進(jìn)口船易偏離航道的原因分析及對(duì)策
——以長(zhǎng)江口北槽航道D13燈浮附近水域?yàn)槔?/h1>

2016-06-08 00:48:49朱昱光上海港引航站引航科上海200082

航海訂閱 2016年3期 收藏

關(guān)鍵詞：航道水文船舶

朱昱光（上海港引航站引航科　上海　200082）

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進(jìn)口船易偏離航道的原因分析及對(duì)策
——以長(zhǎng)江口北槽航道D13燈浮附近水域?yàn)槔?/p>

朱昱光
（上海港引航站引航科上海200082）

摘 要：北槽航道正式對(duì)外開放已經(jīng)三十余年了，航道疏浚水深從1986年的-7．0米到2010年的-12．5米。隨著船舶的大型化和長(zhǎng)江口深水航道的整治，進(jìn)口重載大型船舶易發(fā)生偏離航道的現(xiàn)象。通過對(duì)北槽航道D13燈浮附近水域航道、水文、相關(guān)規(guī)則等內(nèi)容的詳細(xì)介紹，分析進(jìn)口船易偏離航道的原因，提出相應(yīng)的對(duì)策，可避免船舶因?yàn)檫M(jìn)入對(duì)方航道碰撞事故或偏出航道擱淺事故的發(fā)生。對(duì)來上海港的航運(yùn)公司管理人員、船舶駕引人員等具有一定的參考價(jià)值，有助于船舶的安全航行。

關(guān)鍵詞：船舶 航道 水文 規(guī)則 原因 對(duì)策

0　引言

自長(zhǎng)江口燈船至圓圓沙燈船的長(zhǎng)江口深水航道又稱北槽航道，總長(zhǎng)約43海里。北槽航道可航水域?qū)挾泉M窄，東端受流影響大，尤其是從海上航行駛?cè)雽?dǎo)堤范圍外的D11燈浮至D13燈浮航段，受流影響特別大。如果忽視流的影響、采取的措施較晚或者不正確，進(jìn)口重載大型船舶可能進(jìn)入對(duì)方航道與出口船舶發(fā)生碰撞事故或偏出航道發(fā)生擱淺事故。研究進(jìn)口重載大型船舶在D11燈浮至D13燈浮航段的船位控制有一定的實(shí)際意義。

1　北槽航道概況和水文介紹

1．1北槽航道概況

北槽航道于2010 年-12．5米水深全線貫通，航道自東側(cè)的D3燈浮起至西側(cè)的圓圓沙燈船，總長(zhǎng)約43海里，維護(hù)水深-12．5米。D11燈浮下游航道底寬400米、設(shè)標(biāo)寬度550米，航道外側(cè)平均水深約11．0米；D13燈浮至圓圓沙燈船航道底寬350米、設(shè)標(biāo)寬度500米，航道外側(cè)平均水深約9．0米，吃水超過11．0米的重載船舶，若偏離航道到航槽外，會(huì)產(chǎn)生擱淺的風(fēng)險(xiǎn)。

1．2北槽航道東端D11燈浮-D13燈浮附近水域水文概況

上海海事局在D8燈浮附近水域分枯水季大潮和洪水季大潮進(jìn)行了水文測(cè)量，見表1［1］。航行在D11燈浮-D13燈浮附近水域時(shí)可參考上述水文資料，供船舶駕引人員使用。

表1　D8燈浮附近平均流向表，單位度。

流向1是枯水季大潮的平均流向，流向2是洪水季大潮的平均流向。

在長(zhǎng)興高潮前6～7h，潮流向南；長(zhǎng)興高潮前5h左右，潮流從南向轉(zhuǎn)至西向；長(zhǎng)興高潮前1～2h潮流轉(zhuǎn)至北向；長(zhǎng)興高潮時(shí)流向基本上在50°～60°；長(zhǎng)興高潮后1～2h，流向向東；長(zhǎng)興高潮后5～6h潮流又轉(zhuǎn)向南，新一輪潮水又開始了。洪水季略有區(qū)別。

