滿載大型船舶靠泊丹東港大東港區(qū)二號港池操縱分析

李宏江 謝海波

摘 要：丹東港大東港區(qū)二號港池現(xiàn)有202、203和204三個5萬噸級通用泊位（結(jié)構(gòu)按10萬噸級預(yù)留），自投入使用后，最大靠泊船舶為9萬噸級。根據(jù)丹東港區(qū)通航環(huán)境以及實際船舶引航操縱經(jīng)驗，大型船舶由主航道進入支航道時，由于轉(zhuǎn)向角過大且轉(zhuǎn)向水域受限，如不謹慎操縱，極易偏出航道發(fā)生擱淺事故。歸納總結(jié)歷次引領(lǐng)滿載7萬～9萬噸散貨船進出港經(jīng)驗，以9萬噸級滿載散貨船為例，分析有關(guān)操縱方面的體會和要點，為大型船舶進港靠泊提供一定參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：滿載大型船舶；影響因素；轉(zhuǎn)彎半徑；操縱

1 大東港區(qū)二號港池及航道簡介

丹東港大東港區(qū)5萬～20萬噸級航道全長約15.6 n mile，自北向南分為上航道、中航道、下航道和外航道等4段。整個航道共設(shè)19個燈浮，均為側(cè)面標志。船舶經(jīng)外航道、下航道和中航道進入大東港區(qū)二號港池支航道。其中，大東港區(qū)二號港池支航道與中航道交匯于15號燈浮附近，主航道中心線與支航道中心線轉(zhuǎn)向角51°。根據(jù)水深掃測圖資料，二號港池支航道有效寬度210m，航道底標高-14.5m，航道轉(zhuǎn)彎半徑1 250m；港池回旋水域直徑為500m，水深-14.5m；碼頭前沿停泊水域?qū)挾葹?6m，深度為-15.3m，可以滿足10萬噸級船舶乘潮進港的最低需求，如圖1所示。

2 大型船舶由主航道進入支航道風險因素分析

2.1 航道邊坡岸型及航標布設(shè)位置對船舶轉(zhuǎn)向的影響

主航道西側(cè)淺灘距離航道邊線較近，航道邊坡梯度較大，為避免岸壁效應(yīng)的影響，航行時應(yīng)注意本船與主航道西邊線的距離。轉(zhuǎn)向前的初始船位選擇可以根據(jù)潮位靈活調(diào)整，充分利用有效的主航道寬度，避免使用大舵角轉(zhuǎn)向，這樣有助于控制船舶姿態(tài)及轉(zhuǎn)向后的船位，推薦轉(zhuǎn)向前把船位控制在主航道中心線東側(cè)航行。

此外，彎曲航道設(shè)置的浮標狀況對船舶過彎操縱起到重要作用，設(shè)標的合理性對駕引人員判斷本船的旋轉(zhuǎn)角速度、船艏向、船位、舵角選用等影響極大。2017年5月，由于實測支航道邊緣的淺灘位置發(fā)生了變化，二號港池支航道原布設(shè)的4個浮標被優(yōu)化調(diào)整，特別是201號燈浮的位置要較設(shè)計航道交角位置偏西南100m左右，駕引人員在參照該燈浮并實際操縱大船轉(zhuǎn)彎時，應(yīng)與燈浮保持一定安全距離，以免發(fā)生擱淺事故。

2.2 風流影響

丹東港夏季多見偏南季風，而冬季多見偏北季風，春秋季南、北風交替。風力>6級的年平均日數(shù)為11.8天。6級以下的風對滿載大型船舶來說影響并不大，但當航速較低時也有一定的影響。滿載大型散貨船在前進中，船艉受風影響大，須提前壓反舵角進行抑制。

