船舶通過淺水區(qū)的操縱

張慶海

摘? 要：船舶在從事海上航行運輸?shù)倪^程中，經(jīng)常通過港口航道、狹水道、島礁區(qū)和其它某些沿岸水域，在這些區(qū)域中會存在著一些淺水區(qū)，經(jīng)常發(fā)生淺水效應。作者從實際操船中體驗到了船舶從深水航行至淺水或在淺水中航行時，出現(xiàn)橫向阻力增加、船速下降、船體下沉、縱傾變化、舵力下降、舵效變差、沖程變小等現(xiàn)象，從而影響船舶的操縱性能這些不利因素，所以作為船長和駕駛員，應該從接到航次任務時就全面的考慮和分析，提前做好通過淺水區(qū)域的各項安全準備工作，通過淺灘時，船長和駕駛員要適當?shù)乜刂拼?、正確使用各種逐行設備，確保船舶在淺水中航行的安全性。

關鍵詞：淺水區(qū);淺水效應;操縱

中圖分類號：U676.1? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）05-0137-02

Abstract： In the process of maritime navigation and transportation， ships often pass through port waterways， narrow waterways， island and reef areas and some other coastal waters， in which there are some shallow water areas， and shallow water effects often occur. From the actual ship operation， I have experienced that when the ship sails from deep water to shallow water or in shallow water， there are some phenomena， such as the increase of lateral resistance， the decrease of ship speed， the sinking of ship hull， the change of trim， the decrease of rudder force， the deterioration of rudder efficiency， the decrease of stroke and so on. Thus affecting the maneuverability of the ship. These unfavorable factors， so as the captain and driver， should be comprehensively considered and analyzed from the time of receiving the voyage mission， and all the safety preparations for passing through the shallow water should be done in advance. When passing through the shoal， the captain and driver should properly control the speed of the ship and correctly use all kinds of progressive equipment to ensure the safety of navigation in shallow water.

Keywords： shallow water area; shallow water effect; manipulation

引言

在船舶進出港航道、狹水道、島礁區(qū)和某些沿岸水域，存在著一些淺水區(qū)。船舶航行到這些區(qū)域之前，作為一名優(yōu)秀的駕駛員，既要較好的掌握船舶操縱性能，還要了解外界因素對操船的影響，外界因素包括風、流、淺水、岸壁等等。本人這里根據(jù)自己的實際經(jīng)驗，來驗證和分析、研究淺水對船舶操縱的影響及通過淺水域前的準備工作和通過時所采取的安全措施。

我輪接到公司航次指令：天津滿載裝貨到日本片上港（KATAKAMI）卸貨。由于片上港是日本的小港口，且航道水深及寬度嚴重受限，在12號浮標的附近水深最淺，而且在航道的兩側有大量的養(yǎng)殖區(qū)，該港口要求船長自引進出港及靠離碼頭。當?shù)卮硪惨辉購娬{船舶進港最大吃水不能超過5.2米，因為已有多條船在該航道發(fā)生擱淺事故。本船高度重視淺水對操縱影響的諸多不利因素，如船速降低、船體下沉、縱傾變化、應舵性下降、旋回性下降等，為應對這些不利因素的影響，特召開航前安全會議，充分做好船舶通過淺水域前的安全準備工作，雖然我輪當時通過淺水域時出現(xiàn)過船首水花顯著減少，船舶抖動、泥沙翻滾、船尾后面出現(xiàn)尾追浪、吃水增加、船速下降、舵效變差等典型的淺水現(xiàn)象，但由于本船采取了降速、增大滑失、加速旋回，合理使用車、舵等設備，安全順利通過了淺灘。