1．3D11燈浮至D13燈浮航段概況

D11燈浮下游進(jìn)口航道航向?yàn)?70°，潮流為旋轉(zhuǎn)流。（交管前3h至交管開始，即長(zhǎng)興高潮前7h～高潮前4h，該時(shí)段流向從180°順時(shí)針轉(zhuǎn)至260°左右，進(jìn)口船舶通常都需要向右預(yù)配流壓差角。D11燈浮下游航道，航道走向090°-270°；D13燈浮上游的航道，航道走向125°-305°；D11燈浮至D13燈浮航道走向287°，由于此處的流向接近垂直航道，作用力極大；由于是轉(zhuǎn)向點(diǎn)，船舶轉(zhuǎn)向減速明顯。D15燈浮附近基本呈現(xiàn)往復(fù)流的特征，航道走向與流向夾角較小。

2　北槽進(jìn)口船舶的管制及編隊(duì)要求

《長(zhǎng)江口深水航道（12．5米）試通航期間通航安全管理辦法》規(guī)定：長(zhǎng)興高潮前4h至長(zhǎng)興高潮前2．5h為進(jìn)口限于吃水船舶進(jìn)入北槽航道的時(shí)間；長(zhǎng)興高潮前2h至長(zhǎng)興高潮前1h為出口限于吃水船舶進(jìn)入交通管制區(qū)的時(shí)間；船舶富余水深應(yīng)不小于船舶吃水的12%；航速不得超過15節(jié)。在交通管制期間，航速應(yīng)不低于10節(jié)，出港船舶平均航速應(yīng)不低于10節(jié)，正常情況應(yīng)與前船保持1海里以上的安全距離；禁止船舶在航道內(nèi)追越和同一斷面三船相會(huì)，D10燈浮至D14燈浮之間航道外南北兩側(cè)禁止追越等要點(diǎn)。

3　一般風(fēng)流情況下進(jìn)口過D13　燈浮船位偏離航道現(xiàn)象

D13燈浮設(shè)置于深水航道端口的延長(zhǎng)線上，由于漲潮流、富余水深和船舶轉(zhuǎn)向等的影響，初漲時(shí)段到達(dá)此處的重載進(jìn)口船舶，如不能正確預(yù)配合適的流壓差角或者轉(zhuǎn)向遲了，船位容易偏移至航道中心線甚至出口航道上。轉(zhuǎn)向越遲或轉(zhuǎn)向需要時(shí)間越長(zhǎng)，受橫流影響越明顯，船位甚至?xí)浦脸隹诤降劳饷?。圖1 是某船進(jìn)口，通過D11燈浮至D14燈浮的航行軌跡圖。

圖1　某船通過D11燈浮至D14燈浮的航行軌跡圖

客觀原因是集裝箱船滿載，受強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)流、低速航行、富余水深小及轉(zhuǎn)向遲等諸多不利因素影響，船位在轉(zhuǎn)向過彎過程中易偏出航道。在接著等大角度返回航道的操縱中，船位逐漸進(jìn)入進(jìn)口航道后，由于在回調(diào)航向時(shí)又因?yàn)檗D(zhuǎn)向遲等和流壓的影響，船舶左轉(zhuǎn)緩慢，再次駛出北側(cè)航道，船舶存在碰撞和擱淺風(fēng)險(xiǎn)。

4　以上例分析船位發(fā)生偏離的原因

某船是一艘長(zhǎng)330米的滿載集裝箱船，吃水11．2米。當(dāng)日是大潮汛，中浚高潮達(dá)4．65米；東北風(fēng)8級(jí)。由于進(jìn)口船舶比較多，船舶流速度小于8節(jié)，因前后船舶的間距較小，故提速空間有限。