根據(jù)水文觀測資料統(tǒng)計，二號港池口附近的潮流為明顯的往復(fù)流，受出港航道及水下地形影響，漲潮流為東北流，流向約008°～069°，漲潮最大流速為1.51m/s；落潮流為西南流，流向約170°～239°，落潮最大流速為1.48m/s。在轉(zhuǎn)向過程中，當船速較慢時，隨著船身側(cè)面受流面積的增大，船體向下流方向漂移嚴重，極易發(fā)生擱淺事故。

不同風流條件下，航跡帶寬度A可以通過計算公式大致進行推算[1]：

A=n（Lsinγ+B）

式中：A—航跡帶寬度（m）；

—船舶漂移倍數(shù)，見表1；

—風流壓偏角（°），見表1；

B—設(shè)計船寬（m）。

由此可見，如果避開橫風或橫流較大時段進行轉(zhuǎn)彎操縱，航跡帶寬度可進一步縮小，更有利于控制本船船位精確地行進在支航道中心線附近。因此，應(yīng)盡量選擇高潮（平潮）時間段抵達二號港池口支航道，從而減小流對船舶轉(zhuǎn)向的影響。

2.3 轉(zhuǎn)彎半徑小對船舶轉(zhuǎn)向的影響

不同國家對轉(zhuǎn)彎半徑大小的規(guī)定不盡相同。例如：中國《海港總體設(shè)計規(guī)范》（JTJ165-2013）要求，當轉(zhuǎn)向角ψ>35°時，轉(zhuǎn)彎半徑R應(yīng)取值為5～10倍船長。日本的《港口設(shè)施技術(shù)標準》建議航道間中心線的轉(zhuǎn)彎角度不要超過30°；當角度超過30°時，轉(zhuǎn)彎段航道中心線應(yīng)為弧線，弧線的半徑應(yīng)大于4倍設(shè)計船長等。

研究發(fā)現(xiàn)航道轉(zhuǎn)向角達60°時，操縱困難，操縱人員不易掌握船位、轉(zhuǎn)向角速度及在航道上的姿態(tài)；轉(zhuǎn)向角達90°時，操縱極為困難，對操縱人員的壓力極大，特別是風、浪、流共同作用下，過彎操縱的失誤率明顯增加[2]。

根據(jù)航道設(shè)計實踐和現(xiàn)行規(guī)范，參閱了有關(guān)國家的模擬試驗和實測資料，經(jīng)綜合有關(guān)主要影響因素進行統(tǒng)計分析和概化工作，推導(dǎo)出確定海港航道轉(zhuǎn)彎半徑R經(jīng)驗公式如下[3]：

式中：為航道轉(zhuǎn)彎半徑（m）；

為航道掩護程度系數(shù)，有掩護航道=1.0，無掩護航道 =1.2；

為最大船舶航速（m/s），小于4 m/s為宜；

為最大船舶兩柱間長度（m），一般可按；

為最大船舶滿載吃水（m）；

為航道轉(zhuǎn)彎段設(shè)計水深（m）；

為航道轉(zhuǎn)向角度。

根據(jù)上述公式計算，當采用滿舵角轉(zhuǎn)向時，轉(zhuǎn)彎半徑R為5.5倍船長。對于9萬噸級滿載散貨船來說，所需的轉(zhuǎn)彎半徑接近二號港池口的設(shè)計轉(zhuǎn)彎半徑。

如此小的轉(zhuǎn)彎半徑勢必要求船舶在轉(zhuǎn)向時操較大的舵角，隨著船舶偏轉(zhuǎn)的加速，船舶降速將非常明顯，特別是在冬季，航道擠滿大量浮冰，船舶在轉(zhuǎn)向過程中的降速會進一步加劇，這時應(yīng)提前果斷加車，增加舵效，才能保持船位。

2.4 轉(zhuǎn)向施舵時機的選擇及船舶轉(zhuǎn)向進入支航道后的船位控制要求

轉(zhuǎn)向施舵時機的選擇應(yīng)根據(jù)風流、船速、舵效及應(yīng)舵的快慢靈活調(diào)整，總體原則是宜早不宜遲。這里應(yīng)該注意的是短時間增加車速固然可以增加舵效，更有利于減小轉(zhuǎn)向半徑，但應(yīng)避免使用滿舵角導(dǎo)致船舶橫傾增大，如不得不使用左滿舵時，應(yīng)盡早回舵，避免轉(zhuǎn)向過頭，偏離支航道中線。