通過本次通過淺灘的實踐，我對通過淺灘的安全操作有了更深的認識。下面就和大家一起分享通過淺灘的體會，希望能對廣大船員們在實際工作中有所幫助。

1 淺水域的概念

淺水域是指對于所操縱的船舶而言水深較淺的水域和寬度較窄的水道。我們一般用實際水深與船舶吃水之比來確定（H/D），對于低速船來說，就可以作為淺水來對待了，而高速船，H/D≤10，就可認為是淺水水域了。我們根據(jù)霍夫特的研究來界定本船是否航行在淺水域。我輪根據(jù)當?shù)卮斫o的日本片上港的潮汐情況及我輪靠泊計劃預計靠港時間（在白天時間：06：00-18：00進港，此港夜晚時間：18：00-06：00是禁止進出的）。當時最高潮高為中午11：00時，潮高2.25米，我輪天津港完貨后吃水DFT的情況，艏吃水F：4.85m/艉吃水A：5.15m，平均吃水M：5.0m;（我輪夏季滿載平均吃水是5.4米）無橫傾，船公司原打算在韓國麗水港添加重油FO：50噸、輕油DO：10噸，后經(jīng)船上多次計算，加完油后船舶富余水深不足，為了保證安全通過淺水域，因此船上建議船公司從日本回來到韓國港口再加油比較安全，因此公司取消了在韓國麗水加油的計劃，這樣我輪在海上航行5天到日本片上錨地所消耗油水對縱傾的影響經(jīng)計算得到是船舶吃水DFT/F4.89m/A5.05m（在片上港錨地錨泊時，我輪利用救生演習放艇的機會查看前后吃水來驗證計算結果接近平吃水），過淺水域海圖水深最小是3.2m，如果趕上高潮時通過的話，實際水深為5.45m，相對水深H/D=5.45/5.05=1.08≤4，所以我輪在片上屬于在淺水區(qū)的航行。

2 淺水對船舶操縱的影響

從船舶運動狀態(tài)來看，船舶由深水區(qū)域駛入淺水區(qū)域時，會出現(xiàn)以下現(xiàn)象。（1）船舶阻力迅速增大，船速會降低;在主機轉數(shù)相同情況下，淺水的船速較深水域船速要低。（2）在船中附近的低壓區(qū)會向艉擴展，船體會有一定的下沉，縱傾也會變化。（3）艉的伴流會增強，螺旋槳的沉深橫向力也較深水時明顯，會出現(xiàn)明顯的船體振動，而且海水明顯變混濁了、船首水花也明顯減少了、船尾后面還出現(xiàn)了尾追浪。（4）船舶在淺水水域內進行旋回時，因為船舶旋回時的阻矩增加，船舶旋回性能將會變差，反而使船舶航向穩(wěn)定性變好。

2.1 橫向阻力的增加

船舶在淺水域中航行，船體周圍的水流的流場與深水水域中有很大的不同。深水航行時，船首與船尾水的流動具有在三個維度流動的特點。在船首部，水的流動分別向兩側、和向后、向下的特點;而在船尾部，水的流動分別由兩側向船舶首尾面和向后，還具有向上的特點;而船舶在淺水水域中航行的時侯，艏和艉的水的流動受到了空間的限制，水的流動變?yōu)槎S平面式運動，同時產生了不同的船體周圍的水壓力。

2.2 船速的下降

由于船舶在淺水域中航行時，摩擦阻力F增大，船中部的低壓向船尾擴展，使船體下沉，船舶縱傾增大;淺水水域出現(xiàn)了興波，所以增大了興波阻力，螺旋槳盤面附近產生的渦流增強，使螺旋槳的推進效率下降。船舶阻力的增加及螺旋槳推進效率的下降，使船舶速度下降。

2.3 淺水對船體下沉與縱傾變化的影響

因為船舶在淺水區(qū)航行時，船體周圍水流的維度由三維變成了二維，而流速的增加，使得舯部的低壓區(qū)擴展到了艉，這樣就造成了船體的下沉量增加和縱傾的變化。所以，當船速下降很快時，我們船舶就已從深水域航行至淺水域了，這時就要求我們駕駛人員高度警惕淺水效應了。

2.4 淺水對船舶操舵的影響

當船舶航行在淺水區(qū)時，由于船體下沉量變大，縱傾的變化，另外在船尾處水流迅速向上擴展，使舵葉附近產生了渦流，增大了船尾處的伴流，增大了船舶虛質量，導致舵壓力的下降。但是，當螺旋槳轉速RPM如果是定值，淺水域中船速的降低又導致螺旋槳的滑失比增大，增大了螺旋槳的推力，進一步的提高了舵壓力，又使前面提到的舵壓力降低得到了一定的補償。綜合來看，舵壓力有所下降但是變化不太大。

