關(guān)于測量作業(yè)船舶橫穿航道必要性論證

摘要：鑒于采用當(dāng)前海道測量方式測量，測量船舶必須橫穿航道，存在極大的安全隱患。本文對測量過程中測量船舶是否必須橫穿航道進(jìn)行論證，并且研究探討替代當(dāng)前測量方式的測量技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：測量作業(yè) 橫穿航道計劃測線布設(shè)

1 海道測量規(guī)范關(guān)于測線布設(shè)條款及其解讀

根據(jù)目前相關(guān)規(guī)范文件的要求以及采取不同測深設(shè)備，航道測量方式主要有兩種：

（1）采用單波束測深儀測量，測線采用垂直于航道方向布設(shè)；

（2）采用多波束測深系統(tǒng)，測線采用平行于航道方向布設(shè)。

1.1相關(guān)規(guī)范中關(guān)于測深線布設(shè)的條款

《海道測量規(guī)范》6.3.2.1：主測深線方向應(yīng)垂直等深線的總方向。

《水運(yùn)工程測量規(guī)范》7.2.1：主測深線宜垂直于等深線總方向、挖槽軸線或岸線。

《多波束測深系統(tǒng)測量技術(shù)要求（JTT790-2010）》6.3.1：主測深線布設(shè)方向應(yīng)按工程的需要選擇平行于等深線的走向、潮流的流向、航道軸線方向或測區(qū)的最長邊等其中之一布設(shè)。

《沿海港口、航道測量技術(shù)規(guī)定》6.3.2.1：主測深線方向應(yīng)垂直等深線的總方向，對于狹窄航道，測深線方向亦應(yīng)于等深線成45度角。

1.2規(guī)范相關(guān)條文制定的內(nèi)在依據(jù)

為了方便船舶操控，減少航道淤積，航道軸線一般與水流（潮流）的流向、等深線走向大致平行。

根據(jù)流體力學(xué)理論，泥沙淤積帶一般跟水流（潮流）大致平行。同時，目前的疏浚方法也是順著航道施工，相鄰疏浚帶如果沒有很好地重疊，也容易出現(xiàn)沿著航道走向的漏挖帶。

采用多波束測量時，由于多波束是全覆蓋的，測深線理論上是可以隨意布設(shè)，但采用沿著等深線或沿著航道軸線的方向布設(shè)測線，能提高工作效率（主要取決于多波束傳感器下的水深條件），保證船舶安全性，另外多波束測量的檢查線需要垂直于等深線或航道軸線。

采用單波束測深儀測量時，因為單波束測深儀不是全覆蓋測量，而是對海底（河床）進(jìn)行采樣，為了增加樣本的代表性，盡可能地準(zhǔn)確反映水下地形，測線布設(shè)必須采用垂直水流或垂直航道軸線的方式布設(shè)。

2 目前符合測量規(guī)范的兩種測量方式比較

下面我們對垂直航道與平行航道布設(shè)測線兩種方式進(jìn)行對比，以港口航道圖44129《南槽航道（三）》（1：25000）航道測量為例：

該幅圖中航道分為三段，分別為：（1）長約14.5km，平均寬度約2km；（2）長約12.2km，平均寬度約1.4km；（3）長約14.5km，平均寬度約1km。

以垂直航道方式布設(shè)測線，采用單波束測深系統(tǒng)進(jìn)行測量，根據(jù)海道測量技術(shù)規(guī)范要求，測線間距為250m。

以平行航道方式布設(shè)測線，采用多波速測深系統(tǒng)進(jìn)行全覆蓋測量。根據(jù)航道內(nèi)平均水深6m，多波速測深系統(tǒng)6倍有效掃寬（目前海事測繪中心最先進(jìn)的多波束測深系統(tǒng)FANS20可以達(dá)到6倍有效掃寬，其余多波束測線系統(tǒng)都達(dá)不到6倍有效掃寬）重疊20%，重疊帶寬為6m，計算出測線間距為30m。因為多波束的多數(shù)波束是斜向發(fā)射的，其邊緣波束在水中穿過的路徑長，受聲速變化影響較大。而聲速又受溫度、鹽度的影響較大，所以《多波束測深系統(tǒng)測量技術(shù)要求》中6.4.5條以及外業(yè)經(jīng)驗，目前海事測繪中心多波速測量采用5公里分區(qū)測量。

從數(shù)據(jù)對比以及船舶實際操作情況，可以看出：

（1）在《南槽航道（三）》中，若采用垂直航道布設(shè)測線，船舶需穿越航道168次；若采用平行航道的方式布設(shè)測線，船舶需在航道掉頭510次；采用平行航道的方式布設(shè)測線，船舶掉頭次數(shù)幾乎三倍于垂直航道布設(shè)測線時船舶橫穿航道的次數(shù)。在航道中原地掉頭，比橫穿航道風(fēng)險更大。