此外，船舶與航道底邊線間的富余寬度與航道水深、寬度、斷面形狀，船舶性能、船速，水文氣象條件和地質(zhì)條件等因素密切相關(guān)。一般規(guī)律是航道越寬或水深越淺，值越大；航道兩側(cè)岸灘水深越淺，值越大；航道底質(zhì)越硬或回淤嚴重時，值越大。不同種類船舶通航航道富裕寬度取值不同，一般LPG、LNG和油船等危險品船值>散貨船值>雜貨船或集裝箱船 值，其范圍為0.5B≤≤1.5B。規(guī)范要求值按表2選取[1]。

依據(jù)上述表格推算，在船速≤6kn時，9萬噸滿載散貨船與航道底邊間的富余寬度 值估算為0.75×38=28.5m。由此可以得出結(jié)論，當船舶駛?cè)胫Ш降篮螅粦?yīng)控制在距離支航道中心線（210-28.5×2）/2=76.5m范圍以內(nèi)[1]。

3 引航操作實例

3.1 水文及船舶資料

2017年12月29日，意大利籍散貨船“PEPPINO BOTTIGLIERI”輪，船長229m，船寬38m，載重噸93 366.7t，最大吃水14.9m，計劃早晨進港。

水文氣象：早潮高潮時間0416，潮高5.12m；偏南風1～2級；冰量5/10。

船舶資料：該輪滿載載態(tài)下，在靜水中全速時的滿舵旋回軌跡，如圖2所示。

3.2 操縱過程圖解及簡要數(shù)據(jù)說明

0400時，圖中位置1，即船位正橫14號燈浮，減速至微速前進，航速6.5kn，航向015°。3艘拖船已經(jīng)依次帶妥，其中船尾正中帶一拖船，用于必要的倒拖輔助大船減速。

0405時，圖中位置2，船艉正中拖船慢車倒拖，航速5.2kn，航向012°。

0410時，圖中位置3，令左舵20°，感覺旋轉(zhuǎn)角速度較小，接著左滿舵、短時間加車至慢速前進，以增加舵效。船艉正中拖船中速倒拖，航速4.3kn，航向005°；旋轉(zhuǎn)角速度較大時，令左舵10°。

0414時，圖中位置4，左舵20°，航速3.9kn，航向337°。

0416時，圖中位置5，減速至微速前進，船艉正中拖船拖纜繼續(xù)慢速倒拖，令右滿舵減小旋轉(zhuǎn)角速度，航速3.5kn，航向313°。

0419時，圖中位置6，船艉正中拖船慢速倒拖，令把定航向，航速3.2kn，航向316°

3.3 操縱要點分析

（1）過彎時的船速控制

船舶在轉(zhuǎn)彎段轉(zhuǎn)向時，船速越快，轉(zhuǎn)彎半徑越大。第14屆國際航運會議推薦：船速8～10kn時，轉(zhuǎn)向角ψ<25°，轉(zhuǎn)彎半徑R=3L；25°≤ψ≤35°，R=5L；ψ>35°，R=10L。據(jù)國內(nèi)港口業(yè)內(nèi)調(diào)查意見，凡有轉(zhuǎn)彎段的航道，一般都以小于8kn為宜；船速太大，安全保證率降低，容易發(fā)生事故。對于9萬噸滿載散貨船來說，二號港池口轉(zhuǎn)向半徑僅達到5.5倍船長，剛剛滿足其設(shè)計標準，依據(jù)國際慣例及成功引航經(jīng)驗，其轉(zhuǎn)彎過程中的推薦船速為小于5kn[4]。