2.5 淺水對旋回性、追隨性的影響

從我輪實際通過淺水域的狀況來看，船舶從深水進入淺水中，追隨性、航向穩(wěn)定性變好，而旋回性變差。這樣就需要有一定的進車保持舵效來轉向。

2.6 淺水水域航行時對停車沖程的影響

當船舶在淺水域航行時，船體會下沉，出現(xiàn)首縱傾，增大興波，船體的阻力也會增加。由于滑失比的增大，使螺旋槳推進效率降低，另外，船舶在淺水中航行，摩擦阻力明顯增大，所以，沖程會減小，船舶在剛停主機時余速較高的時間段內減速最快。

3 淺水水域中實際操船應注意的問題

船舶航行時，如果航海人員發(fā)現(xiàn)螺旋槳轉速下降、船速明顯下降、船體有一定量的下沉、旋回性能變差、伴有淺水效應和岸壁效應、船舶操縱困難、甚至船尾有泥沙翻滾現(xiàn)象，應該引起足夠的重視，為了船舶安全，駕駛人員要熟悉本船的操縱性能和掌握船舶的載態(tài)，研究和熟悉航行水道，掌握淺水區(qū)域的分布，及時采取相應操縱措施。

3.1 淺水水域中應注意船舶降速航行

提前降低船速可以減小船舶的動力吃水，另外在船舶舵效變差時，也可以及時加車助舵，以增加舵壓力和舵力轉船力矩，改善船舶的操縱性能。

3.2 淺水水域航行中應注意船舶旋回性變差的傾向

我們知道，船舶在淺水域中航行時旋回性變的很差，在旋回過程中，盡量減小旋回圈，加車旋回的操船方法被廣泛使用，具體方法是在船舶調頭或者旋回之前，盡量地降低船速，開始調頭或旋回時，則在較短地時間內采用較高的螺旋槳轉速，利用增大滑失比來提高螺旋槳的推進效率，從而增加舵壓力的方法。

3.3 充分利用淺水水域中船舶的停船性能

當船舶在淺水水域中航行時，因為航行阻力的增加，船舶的停船性能會有較大的改善，停車沖程會明顯地縮短，保證在應急情況下能及時把船停住。

4 結論

淺水效應對船舶安全航行有較大地威脅，我們在開航之前就要做好充分的準備，并在整個航次過程中謹慎駕駛：（1）查看航海資料來全面了解港口及航道的情況;（2）精確進行水尺計算和配積載，保證完貨后船舶無橫傾，前后吃水差合理，船舶的吃水差無橫傾盡量用所裝的貨物來調整，不用船舶壓載水來調節(jié)而造成載重量的增加，如果需要小量地調整縱傾與橫傾可以考慮用淡水及燃油來調整;（3）完貨前排空壓載水，盡量減少船舶常數(shù)等，如還不能滿足過淺灘富余水深的要求，可以考慮適當減少貨物裝載量;（4）計算過淺灘前油水消耗，盡量不要在過淺水域前添加燃油和淡水;（5）其他安全措施：a.船舶在抵達淺水水域之前，要及時調整船舶的前后吃水，使船舶在到達淺水水域的時侯剛好平吃水，沒有橫傾。如航行水域有足夠的富余水深;可以考慮將船舶調整到適當?shù)奈部v傾，這樣可以改善船舶操縱性。b.過淺灘時經(jīng)常需要侯潮，過淺灘的最佳時機通常選擇在當?shù)馗叱鼻?h，因為此時水面已上漲一定的高度，有利于船舶安全通過淺灘。另一方面，船舶一旦擱淺，因為潮水還在上漲，給船舶留有自行脫淺的可能。c.船舶通過僅有少量富余水深的淺灘時，必須控制好船速，防止船速過大使船體下沉和縱傾過大而造成擱淺，可以考慮停車淌航。d.盡量避免在淺水水域與它船會遇，確保船舶安全順利地通過淺水域。

參考文獻：

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