強(qiáng)攏風(fēng)天氣下大型集裝箱船靠泊青島港分析

李磊

摘要：隨著造船技術(shù)的飛速發(fā)展，船舶大型化的腳步也不斷加快，集裝箱船的大型化就是典型代表，在E級(jí)集裝箱船帶來的震撼還未消退，3E級(jí)集裝箱船已經(jīng)頻繁來往于世界各大港口，作為一名引航員，如何更好的分析和在惡劣天氣下安全駕引這些海上巨無霸就顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)攏風(fēng)；大型集裝箱船；風(fēng)動(dòng)壓力

中圖分類號(hào)：U675.5+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-7973（2016）06-0048-03

青島港是我國重要的沿海國際大港，吞吐量名列世界前茅，其中集裝箱吞吐量2015年排名世界第七，中國第六（含香港港），集裝箱船的引領(lǐng)占青島港引航員引領(lǐng)工作的大部分，因此做好集裝箱船的安全引領(lǐng)工作為整個(gè)港口的安全引航起到至關(guān)重要的作用。由于集裝箱船的特殊船型構(gòu)造和裝載方式，在影響船舶運(yùn)動(dòng)的各種自然外力中，風(fēng)對集裝箱船的影響特別明顯，引航員為了更好地駕引大型集裝箱船，需要對此類船舶在強(qiáng)攏風(fēng)天氣下靠泊進(jìn)行認(rèn)真分析，以便做到安全高效引航，保證引航服務(wù)效率。

1.青島港港區(qū)風(fēng)的基本情況

青島屬于海洋性季風(fēng)氣候，冬季受西伯利亞地區(qū)移來的冷高壓影響，夏季受西太平洋副熱帶高壓控制。兩者為不同屬性的半永久性高壓。3月中旬開始，由于冷高壓在海上停留凍南風(fēng)顯占優(yōu)勢。仲秋開始，極地冷空氣活躍，北向風(fēng)重占優(yōu)勢。受地形影響，終年多東南和西北兩個(gè)風(fēng)向。年平均風(fēng)速4.9m/s，各月平均風(fēng)速以3月最強(qiáng)為5.6m/s，9月最弱為4.1m/s。百年以來，平均風(fēng)速最強(qiáng)的時(shí)次為1923年11月24日，北北西風(fēng)32.4m/s.瞬間最大風(fēng)速則首推1939年8月31日之北北東風(fēng)40.3m/s，前者受寒潮影響，后者為臺(tái)風(fēng)所造成。特別是冬季寒潮天氣，陣風(fēng)7～8級(jí)經(jīng)常出現(xiàn)，而且來勢迅猛，給引航工作造成很大麻煩，如果不做好充分的安全措施，極易發(fā)生事故。

2.大型集裝箱船的操縱特點(diǎn)和靠泊要求

大型集裝箱船的操縱特點(diǎn)除了具有慣性大，旋回水域?qū)捦?，還具有以下特點(diǎn)：

2.1船舶尺度明顯增大

以目前最大的3E級(jí)集裝箱為例，其船長399米、寬59米、型深30米、最大吃水16米、最大高度約70米、帶纜甲板高度約21米（部分達(dá)到25米），尺度的增大，船舶受風(fēng)流影響的面積也增大，對于3E級(jí)集裝箱側(cè)面最大受風(fēng)面積可達(dá)15000m2，在大風(fēng)天氣下給船舶操縱帶來極大困難。

2.2單位排水量的主機(jī)分配功率相對較小

3E級(jí)集裝箱船所謂3E指的是因大運(yùn)量而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，能源上的高效和更加環(huán)保（即Economy、Efficiency、Environmentally三個(gè)英文單詞的首字母），由于船舶設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變，在單位排水量主機(jī)分配功率方面較其他集裝箱船大幅度減小，甚至其“主機(jī)功率/噸”只有普通集裝箱船的一半，這就嚴(yán)重影響了他的加速性能，轉(zhuǎn)向性能和倒車制動(dòng)的性能，當(dāng)然，主機(jī)馬力的相對變小和雙車雙舵的設(shè)計(jì)使其倒車的側(cè)壓力較E級(jí)集裝箱船明顯減小，相對減小了因巨大的側(cè)壓力帶來船舶的偏轉(zhuǎn)造成緊迫局面的風(fēng)險(xiǎn)，但駕引人員不能因此而忽略他的影響，從而給引領(lǐng)工作帶來麻煩。

