住，通知三絞工作人員將錨拋下。待錨到達(dá)河底后，雙停車，船舶在水中成自由漂浮狀態(tài)，在水流作用下，測(cè)船會(huì)緩慢沿水流下移，通知三絞工作人員隨時(shí)松放錨纜，待船身后退至距測(cè)驗(yàn)斷面約50 m時(shí)，操雙慢進(jìn)車使船身緩慢倒退;待船身后退至距測(cè)驗(yàn)斷面5 m時(shí)加大雙進(jìn)車，使船身退至測(cè)驗(yàn)斷面上時(shí)將船身穩(wěn)定。同時(shí)通知三絞工作人員剎緊錨纜剎車，測(cè)船船位應(yīng)該在起點(diǎn)距150 m處。

(3)具體操作。一般從左岸向右岸施測(cè)，再操右微舵，加大左進(jìn)車，讓船身緩慢向右移動(dòng)。同時(shí)在監(jiān)視器上監(jiān)視船位移動(dòng)情況，等船位向右移動(dòng)至起點(diǎn)距90 m時(shí)，停左進(jìn)車，回正舵，再操左微舵，加大右進(jìn)車，將船身左轉(zhuǎn)向調(diào)順，測(cè)船在回轉(zhuǎn)慣性力的作用下，順身穩(wěn)向正好將船位停留在起點(diǎn)距90 m處。視水流情況，操適當(dāng)單慢進(jìn)車或雙慢進(jìn)車將船身穩(wěn)住，通知測(cè)員和三絞工作人員開始測(cè)驗(yàn)施測(cè)。三絞工作人員在接到指令后，操作三絞緩慢提起卵石采樣器，旋出三絞支架，將卵石采樣器緩慢放入水中，等卵石采樣器到達(dá)河底后，施測(cè)計(jì)時(shí)開始。一般每條測(cè)線要測(cè)三次，每次測(cè)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為3 min，所以測(cè)船船身要在每個(gè)起點(diǎn)距的圓圈里穩(wěn)住停留15～20 min，起點(diǎn)距90 m線施測(cè)完畢，通知三絞工作人員將采樣器絞離水面至主甲板上固定后，再操左微舵，適當(dāng)右進(jìn)車將船身向左移動(dòng)，待在監(jiān)視器里看到測(cè)船船首達(dá)到120 m起點(diǎn)的外圓圈時(shí)回正舵 ，操適當(dāng)右微舵，停右進(jìn)車，操適當(dāng)左進(jìn)車，使船右轉(zhuǎn)向調(diào)順船身，測(cè)船船身在慣性力的作用下順向穩(wěn)住在120 m起點(diǎn)距的中心處。再操適當(dāng)慢進(jìn)車穩(wěn)住船身不動(dòng)，通知三絞工作人員開始施測(cè)，待起點(diǎn)距120 m線施測(cè)完成后，依照以上方法依次施測(cè)150 m、175 m、200 m及以后各線。

(4)注意事項(xiàng)。在向家壩流量為8000 m3/s以下時(shí)，只有90 m到200 m起點(diǎn)距五線有卵石推移質(zhì)。而隨著流量的增大，則需要增加相應(yīng)的測(cè)線測(cè)驗(yàn)。待測(cè)驗(yàn)全部完成時(shí)，通知三絞工作人員先將卵石采樣器絞起收回艙面，再操適當(dāng)右微舵，適當(dāng)左進(jìn)車將船身緩慢移動(dòng)至150 m起點(diǎn)距處。通知三絞工作人員絞錨纜，收絞錨纜過程可能需要5～8 min，待錨絞離水面至甲板適當(dāng)位置時(shí)完成絞錨。最后，收好GPS船臺(tái)，GPS岸臺(tái)和各種測(cè)量?jī)x器，降下測(cè)量旗，完成整個(gè)卵石推移質(zhì)測(cè)驗(yàn)過程。

3.3 對(duì)測(cè)船駕駛?cè)藛T的要求

駕駛?cè)藛T在測(cè)船水文作業(yè)時(shí)，一定要遵守水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范，掌握正確的船位，在不危及測(cè)船安全前提下，盡力滿足測(cè)驗(yàn)規(guī)范要求，配合測(cè)員按規(guī)范要求完成施測(cè)任務(wù)。駕駛員必須視水流情況使用適當(dāng)?shù)能嚒⒍媾浜蠈⒋矸€(wěn)住在測(cè)驗(yàn)垂線上，避免測(cè)船的前后左右擺動(dòng)而使卵石采樣器丟失。由于水流湍急，河底的錨抓力不緊，所以在斷面上左右移動(dòng)測(cè)船或穩(wěn)住船身時(shí)，應(yīng)注意控制進(jìn)車車速，以免走錨而讓測(cè)船船位偏離測(cè)線位置。

