海冰基礎知識及船舶冰區(qū)航行的注意事項

呂曉東

摘 要：海冰是冬季影響港口作業(yè)、海上運輸、船舶安全的重要因素，作者介紹了海冰的類型及特點、中國海域海冰發(fā)展周期及冰情特征，最后就船舶在冰區(qū)航行的準備工作及注意事項加以總結，以期對冬季船舶防冰、抗冰工作提供幫助和參考。

關鍵詞：海冰 冰情 冰區(qū) 船舶 防冰

1.海冰基礎知識

1.1海冰概況

海冰是海中一切冰的總稱，包括咸水冰、河冰和冰山等。

海洋中的冰主要是由海水凍結而成的，也有一本分是來自江河注入海中的淡水冰。

我國渤海和黃海北部，每年冬季都有不同程度的結冰現象，是北半球緯度最低的結冰海區(qū)。中國海冰為一年冰，輕冰年與重冰年的冰情差異很大。

1.2海冰形成

海冰的形成可以開始于海水的任何一層，甚至于海底。在水面以下形成的冰叫做水下冰，也稱為潛冰。粘附在海底的冰稱為錨冰。由于深層冰密度比海水密度小，當它們成長至一定的程度時，就將從不同的深度上浮到海面，使海面上的冰不斷地增厚。渤海水深較淺，海冰的形成從海面到海底幾乎同時進行的。

1.3海冰類型

（1）流冰：浮在海面，隨風、流、浪的作用而流動的海冰。流冰按冰厚分為初生冰、冰皮、尼羅冰、蓮葉冰、灰冰、灰白冰、白冰、冰脊等；按形態(tài)分為破碎冰、平整冰、重疊冰、堆積冰等。

初生冰：是由海水直接凍結或由雪落入低溫海水中生成，呈針狀、包片狀、糊狀和綿狀。有初生冰存在時，海面反光微暗，呈灰色，在陽光的照耀下，出現閃爍的亮光，如圖1。

冰皮：冰厚小于5cm，由平靜海面直接凍結而成或由初生冰凍結而成，能隨波或風起伏，如圖2。

尼羅冰：冰厚5-10cm，是有彈性的薄冰，受風浪作用能產生“指狀”重迭現象，如圖3。

蓮葉冰：冰厚5-10cm，直徑為30～300cm的圓形冰塊，周邊有碰撞成的隆起，如圖4。

灰冰：冰厚10-15厘米，由冰皮、尼羅冰以及蓮葉冰混合凍結而成。表面平坦?jié)駶?，多成灰色，比尼羅冰的彈性小，易被涌浪折斷，受到擠壓時多發(fā)生重疊，如圖5。

灰白冰（GW）：冰厚為15～30 cm，由灰冰、蓮葉冰、冰皮混合凍結而成，表面比較粗糙，成灰白色，受到擠壓時大多數形成冰脊，如圖6。

白冰：厚度大于30厘米，由灰白冰進一步加厚或在風、浪和流的作用下多次重疊凍結而成。表面凹凸不平，堆積現象顯著，形狀復雜，分層明顯，多呈白色，如圖7。

堆積冰：是指碎冰塊雜亂地重疊堆積在較大的冰面上，使冰面呈高低不平的狀態(tài)，有時某些冰塊可垂直側立在冰面上。顯然，冰面上堆積冰愈高，相應地侵入水中的部分也愈深，有時碎冰被凍結成一體，很像“冰山”，如圖8。

冰脊：由于外力作用下相互擠壓成碎冰，其中一部分被抬升到水面以上沿交界線或邊緣堆積構成脊高，也稱為帆高，同時也有大部分被嵌壓在水面以下也沿交界線或邊緣倒著堆積構成脊深，也稱為龍骨。脊高愈高，則脊深愈深，一般為1：7。在水下冰塊間的海水易凍結而形成固結層。