2.3強(qiáng)攏風(fēng)天氣下靠泊三要素的控制

船舶靠泊的三要素是指速度、角度、船位，只有對這三要素合理的控制，才能順利完成一次靠泊作業(yè)，對于大型集裝箱船在強(qiáng)攏風(fēng)天氣下靠泊，這三個(gè)要素更要嚴(yán)格而且合理的控制。①由于大風(fēng)天氣集裝箱船難于把定，停車趟航降速將會(huì)相當(dāng)困難，所以應(yīng)在保證船位的情況下將船速較早降到維持舵效的最低船速，保證將要到達(dá)泊位時(shí)，降到拖輪可以盡快協(xié)助靠泊的速度；②靠泊角度不能太大，尤其在距離碼頭較近時(shí)，盡可能做到平行靠泊，因?yàn)榇笮图b箱船有船舶長度長但平直部分相對較短的特點(diǎn)，粗略計(jì)算，有一度靠泊角度時(shí)，首位方向可能有兩到三米深入碼頭，極易碰到碼頭設(shè)備，此外一端的單點(diǎn)接觸可能造成另一端的二次碰撞；③船位要在條件允許的情況下離泊位后端足夠船舶掉頭的距離，防止靠泊過程中風(fēng)力的進(jìn)一步加強(qiáng)或是其他意外情況的發(fā)生。

2.4對于所靠泊位的要求

惡劣天氣下靠泊，所靠泊位要將吊機(jī)務(wù)必集中到泊位中間位置（移開吊機(jī)最好，但大部分情況下很難做到），防止有角度靠泊時(shí)與船舶碰撞，留出充足的靠泊空間，尤其是泊位后端的位置要充分，防止船舶過早的靠上碼頭。

3.風(fēng)對大型集裝箱船的影響

大型集裝箱船由于自身的船舶尺度比較大，所以風(fēng)流都會(huì)給船舶造成較明顯的影響，青島港的集裝箱泊位不受壓攏流影響，這里就不對流的影響做詳細(xì)分析，而風(fēng)對靠泊的影響是每一位引航員必須考慮的重要因素，眾所周知，風(fēng)對船的作用力可以分解為船舶縱向的F和橫向的F（圖1），其中縱向的影響可以通過大船車的前進(jìn)與后退來克服，橫向的影響則需要側(cè)推器、錨、拖輪等進(jìn)行克服，其中對于大型集裝箱船在靠泊過程中主要通過側(cè)推器和拖輪來克服。船舶所受橫向風(fēng)壓力Fa可以通過以下公式計(jì)算得出：

根據(jù)規(guī)定，集裝箱裝卸橋在風(fēng)力六級(jí)時(shí)停止作業(yè)，碼垛機(jī)和龍門吊七級(jí)風(fēng)停止作業(yè)，所以取六級(jí)風(fēng)的最小值11m/s和最大值14m/s，且完全是橫風(fēng)時(shí)，帶入公式計(jì)算得到正橫風(fēng)壓力F分別為1090KN和1767KN（此處計(jì)算結(jié)果為3E級(jí)集裝箱船滿箱輕載的情況下，船舶受風(fēng)面積最大時(shí)），可以依據(jù)此數(shù)據(jù)在大風(fēng)天氣合理配給拖輪。

4.拖輪的配置和使用

4.1拖輪的配置

對于大型集裝箱船（3E級(jí)或E級(jí)以及與其相當(dāng)?shù)募b箱船），青島港一般給配備一艘7000匹和一艘或兩艘5000匹的大馬力全回轉(zhuǎn)拖輪協(xié)助靠泊，拖輪的實(shí)際輸出功率約為額定的90%，根據(jù)拖船的特性，對于z型拖輪每100馬力輸出推力約14.7KN，拖力是其頂推力的90%，則7000匹和5000匹拖輪輸出的最大拖力分別為812KN和580KN，所以實(shí)際配備的拖輪拖力在1300K N到1800K N之間，加上此類船舶一般配有3000到5000匹馬力的側(cè)推器，根據(jù)前面風(fēng)力的計(jì)算結(jié)果，所以完全滿足在六級(jí)大風(fēng)天氣的靠泊要求，當(dāng)然如果伴有7～8級(jí)以上大風(fēng)時(shí)，拖輪的配置就略顯不足，應(yīng)當(dāng)引起重視。

