淺析沿海測(cè)量現(xiàn)狀及對(duì)噴水推進(jìn)船舶的需求

呂文喜

摘 要：海上測(cè)量是海圖繪制的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要推動(dòng)作用。為更好的發(fā)展沿海測(cè)量，根據(jù)我國(guó)沿海測(cè)量現(xiàn)狀以及港口、航道自然條件，在該領(lǐng)域引入淺吃水噴水推進(jìn)測(cè)量船舶是有一定必要的。本文以渤海為例，重點(diǎn)針對(duì)沿海海域影響測(cè)量的安全因素和對(duì)沿海測(cè)量船舶的實(shí)際需求進(jìn)行了淺析，同時(shí)對(duì)噴水推進(jìn)系統(tǒng)的原理及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了適當(dāng)闡述。

關(guān)鍵詞：海上測(cè)量;沿海測(cè)量;影響因素

中圖分類(lèi)號(hào)：U664.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）02-0134-02

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展壯大，海上測(cè)量事業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，測(cè)量用船也由早期的木質(zhì)漁船升級(jí)為搭載專(zhuān)用設(shè)備的鋼制海船，作業(yè)效率和安全性都大幅提升。與此同時(shí)，海上養(yǎng)殖業(yè)、捕撈業(yè)、油氣開(kāi)采業(yè)都日趨繁榮，自然而然給海上測(cè)量帶來(lái)了一定的影響，本文重點(diǎn)就影響沿海測(cè)量的各種影響因素展開(kāi)分析，并對(duì)如何規(guī)避影響提出了相對(duì)有效的應(yīng)對(duì)措施。

1 海上測(cè)量的重要性

（1）船舶水上運(yùn)輸以其運(yùn)量大、成本低、持續(xù)性強(qiáng)的巨大優(yōu)勢(shì)承擔(dān)著主要大宗貨物的運(yùn)輸，對(duì)局部地區(qū)、整個(gè)國(guó)家乃至世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的推動(dòng)作用。海圖，作為船舶航線制定的參考依據(jù)，對(duì)確保船舶安全航行起著舉足輕重的作用。離開(kāi)海圖，船舶隨時(shí)都可能有擱淺、觸礁甚至沉沒(méi)的危險(xiǎn)。而海圖制作最基礎(chǔ)的工作就是海上測(cè)量。（2）伴隨著國(guó)家十三五規(guī)劃中建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的提出，海洋裝備、海洋生物、濱海旅游、交通運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)領(lǐng)域積極推進(jìn)。對(duì)精準(zhǔn)的海底、沿岸情況，及時(shí)的海圖更新有了更加嚴(yán)格的要求，同時(shí)也需要更加完善的海上測(cè)量做為支撐。

2 我國(guó)沿海測(cè)量工作現(xiàn)狀及測(cè)量船舶裝備情況介紹

（1）我國(guó)擁有18000千米長(zhǎng)的海岸線，港口分布眾多。整體港口、航路測(cè)量工作主要由交通運(yùn)輸部海事局旗下的北海、東海、南海三家航保中心下屬的海事測(cè)繪中心承擔(dān)，分別位于天津、上海和廣州。國(guó)家對(duì)其各自管轄范圍作出了明確劃分，由北向南依次為：天津海事測(cè)繪中心負(fù)責(zé)遼寧、河北、天津、山東海域;上海海事測(cè)繪中心負(fù)責(zé)江蘇、上海、浙江、福建海域;廣州海事測(cè)繪中心負(fù)責(zé)廣東、廣西、海南海域。三家單位作業(yè)情況基本一致，下面僅以天津海事測(cè)繪中心為例介紹：其主要承擔(dān)轄區(qū)內(nèi)52個(gè)港口，142幅港口航道圖的周期性測(cè)繪任務(wù)，同時(shí)承擔(dān)海道測(cè)量、海事應(yīng)急搶險(xiǎn)、通航水域掃測(cè)的職責(zé)。轄區(qū)范圍廣、測(cè)量任務(wù)重。（2）目前沿海測(cè)量船舶主要是以搭載單波束、雙波束、側(cè)掃聲吶等設(shè)備的40米級(jí)中型測(cè)量船為主，多數(shù)采用由柴油主機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的變距或定距螺旋槳推進(jìn)系統(tǒng)。有時(shí)也會(huì)根據(jù)不同情況租用港作全回轉(zhuǎn)拖輪或漁船實(shí)施掃測(cè)任務(wù)。