測(cè)驗(yàn)斷面上方的客渡船每半小時(shí)一渡，測(cè)船駕駛員應(yīng)隨時(shí)注意客渡船動(dòng)態(tài)，并經(jīng)常保持聯(lián)系，以免造成客渡船掛在錨纜上或發(fā)生其他碰撞事故。測(cè)驗(yàn)斷面下方有貨運(yùn)碼頭，所有貨船進(jìn)出港都要在測(cè)驗(yàn)斷面上方進(jìn)行拋錨作業(yè)或掉頭作業(yè)，測(cè)船駕駛員應(yīng)隨時(shí)注意來往船舶動(dòng)態(tài)，加強(qiáng)與過往船或錨泊船的聯(lián)系，以便能安全會(huì)讓。如果遇橫江陡發(fā)洪水時(shí)，駕駛員應(yīng)特別加強(qiáng)戒備，運(yùn)用良好的駕駛技術(shù)，保持正確船位，以保證水文測(cè)驗(yàn)安全順利地完成。駕駛員和三絞工作人員應(yīng)特別要注意，避免卵石采樣器的鋼絲繩絞纏螺旋槳。由于大流速對(duì)卵石采樣器的沖擊力較大，水文三絞的支架一定要帶上保險(xiǎn)鋼絲繩以確保安全。

4 測(cè)船靠離碼頭操縱

4.1 水流特性與靠泊設(shè)施特點(diǎn)

金沙江水流湍急，水流流態(tài)紊亂，常年流速在3 m/s以上。流量達(dá) 10000 m3/s、15000 m3/s時(shí)，其主流流速分別可達(dá)6 m/s、7.5 m/s以上。洪水期，金沙江水位多陡漲陡落，24 h內(nèi)水位漲落差達(dá)10 m。所以測(cè)船在工作期間靠、離碼頭操縱時(shí)，駕駛員在特別謹(jǐn)慎小心，保持好正確船位，確保船舶安全。測(cè)船停靠的碼頭是三塊石湖南國家電網(wǎng)大件碼頭。此碼頭為深水固定式碼頭，位于金沙江南岸，距宜賓23km，向家壩壩軸線約10km處。碼頭前方200 m處是三塊石，下方距離碼頭下沿30 m處為亂石堆，碼頭外面有強(qiáng)力困檔水。整個(gè)碼頭有四層，層高5 m，長(zhǎng)35 m，有前、中、后3個(gè)帶樁，每個(gè)可承受25 t的拉力。

4.2 駛靠碼頭操縱

由于測(cè)驗(yàn)斷面在碼頭上方3km處，所以每次測(cè)驗(yàn)完成后，測(cè)船下水駛靠碼頭，選用下水向右掉頭駛靠碼頭的方法。測(cè)船航行至三塊石，駕駛員立即雙慢車，隨后雙停車，搖車鐘通知機(jī)艙備車。同時(shí)發(fā)出聲號(hào)一長(zhǎng)一短聲，觀察有無過往船舶防礙，通知艙面水手作好靠泊前的準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備好帶船纜，待機(jī)艙備車回鈴后，在沒有他船干擾本船靠泊時(shí)，發(fā)出聲號(hào)兩長(zhǎng)聲，當(dāng)船離碼頭上沿50 m，岸距80 m時(shí)，操右微舵，左車適當(dāng)進(jìn)車。

由于測(cè)船在主流上流速較大，視船速和距碼頭上沿的距離適當(dāng)加大右舵舵角，雙進(jìn)車，將船頭掉轉(zhuǎn)180°。此時(shí)船頭朝上游，加大雙進(jìn)車車速，要求船身與碼頭橫距為30 m，上下位于碼頭正中央;再慢慢擺好船位，控制好駛靠速度，調(diào)整好靠攏角度，讓船身緩慢地靠攏到碼頭的中前部;先套上第一個(gè)帶樁的包頭纜，再在水流作用下，讓船身緩慢地后退至碼頭中后部;在第二個(gè)帶樁上帶上領(lǐng)水纜和首倒纜，操右慢進(jìn)車頂住水流讓船身緩慢后退到各纜受力均勻，再在第三個(gè)帶樁上帶上尾纜和尾倒纜，再調(diào)整各纜長(zhǎng)度，要求使船尾正好與碼頭尾部平齊，搖車鐘通知機(jī)艙完車，接上岸電，完成靠碼頭操縱。此外還應(yīng)注意，碼頭外有強(qiáng)力困檔水，當(dāng)?shù)纛^完后駛靠時(shí)一般選用揚(yáng)頭駛靠法。