4．1船舶所受的風(fēng)壓力根據(jù)船舶操縱理論，船舶所受風(fēng)壓力Fa

θ 為相對(duì)風(fēng)舷角，取最大值90度；

根據(jù)此公式，以在不同風(fēng)力情況下所受風(fēng)舷角由150°、120°、 90°變化時(shí)，得到Fa值，如表1所示。

由表2可見，在受到八、九級(jí)大風(fēng)時(shí)，轉(zhuǎn)向過程中隨著風(fēng)舷角逐步趨向垂直，每30度的風(fēng)舷角變化，會(huì)產(chǎn)生2倍至3倍的風(fēng)壓力差別。再考慮到甲板上滿載集裝箱時(shí)，水線上側(cè)面受風(fēng)面積近似最大值，所受風(fēng)壓力的增幅是相當(dāng)大的。

4．2船舶所受風(fēng)壓力引起風(fēng)致漂移

式中：Va為風(fēng)速（m/s）；

Vx為船舶航行速度（kn）；

Vy為停船時(shí)的漂移速度（m/s）；

根據(jù)公式求得不同風(fēng)力下船舶在不同航速下的漂移速度，如表2所示。

表3　不同風(fēng)力、不同航速下的船舶漂移速度（風(fēng)速和漂移速度是m/s）

強(qiáng)正橫附近來風(fēng)對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響有四點(diǎn)：①側(cè)面受風(fēng)時(shí)，船體向下風(fēng)側(cè)漂移；②當(dāng)船速過低或停車狀態(tài)立即就會(huì)喪失舵效，船尾受風(fēng)向下風(fēng)側(cè)旋轉(zhuǎn)，直到船首迎風(fēng)；③向上風(fēng)側(cè)轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)艏緩慢；④船速越低，風(fēng)致漂移速度越大。

4．3船舶所受水動(dòng)力

根據(jù)水動(dòng)力Rw的公式

式中：Vw為相對(duì)流速（m/s）；

Lw為船舶水線長(zhǎng)（m）；

D為船舶吃水（m）；

Cw為水動(dòng)力系數(shù)。

根據(jù)公式可知，相對(duì)流速越大，船體受水動(dòng)力則越大；強(qiáng)流情況下可能保向及轉(zhuǎn)向困難，轉(zhuǎn)向所需時(shí)間增加。

4．4船舶轉(zhuǎn)向時(shí)的船速變化

（1）轉(zhuǎn)向降速。船舶在滿舵快速旋回時(shí)，由于船體斜航阻力增加，推進(jìn)效率降低，速度會(huì)降低。需要適當(dāng)加車，克服降速影響。

（2）在轉(zhuǎn)向過程中，船體所受風(fēng)舷角減小，逐步頂風(fēng)航行，船速降低；由偏順流轉(zhuǎn)至受橫流，船速降低。

（3） 淺水影響。進(jìn)入淺水區(qū)后受淺水效應(yīng)影響，阻力增大，速度減小。當(dāng)船舶由水深12．5米的航道內(nèi)移至10．5米左右的航道外時(shí)，富余水深減少，吃水與可用水深比發(fā)生變化，產(chǎn)生更明顯的淺水效應(yīng)，從而使得船速降低，旋回性變差，追隨性變差。

4．5編隊(duì)間距和船舶會(huì)遇

若進(jìn)口船舶編隊(duì)的船間距小于一海里，當(dāng)前船由于轉(zhuǎn)向、偏離航道等發(fā)生降速較快時(shí)，后船需謹(jǐn)慎；又由于與前船間距有限，無法大幅提速，克服風(fēng)流壓的措施需提前。由于進(jìn)口船在D13燈浮附近水域容易偏離航道，頂流的出口船應(yīng)盡量避免與進(jìn)口船在此水域會(huì)遇。

5　一般航行對(duì)策

由以上分析可見，重載大型船舶受強(qiáng)正橫風(fēng)、急漲流影響時(shí)，要在轉(zhuǎn)向時(shí)間長(zhǎng)、停車減速失去舵效（如集裝箱船）,或提速時(shí)間長(zhǎng)（如礦船）等不利條件下，順利過D11燈浮-D13燈浮附近水域，一般航行對(duì)策如下：