3 影響測(cè)量作業(yè)安全的因素

在實(shí)際工作中存在諸多外部因素影響海上測(cè)量工作的有序開(kāi)展，有時(shí)甚至造成船體破損、設(shè)備損傷、漏油污染海域環(huán)境等惡劣影響。各地區(qū)主要影響因素差異性較小，下面僅以渤海灣為例對(duì)各主要因素進(jìn)行分析闡述[1]。

（1）惡劣海況。渤海春季多東北風(fēng)、冬季多北風(fēng)和西北風(fēng)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)力較大。大風(fēng)浪天氣造成船體晃動(dòng)，引發(fā)人員疲勞、精神緊張甚至嘔吐，也會(huì)造成測(cè)量數(shù)據(jù)失準(zhǔn)。一般情況下，40米級(jí)中型測(cè)量船在浪高1米的海況下測(cè)量數(shù)據(jù)已無(wú)法使用。為此須對(duì)測(cè)量船舶抗風(fēng)等級(jí)提出一定要求，以適當(dāng)降低惡劣海況的影響。（2）船舶擱淺。海上測(cè)量在嚴(yán)格意義上講，也可以說(shuō)是海上探險(xiǎn)，是對(duì)未知區(qū)域進(jìn)行的探索。水下情況是不得而知的，淺灘、堤壩、礁石都有存在，因此在沿海近岸施工時(shí)難免會(huì)有觸底、擱淺甚至沉沒(méi)的危險(xiǎn)，隱患極大。為此要求測(cè)量船舶盡量擁有較淺的吃水，以便適應(yīng)淺水作業(yè)環(huán)境。（3）船舶碰撞。港口、錨地、航道船舶眾多，這些區(qū)域也正好是沿海測(cè)量的重點(diǎn);同時(shí)，非禁漁期時(shí)海上漁船成群結(jié)隊(duì)，其多數(shù)通訊設(shè)備簡(jiǎn)陋甚至無(wú)高頻電話。這些都造成船舶碰撞概率的增加。因此要求甲板部值班人員必須集中精力，謹(jǐn)慎航行，合理避讓。（4）纏螺旋槳（纏擺）。渤海海域海上養(yǎng)殖區(qū)分布廣泛，山東、河北、遼寧地區(qū)均有大面積扇貝、海帶、魚(yú)類(lèi)等養(yǎng)殖，尤以山東半島、遼東半島一帶為甚;渤海水產(chǎn)品豐富，非禁漁期間海上各種漁網(wǎng)遍布。網(wǎng)箱、粘網(wǎng)、地籠等漁具都是螺旋槳安全的隱患。加之渤海灣石油資源豐富，中海油、中石油、康菲石油、洛克石油、阿納達(dá)科等公司油田分布廣泛，施工中落水的尼龍纜、鋼絲纜、電纜等也都是螺旋槳的殺手。加上測(cè)量工作的特殊性要求，測(cè)線劃定后必須盡量保持航向。這也造成纏擺概率的增加。因此，在對(duì)甲板人員值班提出要求的同時(shí)，也對(duì)無(wú)螺旋槳的噴水推進(jìn)船舶有了迫切的需求。

4 測(cè)量船舶的要求

（1）具有良好的機(jī)動(dòng)性，便于快速上線。船速不必太高，靜水全速達(dá)到13節(jié)左右即可。大比例尺海圖單波束測(cè)量時(shí)船速為10節(jié)左右，而小比例尺海圖多波束測(cè)量時(shí)船速僅需6-7節(jié)，否則對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)有一定影響。因此，沿海測(cè)量船對(duì)主機(jī)功率沒(méi)有太高要求。（2）抗風(fēng)等級(jí)與船舶吃水的有效協(xié)調(diào)。較深的船舶吃水對(duì)提高船舶抗風(fēng)等級(jí)具有良好的促進(jìn)作用，而沿海測(cè)量的現(xiàn)狀卻又要求其吃水不能太深;船長(zhǎng)影響縱搖，小型船舶在大風(fēng)浪中會(huì)不可避免的發(fā)生較大縱搖，但隨著吃水的減小，縱搖也不會(huì)太大;船寬的增加雖然可以減少橫搖但又造成船舶阻力的增加;提升重心高度，會(huì)減輕搖晃頻率但造成船舶穩(wěn)性降低。綜合以上幾點(diǎn)，離岸20海里以?xún)?nèi)的沿海測(cè)量船型宜采用船長(zhǎng)40米、船寬8米、吃水2.4-2.6米的船型，同時(shí)要求盡可能減少上層建筑重量，降低船舶重心。（3）為避免纏擺事故的發(fā)生，甲板部值班人員必須做到加強(qiáng)瞭望，謹(jǐn)慎航行。但對(duì)于水下物體卻不是瞭望所能解決的。因此，要采取必要保護(hù)措施，如變可調(diào)螺距槳為定距槳，安裝槳轂割刀等，但效果一般。最好的辦法就是變螺旋槳推進(jìn)為噴水推進(jìn)，從根本上解決纏擺問(wèn)題[2]。