4.2拖輪使用中的注意事項(xiàng)

由于船舶干舷較高，部分船舶可達(dá)15米，并且拖輪要在上風(fēng)舷帶纜，所以要給拖輪留出足夠的帶纜時(shí)間，爭取在泊位前一海里處讓拖輪帶好纜；較大馬力的拖輪盡量帶在船的胯部，相對較小的拖輪帶在船頭，因?yàn)榇^有側(cè)推做補(bǔ)充；船速不能太快，盡量避免采用拖輪制動(dòng)，因?yàn)閹Ю|位置較高，拖輪制動(dòng)很難達(dá)到效果，從而給下一步操作造成困難；拖輪纜繩盡量放長，可以達(dá)到最好的拖拉效果；避免讓拖輪急速大馬力的拖拽，防止突然的猛烈的張力讓拖纜崩斷；充分考慮帶纜高度過高、纜繩磨損及拖纜長度不夠、拖輪老舊等因素，因?yàn)樗鼈兛赡茉斐蓪?shí)際給出拖力較理論拖力嚴(yán)重偏小，引航員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，從船舶安全的角度出發(fā)，果斷做出增加拖輪或者取消靠泊計(jì)劃的決定。

5.充分考慮大船自身機(jī)器環(huán)境存在的風(fēng)險(xiǎn)

雖然超大型集裝箱船相對于其他船舶有更好的工作環(huán)境和助航設(shè)備，但也不能在引領(lǐng)過程中忽略發(fā)生機(jī)器故障的可能性，由于其體積龐大，質(zhì)量巨大，即使一個(gè)小故障往往都會(huì)造成不可估量的后果，特別是新造船舶，可能因?yàn)橛凸懿磺鍧?，機(jī)器部件質(zhì)量瑕疵，或操作人員對船舶不熟悉而造成主機(jī)運(yùn)行故障，另根據(jù)權(quán)威部門的統(tǒng)計(jì)，在船舶水上交通事故中，從船舶年齡方面劃分，新造船舶也屬于事故的高發(fā)區(qū)，所以我們更應(yīng)該在引領(lǐng)時(shí)引起足夠重視，防患于未然。

6.注意天氣的發(fā)展趨勢，合理科學(xué)的制定引航計(jì)劃

在大風(fēng)天氣下從事引航作業(yè)，要密切注意天氣的變化，因?yàn)橐焦ぷ鞑豢赡芩查g完成，一蹴而就，在青島港，完成一艘船舶的靠離泊工作至少需要一個(gè)小時(shí)，多則需要四到五個(gè)小時(shí)，所以需要根據(jù)實(shí)際情況時(shí)時(shí)關(guān)注天氣的發(fā)展趨勢，就大風(fēng)天氣而言，如果風(fēng)力是減弱的趨勢，則在引航的拖輪安排上以滿足現(xiàn)在風(fēng)力配備即可；但如果風(fēng)力有進(jìn)一步加強(qiáng)的趨勢，引航員則應(yīng)在操作的過程中密切注意風(fēng)力的變化，發(fā)現(xiàn)風(fēng)力迅速加強(qiáng)，就要立刻而且果斷的增加拖輪配備甚至放棄此次靠泊作業(yè)，擇機(jī)把船駛向安全水域或港外錨地，以免錯(cuò)過時(shí)機(jī)造成不必要的損失。

7.結(jié)束語

以3E級(jí)集裝箱船為代表的超大型集裝箱船都是隨著造船技術(shù)的進(jìn)步而出現(xiàn)的新型船舶，在駕引這類船舶時(shí)，任何一名引航員都沒有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，我們只有憑借現(xiàn)有的理論知識(shí)和駕引其他船舶積累的豐富經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)真細(xì)致的做好引航方案，在引領(lǐng)過程中認(rèn)真的觀察，縝密的操作，靠泊完成后認(rèn)真的總結(jié)，才能保證每一次引領(lǐng)方案能更加的成熟完善，確保引領(lǐng)此類船舶安全高效。