（2）協(xié)助拖船的配置及效果

9萬噸滿載散貨船靠泊通常需要9 000馬力的拖船配合，為此我們使用3艘拖船，分別配置在船舶左艏部、左艉部及船艉正中，單艘拖船馬力不低于3 000HP。如拖船馬力不同，應(yīng)將馬力較大的拖船配置在船舶左艏部及船艉正中帶纜。拖船應(yīng)在13號燈浮附近帶好，以便幫助大船減速。在船舶轉(zhuǎn)彎過程中，要注意觀察船艉正中拖船倒拖制動的方向，其拖力方向通常要求與大船的船艏向相反，否則會產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)船力矩，應(yīng)密切注意。

（3）預(yù)留風流影響的余量

應(yīng)盡量控制9萬噸滿載散貨船于高潮時間段抵達二號港池口，可以減少或不考慮流壓影響。偏南風影響時，應(yīng)根據(jù)風力大小適當提前并操小舵角轉(zhuǎn)向，使船舶轉(zhuǎn)入支航道后能夠處于支航道中心線略偏上風一側(cè)，抵消船舶在低速前進時的風壓影響；反之偏北風影響時，應(yīng)根據(jù)風力大小適當推后并操大舵角轉(zhuǎn)向，使船舶轉(zhuǎn)入支航道后能夠處于支航道中心線略偏上風一側(cè)，抵消船舶在低速前進時的風壓影響。

（4）車舵使用及拖船配合

當9萬噸滿載散貨船轉(zhuǎn)向時，采用不同的舵角其轉(zhuǎn)彎半徑不同，一般范圍為10°～20°，舵角小轉(zhuǎn)彎半徑大，舵角大轉(zhuǎn)彎半徑小，同一艘船舶采用不同舵角其轉(zhuǎn)彎半徑相差1.3～2.0倍。短時間提高車速可增加舵效，同樣能夠減小轉(zhuǎn)彎半徑。轉(zhuǎn)彎時，可令船尾正中的拖船慢速倒拖，來抑制增加車速后船速的升高。此外，當船速低于4kn時，如果需要，可令左艏部拖船適當松放拖纜，并擺開與船舶首尾線30°左右的夾角倒拖，幫助船舶向左轉(zhuǎn)向，減小轉(zhuǎn)彎半徑，但此時操縱要謹慎，應(yīng)注意適當加車并提前壓反舵角抑制，避免船速驟降且轉(zhuǎn)向角速度過快而造成難以控制的險情。

4 結(jié)束語

隨著丹東港水域通航環(huán)境的改善，近年來靠泊丹東港的大型船舶逐年增多，然而由丹東港主航道進入大東港區(qū)二號港池支航道轉(zhuǎn)向角較大，且轉(zhuǎn)向水域有限，在受風流影響情況下，滿載大型船舶如操縱不慎可能造成擱淺事故。為了減小滿載大型船舶靠泊二港池的操縱風險，保障該水域通航安全，我們根據(jù)自身多年實際靠泊滿載大型船舶經(jīng)驗結(jié)合理論分析，總結(jié)出滿載大型船舶靠泊的風險因素與操作要點，從而為駕引人員提供實際經(jīng)驗參考與指導(dǎo)。

參考文獻

[1]海港總體設(shè)計規(guī)范（JTS 165-2013）.中華人民共和國行業(yè)標準.

[2]Navigation Channels and Basins-Technical Standards and Commentaries for Port and Harbour facilities in Japan[M].Tokyo： Daikousha Printing Co.， Ltd.， 2002.

[3]楊桂樨.海港航道轉(zhuǎn)彎段主尺度綜合計算的研究[J].港工技術(shù)，2001（02）：11-14.

[4]曹鳳帥，姜俊杰，吳澎.海港航道轉(zhuǎn)彎尺度設(shè)計參數(shù)研究[J].水運工程，2011（09）：193-198.

作者簡介：

李宏江，丹東港引航站站長，高級引航員，（E-mail）halbertsport@126.com，13304259292