從操縱的角度淺析長江口深水航道航行

劉慧君+鄭凱雨

摘 要：本文通過對長江口深水航道特點及對操縱產(chǎn)生的影響的分析，探討船舶如何在該水域內(nèi)安全航行。

關(guān)鍵詞：長江口深水航道 安全航行

如圖所示，進港航道為北水道和南水道；目前進出港主要以南水道為主。而南水道又分為南槽、北槽（深水航道）。

自長江口燈船至圓圓沙燈船航段，全長約43 n mile。長江口深水航道是目前進出黃浦江及長江沿岸各港區(qū)的深水航道，自D12燈浮至D47燈浮航道底寬為350m，設(shè)標寬500m（總長39.66 n mile）。自D6燈浮至D12燈浮航道底寬400m，設(shè)標寬550m?，F(xiàn)階段長江口深水航道維護水深為12.5m，且已有多個燈浮設(shè)置為虛擬AIS信號。鑒于此，吳淞交通管制中心（VTS）每天需要根據(jù)潮汐變化，對深水航道進行兩次交通管制，每次管制時間約3個小時。交通管制時間段內(nèi)，深水航道實行船舶編隊航行，需要編隊的船舶須事先通過船公司或代理向VTS進行申報，然后由海事部門根據(jù)船舶種類、速度等因素進行編隊，船舶按照公布的編隊順序依次進港。

長江口原通航水深為7米，現(xiàn)在提高到12.5米，大大提高了航道的通過能力，船舶平均每航次可以多裝載50%-110%，其中12.5米航道水深相較于10米航道水深，船舶平均每航次可以多裝載18%-30%，現(xiàn)在5萬噸級集裝箱船舶可全潮進出長江口航道。學(xué)校實習(xí)船“學(xué)府”輪主要航線為舟山嵊泗馬跡山至上海寶鋼原料碼頭，也就是把大型船舶從南美運來的鐵礦運至寶鋼。當然，從經(jīng)濟角度考慮這是極大的浪費，而其中的原因就是航道水深限制。

航道維護水深的增加必然導(dǎo)致船舶載貨量的增長即吃水的增加，而船舶吃水的增加必然導(dǎo)致船舶操縱性能能減低，給航道以更大的航行壓力，有關(guān)方需要極力配合才能保證船舶的安全航行。北槽航道窄，水淺，航行中要受到淺水效應(yīng)、岸壁效應(yīng)和船間效應(yīng)的影響，同時還需要考慮風流的影響。

1.淺水效應(yīng)

由于航行水域相對較淺的水深而使船舶運動特點發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱之為淺水效應(yīng)。

1.1形成條件

對操縱性有明顯影響并在航行時容易被發(fā)現(xiàn)的水深：相對水深H/d≤1.5。

1.2淺水效應(yīng)的特征

1）虛質(zhì)量、虛慣矩增加。另外注意淺水中船速越高，附加質(zhì)量和附加慣矩增加的倍數(shù)越多。

我認為對于虛質(zhì)量、虛慣矩雖難以想象但也不難理解，由于船體下沉（下文解釋）導(dǎo)致排水量增加，而實際噸位是沒變的，這增加的就是附加質(zhì)量。

據(jù)中國疏浚協(xié)會提供的數(shù)據(jù)，北槽航道平均水深為13.1米，以學(xué)府為例，滿載吃水d為9.6米，H/d為1.36，很明顯虛質(zhì)量、虛慣矩會增加。

2）船體下沉增加和縱傾變化。航行中的船舶，由于富余水深較小導(dǎo)致船底部流速變快而使壓力變小出現(xiàn)船體下沉現(xiàn)象，并且船首尾的水壓力分布不平衡而使縱傾發(fā)生改變。一般商船通常表現(xiàn)為首傾。

3）興波發(fā)生變化。航行于淺水中的船舶船體下沉，導(dǎo)致整體的興波增大，船舶的興波阻力增加。

4）船速下降。船速下降的原因我個人認為有兩點：一是船舶在淺水中航行時，船體周圍的水流流速加快、船體下沉、吃水增加、縱傾加大，因而摩擦阻力增加；二是興波阻力、渦流阻力增加，以及推進器效率下降。

5）舵效下降。船舶淺水中航行時，由于吃水增大，轉(zhuǎn)船時水對船側(cè)的回轉(zhuǎn)阻力大大增加，而舵力變化不大，舵效就變差。

6）旋回性能下降、航向穩(wěn)定性提高。淺水中航行，船舶旋回阻矩即水對船轉(zhuǎn)向時的阻尼力矩及虛慣矩均有較大增加，而旋回阻矩的增加肯定使船舶轉(zhuǎn)向更困難。因此，船舶從深水進入淺水時，旋回性變差，而航向穩(wěn)定性變好。

7）沖程減小。由于上述的船體下沉，阻力增大，沖程必然減小。

北槽維護水深12.5米，把潮高考慮進去，也必然會出現(xiàn)淺水效應(yīng)，因此，實踐中在長江口深水航道航行時可以采取先減速減速再提高轉(zhuǎn)速來提高螺旋槳的滑失及滑失比，改善船舶的操縱性能來削弱淺水效應(yīng)的影響。

2.岸壁效應(yīng)

2.1定義

航行水域水道寬度受到自然條件的限制，當船舶靠近水道岸壁（可能是航道壁）航行時，由于船體兩舷所受水動力不同，而出現(xiàn)的船舶整體吸向岸壁，船首轉(zhuǎn)向中央航道的現(xiàn)象稱為“岸壁效應(yīng)”。

2.2影響岸壁效應(yīng)的因素

岸距：船岸間距小于1.7B時，顯出岸壁效應(yīng)；水道寬度：水道寬度越窄，岸壁效應(yīng)越激烈；航速：航速越高，岸壁效應(yīng)越明顯；船型：船型越肥大，岸壁效應(yīng)越明顯；水深：水深越淺，岸壁效應(yīng)越明顯。

2.3結(jié)論

長江口航道大部分航段實行分道通航制，致使船舶離岸壁較近，不可避免的會出現(xiàn)岸壁效應(yīng)。因此各船舶要根據(jù)自身的條件和性能采取安全航速行駛。個人認為解決的措施有以下幾點：

1）接近岸壁航行時，操縱措施：向岸壁方向壓舵，平行地保持一定岸距航行；

運河中航行，平均壓舵5°以上不能保向，需拉大岸距或降低船速。

2）降低車速，小舵角駛離岸邊；

3）水道寬度接近船長，駛于航道中心，船速應(yīng)降至10kn以下。

4）駛于海底傾斜的淺水域時，向淺水側(cè)操舵以保向。

3.船間效應(yīng)

船舶近距離接近航行，如對駛、追越或駛近系泊船時，在兩船間產(chǎn)生的流體作用即興波分布的特點，會產(chǎn)生類似岸壁效應(yīng)的現(xiàn)象，出現(xiàn)互相吸引、排斥、轉(zhuǎn)頭、波蕩等現(xiàn)象，稱為船間效應(yīng)。

3.1船間效應(yīng)的影響因素：

1）兩船間距越小，相互作用越大；船吸、船推作用與兩船間距的4次方成反比；偏轉(zhuǎn)力矩與兩船間距的3次方成反比；兩船間距小于兩船船長之和時，產(chǎn)生船間效應(yīng)；兩船間距小于兩船船長之和的一半時，船間效應(yīng)顯著。endprint