5．1與船長(zhǎng)信息交流

引航員上船后，應(yīng)立即與船長(zhǎng)進(jìn)行充分的信息交流，了解船舶的裝載情況和操縱信息，告知深水航道的特殊性和操縱意圖，聽取船長(zhǎng)的意見和建議，以獲得船方最大限度地配合［2］。

5．2保證良好的初始船位

船舶在抵達(dá)D11燈浮前的直航道內(nèi)，受南流的影響，通過預(yù)配合適的風(fēng)流壓差角，將船位控制在深水航道內(nèi)。根據(jù)本船種類、吃水、載況、航速、風(fēng)流壓情況、船舶間距等選擇時(shí)機(jī)采取轉(zhuǎn)向動(dòng)作，船首正橫D11燈浮前，可開始向右轉(zhuǎn)向以盡可能抱緊D11燈浮。

5．3及時(shí)調(diào)整風(fēng)流壓差角

重載大型船舶過D11燈浮后，風(fēng)向、流向都發(fā)生了變化，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整風(fēng)流壓差角，使航跡向與航道北側(cè)邊線平行。若船位已偏南，應(yīng)加大預(yù)配的風(fēng)流壓差角，使船位向進(jìn)口航道移。

5．4抱緊D13燈浮

接近D13燈浮前，開始以一定舵角保持船首向右慢慢連續(xù)轉(zhuǎn)，控制好轉(zhuǎn)首角速度，始終抱緊D13燈浮。D13燈浮正橫船首后，可以大舵角甚至滿舵加車轉(zhuǎn)向，當(dāng)船首向大于航道走向305°時(shí)，可根據(jù)實(shí)際船位把定航向。至后，流壓慢慢地變小。

6　注意事項(xiàng)

進(jìn)口重載船舶如遇大潮汛急漲流或有強(qiáng)正橫風(fēng)，當(dāng)船位未占足上風(fēng)上水、未預(yù)配充分的風(fēng)流壓差角、與前船間距小、航速慢或提速困難、轉(zhuǎn)向未及早、舵效差、把定航向困難、遇到出口船等時(shí)，則會(huì)發(fā)生偏離航道的險(xiǎn)情。若預(yù)配的風(fēng)流壓差角過大，船位可能會(huì)沖出航槽。如發(fā)現(xiàn)船位偏離航道遲，由于重載船慣性大、轉(zhuǎn)向慢，可能無法有效控制船位。每一艘船舶應(yīng)與前后船舶保持有效的聯(lián)系，當(dāng)有異常情況發(fā)生或需要大幅度轉(zhuǎn)向、減速時(shí)，應(yīng)用VHF16頻道進(jìn)行通報(bào)；在該水域禁止追越，防止船吸發(fā)生；注意淺水效應(yīng)和斜坡效應(yīng)的影響，控制船速是第一選擇，盡可能保持船位在自己航道一側(cè)的中央［3］。

7　結(jié)束語

船舶在D11燈浮-D13燈浮的進(jìn)口轉(zhuǎn)向，應(yīng)當(dāng)引起駕引人員的充分認(rèn)識(shí)，尤其在不利的天氣條件及復(fù)雜的通航環(huán)境時(shí)，更要謹(jǐn)慎操作和運(yùn)用良好的船藝，防止因船位偏離造成的航行危險(xiǎn)。船舶駕引人員必須依靠現(xiàn)代化設(shè)備駕駛船舶，如GPS、AIS、多功能和ARPA的高分辨率顯示器雷達(dá)、ECDIS等設(shè)備，提前發(fā)現(xiàn)航行風(fēng)險(xiǎn)，采取正確的船舶操縱措施，確保船舶的航行安全。

參考文獻(xiàn)

［1］上海海事局海測(cè)大隊(duì)長(zhǎng)江口南港、南北槽2010年度洪枯季水文潮流資料［R］.上海.

［2］陸悅銘，胡建國.引航員與船長(zhǎng)間信息交流方式研究［J］.中國航海.2006（4）.46-50.

［3］陸悅銘，詹海東，胡建國. 長(zhǎng)江口深水航道東端潮流、航法介紹和航行注意事項(xiàng)［J］.航海技術(shù).2014（3）.17-19.

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