（2）固定冰：與海岸、島嶼或海底凍結在一起，不能做水平移動的海冰，但可以隨著海面的升降做垂直運動。固定冰分為沿岸冰、冰腳與擱淺冰，如圖9。

沿岸冰：與海岸凍結在一起的冰層，從海岸向海上延伸，其寬度可以相差很大，在潮汐的影響下，沿岸冰有時可做垂直的升降運動。

冰腳：附在海岸上狹窄的固定冰帶，不隨潮汐做垂直升降運動，是沿岸冰的殘余部分。

擱淺冰：是指退潮時留在潮間帶的浮冰。

2.中國北方海域海冰發(fā)展周期及冰情特征：

2.1初冰期（從初冰日到封凍日）

遼東灣和黃海北部初冰日最早在11月初，最晚在11月底；渤海灣最早在12月初，最晚在12下旬前期；萊州灣最早在12月上旬后期，最晚在1月中旬前期。

2.2盛冰期/封凍期（從封凍日到解凍日）

遼東灣從12月下旬開始至3月上旬；渤海灣從1月上旬開始至2月中旬；萊州灣從1月中旬開始至2月上旬。

2.3融冰期/終冰期（解凍日到終冰日）

遼東灣和黃海北部終冰日最早在3月中旬，最晚在3月底；渤海灣最早在2月底至3月初，最晚在3月中旬末至下旬初；萊州灣最早在1月下旬后期，最晚在3月中旬后期。

3.船舶冰區(qū)航行的注意事項

船舶在冰區(qū)航行時根據冰量、冰質、本船的船型結構及實際強度，謹慎決定航速，特別是老舊船舶，船殼厚度不夠和船體的結構不好更要慎重。冰區(qū)航行使用過高的航速，往往導致船體的損傷；而航速過慢，船舶又有被冰圍困的危險。船舶通常應采用維持舵效的最低航速，冰量6/10以下，冰厚30厘米可航，超過以上厚度時需破冰船破冰引航，當有破冰船引航時，航速可由破冰船指定。一般冰量為4/10時，可取8節(jié)航速，冰量每增加1/10，航速減少1節(jié)。當冰量在7/10～8/10之間時，航速不應超過5節(jié)。船舶的吃水盡可能大，并有一定的艉傾，使槳葉和舵盡可能沒入水下一定的深度。

3.1進入冰區(qū)前應做好準備工作

（1）接近冰區(qū)前，應注意收聽岸上有關當局發(fā)布的有關報告和冰情警告，與當地代理、海事VTS等部門提前做好溝通，盡量多收集有關天氣、冰況、推薦航線等資料。

（2）調整船舶吃水，一般吃水差應在0.5米到1.5米為宜，冰厚超過30厘米時應保持螺旋槳在水面下1.5米以上?？蛰d或輕載時應設法增加尾吃水，使推進器和舵全部浸入水中，并且保證在任何浮冰的下面，以保證推進器不受損，海水吸口不被冰塞。endprint

（3）只要可行，所有凸出的部件，如計程儀傳感器或其它裝置等應收進船內。

（4）堵漏材料，如快干水泥、電鉆、堵漏毯和木塞等應檢查并備妥可用。

（5）做好防寒防凍準備，如備足防寒、防凍物料，放盡甲班消防管道內的積水、對舷梯和跳板綁扎防滑材料等。

（6）針對海冰情況，結合本船當時的強度和技術狀態(tài)，船長組織甲班部、輪機部相關人員對船舶進入冰區(qū)的安全狀況進行風險評估，對已識別的風險采取防范措施。

3.2冰區(qū)航行的注意事項

（1）進入冰區(qū)前和進入后，必須晝夜保持警惕。必要時，船長應增加值班人員，當船舶對水移動時，應注意冰對船的撞擊和對船舶操舵性能的影響。

（2）進入冰區(qū)時，應盡量保持船首與冰緣垂直，降低船舶沖力，當船首頂住冰塊時，再逐漸加車，推開冰塊。在確保安全的前提下，盡量選擇在冰塊松散的海域航行。

（3）冰區(qū)航行要特別注意保護螺旋槳，盡量避免使用倒車。倒車時要確認螺旋槳附近有沒有浮冰及其它障礙物，還要盡量保持正舵，先用短暫的進車，將尾部的碎冰排開，再開倒車后退，待船有退速時停車。