4.3 駛離碼頭操縱

測(cè)船駛離碼頭的操縱方法很多，在大流速、水流紊亂條件下，一般采用小角度駛離法。即開航前，駕駛員搖車鐘通知機(jī)艙備車，同時(shí)發(fā)出聲號(hào)一長(zhǎng)聲，通知艙面水手作好出航前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，等機(jī)艙活車回鈴后，通知水手依次解尾纜、尾倒纜以及領(lǐng)水纜，后操雙慢進(jìn)車用車舵配合將測(cè)船船身提高到碼頭前半部，解首包頭纜，所有帶船纜全部解完。等水手上船后操右微舵，左慢進(jìn)車，讓船揚(yáng)頭，船首離開碼頭，待船首尾線與碼頭邊線的夾角為30°時(shí)操正舵，停左進(jìn)車，操右慢進(jìn)車，在水流作用力，與右進(jìn)車推力作用下，測(cè)船船尾也慢慢離開碼頭;再操雙慢進(jìn)車，等船身完全離開碼頭后，再用雙常車進(jìn)入航道，從而完成該程序。

5 測(cè)驗(yàn)常見問題及處理

在水文測(cè)驗(yàn)斷面上方無過江吊船水文纜道時(shí)，多采用動(dòng)船拋錨輔助以進(jìn)車結(jié)合GPS定位測(cè)驗(yàn)。在水流流速大，流態(tài)十分紊亂條件下，盡管采取拋霍爾錨定位，但極易走錨。因此，在測(cè)驗(yàn)過程中，駕駛員應(yīng)根據(jù)水流情況，適當(dāng)用進(jìn)車頂住水流，并適當(dāng)操舵來穩(wěn)住船身，以保證水文測(cè)驗(yàn)順利進(jìn)行。

測(cè)驗(yàn)河段多為通航河段，測(cè)驗(yàn)過程中應(yīng)加強(qiáng)觀察與通訊聯(lián)系，注意避讓其他航行船舶。如在狹窄河道中測(cè)驗(yàn)，遇大型貨船掉頭時(shí)，駕駛員應(yīng)冷靜考慮當(dāng)時(shí)的航道情況，及時(shí)利用甚高頻無線電話與大型掉頭貨船取得聯(lián)系，告知對(duì)方，必要時(shí)先停止測(cè)驗(yàn)，起錨避讓，等大型掉頭船掉頭下行且無礙本船測(cè)驗(yàn)時(shí)，再重新拋錨定位進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。

測(cè)船在停泊期間，洪水期經(jīng)常有雜物流入測(cè)船內(nèi)檔使測(cè)船擠壓而產(chǎn)生較大的橫傾，如不及時(shí)清除雜物，則測(cè)船的停泊安全會(huì)受到威脅;另外，螺旋槳在洪水期也經(jīng)常被較大雜物卡死，需將測(cè)船駛離碼頭清除雜物后，再重新駛靠碼頭，以確保測(cè)船停泊安全。

洪水期，金沙江水位陡漲陡落，應(yīng)24 h值班，經(jīng)常檢查系纜的松緊情況、尋視測(cè)船內(nèi)檔有無雜物擁堵情況和螺旋槳有無雜物，如遇危急情況，則應(yīng)立即報(bào)告船長(zhǎng)處理，以保測(cè)船安全。

6 結(jié)語

水文站一般采取固定斷面進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特別水資源綜合開發(fā)利用、生態(tài)保護(hù)的需要，如向家壩水利樞紐工程建設(shè)、設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理急需的卵石推移質(zhì)資料，則在壩址下游7km的金沙江通航河段設(shè)立臨時(shí)水文斷面展開測(cè)驗(yàn)。本文探索了在復(fù)雜水流條件下，動(dòng)船拋錨輔以GPS定位進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)，可對(duì)今后開展類似工作提供參考。