5 噴水推進(jìn)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹及其優(yōu)缺點(diǎn)

5.1 噴水推進(jìn)方式的工作原理

噴水推進(jìn)系統(tǒng)是以柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵（軸流泵、離心泵、混流泵等）為動(dòng)力，將水從船底吸口吸入，由水泵提高其能量，經(jīng)導(dǎo)流管，向與船舶運(yùn)動(dòng)相反的方向噴射，靠水的反作用力來(lái)驅(qū)動(dòng)船舶。

5.2 噴水推進(jìn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

與常規(guī)螺旋槳推進(jìn)相比，噴水推進(jìn)方式在部分方面具有明顯優(yōu)勢(shì)[3]。（1）前進(jìn)時(shí)操縱性能好，轉(zhuǎn)向靈活，機(jī)動(dòng)性好?？赏ㄟ^(guò)改變噴嘴的方向來(lái)改變推進(jìn)方向，同時(shí)以操舵裝置相配合，與傳統(tǒng)的變矩槳具有類(lèi)似的性能。（2）不受吃水影響，可在淺水水域航行。沒(méi)有螺旋槳，因此不必?fù)?dān)心纏擺和槳葉破壞現(xiàn)象的發(fā)生，非常適合沿海測(cè)量應(yīng)用。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、振動(dòng)小、噪音低。沒(méi)有艉軸、中間軸承、螺旋槳等部件，取而代之的是泵浦和噴射系統(tǒng)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件較少。維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單方便，可節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。（4）工況適應(yīng)能力強(qiáng)?？沙浞治罩鳈C(jī)功率，以調(diào)節(jié)和適應(yīng)工況的變化。

5.3 噴水推進(jìn)系統(tǒng)的缺點(diǎn)

該系統(tǒng)在部分方面有了很好的功能提升，但其仍存有固有缺陷，需要在平時(shí)的使用中注意。（1）低速狀態(tài)下推進(jìn)效率較低，能耗相對(duì)傳統(tǒng)螺旋槳有所增加。（2）船底進(jìn)水口容易被水草、海冰、泥沙等雜物封堵，造成整體效率的降低。尤以淺水區(qū)顯著。因此，在使用中要結(jié)合測(cè)區(qū)特點(diǎn)不定期對(duì)進(jìn)水口進(jìn)行清洗，提高壓縮空氣吹除頻率，以確保進(jìn)水口的暢通。（3）倒車(chē)無(wú)力，目前噴水推進(jìn)系統(tǒng)的噴嘴一般僅能在小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，倒車(chē)時(shí)往往采用的是雙舵合并，水作用到舵葉以后向前反射，從而產(chǎn)生向后的推力使船舶后退。較變矩槳推進(jìn)系統(tǒng)效率低。隨著科技的不斷進(jìn)步360度旋轉(zhuǎn)噴嘴必將在不久的將來(lái)應(yīng)用與船舶，或者開(kāi)發(fā)出更好的操舵系統(tǒng)，從而徹底解決倒車(chē)無(wú)力的問(wèn)題。

6 結(jié)語(yǔ)

本文主要圍繞沿海港口航道測(cè)量現(xiàn)狀、影響因素及船舶狀況需求，進(jìn)行分析，對(duì)噴水推進(jìn)系統(tǒng)的原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述。為提高測(cè)量船舶管理能力和沿海測(cè)量作業(yè)的安全性提供了參考。綜合考慮，發(fā)展淺吃水噴水推進(jìn)專(zhuān)業(yè)化測(cè)量船舶對(duì)提高我國(guó)沿海測(cè)量能力，降低測(cè)量風(fēng)險(xiǎn)是有一定必要的。

參考文獻(xiàn)

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[2] 張躍文.船舶管理[M].大連海事大學(xué)出版社，2012.

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