（4）當船舶對水移動時，應注意冰對船的撞擊和對船舶操舵性能的影響。

（5）為保護車葉和舵，應使它們完全浸入水中。必要時，應調駁壓載水以增加艉吃水。

（6）改用低位海底閥門，防止碎冰塊堵住海底閥門。

（7）無法避免與冰接觸時，應讓船艏對著流冰，使船與冰之間有合適的角度。如果接近角度不當，可能會使船艏滑開、船身擺動和船艉與冰相撞，造成舵和車葉的損壞。

（8）除非絕對必要，不應在冰區(qū)拋錨。如果必須，應選擇冰層最脆薄處下錨，錨鏈長度以不超過水深的兩倍為宜（如錨鏈過長，冰移時容易導致斷鏈）應常備主機并值航行班，必要時立即起錨離去。

（9）如果船的前部被夾在冰中而不能動，可使用下面的程序：全速前進，向一舷做滿舵，然后改做另一舷滿舵，再回到正舵，然后使用微速后退。如上述方法無效，可調整油水，設法使船身反復左右傾斜或船尾升、降，以松動夾冰，然后倒車退出。

（10）如果船被冰緊緊地包圍，脫離的方法是：使用全速倒車，然后全速前進，左滿舵和右滿舵，船能動一點時，倒車退出。

（11）應避免強制向冰丘突進。

（12）如果航行非常困難和形勢嚴重，船長可以向附近的港口申請破冰船。破冰船引航時，應保持一定距離，密切注意該船的速度變化，加強聯(lián)系，遵守引航規(guī)則。

3.3船舶防冰措施

在零度以下氣溫中航行時，船的上部可能會有水霧結冰現象。通常發(fā)生在有大風將浪花吹向船上或在零度以下溫度遇有霧時。這時結的冰粘著牢固、密度高，稱作表面滑冰。容易結在桅桿、克令吊和屬具上，時間久了會越積越多，最終會影響船舶穩(wěn)性。

在港內的船舶也可能會發(fā)生上部結冰現象。此時，船舶可以依靠專業(yè)性的幫助。

當結成大面積的冰，尤其是在前桅上時，可能會影響航行、妨礙船舶的操縱。此時，應盡量調高干舷和穩(wěn)性，克令吊臂或吊桿應放到最低位置。

為防止冰凍對船舶和設備所造成的損壞，船舶遇到寒冷（室外氣溫4℃并將繼續(xù)下降）天氣前，各部門即應做好防凍準備，通常應采取如下的預防措施：

（1）甲板上液壓機械在使用前應加溫。

（2）暴露在外的冷卻水系統(tǒng)應加防凍劑。

（3）貨艙應關閉（如果不在裝、卸貨）和停止通風，防止雙層底水柜和壓載水柜結冰。

（4）前尖艙、后尖艙和其它與船殼相連的水柜不應保持滿柜，以防因結冰可能造成的破裂。

（5）甲板管系在使用后，要放盡管中的殘水，室外水管包好保暖、在機艙里的管子包上絕緣。

（6）所有的門、窗應關好，尤其是通往機器處所的地方。

（7）室外的滅火器應防止冰凍或移到里面。

（8）救生艇內的水箱應用保溫材料包好，或加防凍油防凍。艇內存于固定水箱內的飲用水最多保持容量的85%。

（9）放在甲板上的繩索應用帆布蓋好并綁好。

（10）船員或碼頭工人走的甲板上要采取防滑措施。

（11）磁羅經照明燈應打開，對其加溫防凍。

（12）不使用的加熱盤管應用空氣吹空管中的殘水，其它盤管應將蒸汽打開。

（13）要防止在管路中的燃油凝固。

參考文獻：

[1]陳登俊.航海氣象學與海洋學，2009（06）.

[2]洪碧光.船舶操縱，2008（06）.endprint