（2）因在航道中其他船舶大都以高速航行，多波束測量時測量船舶船速需要控制在4～6節(jié)，不斷遭過往船舶追越，測量航行過程中風(fēng)險也更高。

（3）采用平行航道方式布設(shè)測線，該圖幅航道測量的工作量從288.2km提高到2388.9km。《多波速測深系統(tǒng)測量技術(shù)要求》規(guī)定在測量過程中，多波束測量時船速應(yīng)保持在4～6節(jié)，因此該方式采集外業(yè)數(shù)據(jù)，船舶在航道工作時間是采用垂直航道方式布設(shè)測線工作時間約10倍，也就是說，在風(fēng)險中的時間約10倍。

按照港口航道圖測量的相關(guān)技術(shù)規(guī)定，對首次測量、原則上對上版測量時間超過4年的特等水域，包括港池、航道、錨地、船舶定線制水域、船舶分道通航區(qū)域、航路上的疑存障礙物區(qū)域和淺點區(qū)域為特等水域，要求使用多波束全覆蓋測量，必要時輔以側(cè)掃聲納等技術(shù)手段，其他等級水域在滿足規(guī)范要求的前提下選用適當(dāng)?shù)臏y量設(shè)備與技術(shù)手段。為了提高工作效率和降低測量成本，在沒有規(guī)定采用多波速測量的區(qū)域，一般采用單波束測量。

綜上所述，海道測量是一個風(fēng)險比較大的行業(yè)，目前所采用的單波束橫穿航道、多波速平行航道的測量方式是由當(dāng)前測繪技術(shù)手段和海道測量技術(shù)規(guī)范所決定的，屬于兩相比較取其輕的測量方式。

3 采用單波束測深儀平行航道布設(shè)測線探討

我們也分析了測線布設(shè)平行于航道，采用單波束測量的可行性。根據(jù)《沿海港口、航道測量技術(shù)規(guī)定》中6.3.6.4條：測深信號漏測長度在定位圖上超過3mm時，均應(yīng)補(bǔ)測，我們可以沿航道軸線方向布設(shè)測線，測線間距不大于圖上3mm即可。

采用這一方法存在如下幾個問題：

（1）不能正確地反映海底地貌和水深變化趨勢，給船舶航行帶來安全隱患。

（2）不符合海道測量相關(guān)技術(shù)規(guī)范，測量成果通不過質(zhì)量檢驗。

（3）萬一發(fā)生船舶擱淺事故，可能被追責(zé)。

《沿海港口、航道測量技術(shù)規(guī)定》6.3.6.2條規(guī)定：定位、測深應(yīng)連續(xù)記錄數(shù)據(jù)，采樣間隔應(yīng)不大于1s。也堵住了采用這種方式的可能性。

4 海道測量技術(shù)、設(shè)備發(fā)展展望

根據(jù)當(dāng)前測繪技術(shù)手段以及國內(nèi)國外海道測量技術(shù)規(guī)范，測量船舶在測量航道的過程中，不論采用垂直等深線布設(shè)測線還是平行等深線布設(shè)測線都不可避免船舶橫穿航道或在航道中掉頭行為。這也為未來海道測量方式的發(fā)展提供了研究方向，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究開發(fā)掃寬更大的多波速測深設(shè)備，減少多波速測量過程中在航道中掉頭次數(shù)；采用無人測量船技術(shù)，避免將人員置于風(fēng)險之中；甚至，將不以船舶為載體的測繪技術(shù)（如遙感、航測等）引進(jìn)海道測量中，既可極大地提高海道測量效率，又可以避免船舶安全事故。

5結(jié)論及建議

鑒于目前測量過程中測量船舶橫穿航道是不可避免。為了避免測量船舶在橫穿航道過程中產(chǎn)生安全問題，建議在今后測量過程中采取如下措施：

（1）在測量作業(yè)前將測量區(qū)域通報當(dāng)?shù)睾Ｊ戮?，申請發(fā)布航行警告。

（2）禁止穿越順?biāo)暗拇^，在必須穿越其他船舶船頭時，要加強(qiáng)與被穿越船舶的溝通，保證留有足夠的安全距離。

（3）在穿越航道過程中應(yīng)充分考慮到各種突發(fā)狀況，給測量船舶留下足夠的反應(yīng)時間、足夠的避讓水域，也給過往的船舶留有足夠的反應(yīng)時間。

（4）在測量作業(yè)過程中，要安排專門人員負(fù)責(zé)瞭望。

（5）作業(yè)時間要嚴(yán)格按照日出而作，天黑不作業(yè)的要求。

（6）在需要橫穿航道的測量區(qū)域盡量避開船舶通行的高峰期。

（7）橫穿航道時能穿則穿，不能穿時不要冒險，以安全為第一。

（8）測量船舶應(yīng)標(biāo)識明顯，船體顏色鮮明，懸掛測量旗幟。

（9）測量船舶保證通訊設(shè)備完好，通訊方式要多樣化。

（10）測量船舶AIS船舶性質(zhì)輸入應(yīng)正確、完整。

（11）要合理安排船員及測量人員的工作強(qiáng)度，杜絕超負(fù)荷工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]《海道測量規(guī)范》

[2]《水運(yùn)工程測量規(guī)范》

[3]《多波束測深系統(tǒng)測量技術(shù)要求（JTT790-2010）》