空載巴拿馬型船離天津港G8泊位操縱要點(diǎn)

沈亮

摘 要：巴拿馬型船靠離泊天津港G8泊位時(shí)，掉頭水域狹窄，尤其在強(qiáng)東北風(fēng)情況下空載巴拿馬型船離泊時(shí)，風(fēng)壓力將對(duì)船舶造成更大的風(fēng)險(xiǎn)。文中基于風(fēng)壓對(duì)船舶產(chǎn)生的橫向漂移、偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象的分析，總結(jié)了船舶存在的風(fēng)險(xiǎn)，并有針對(duì)性地提出了強(qiáng)東北風(fēng)中操縱空載巴拿馬型船離天津港G8泊位操縱要點(diǎn)，對(duì)在狹窄水域駕引人員在強(qiáng)風(fēng)中實(shí)施的離泊作業(yè)有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)東北風(fēng);空載巴拿馬型船;天津港G8泊位;風(fēng)險(xiǎn);操縱要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：U675? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2022）01-0117-03

1自然環(huán)境

1.1碼頭環(huán)境

天津新港一港池為半封閉港池，港池口寬420m，進(jìn)深430m。G8泊位位于新港一港底部，其西側(cè)有最大寬度約45m的淺點(diǎn)。G7、G8泊位總長(zhǎng)約350m，碼頭走向?yàn)?15o/295o。當(dāng)接納巴拿馬型船舶停泊時(shí)，僅?？恳凰掖啊．?dāng)G9號(hào)泊位靠泊大靈便型船舶、增6泊位有岸吊作業(yè)時(shí)，一港池內(nèi)的最小調(diào)頭水域僅有300m左右，不足巴拿馬型船舶1.5倍船長(zhǎng)。

1.2氣象環(huán)境

天津港水域具有明顯的季風(fēng)特征，夏季盛行偏南風(fēng)，冬季盛行偏北風(fēng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，冬季風(fēng)力較大，大風(fēng)多出現(xiàn)E和ENE，尤其受強(qiáng)冷空氣和寒潮影響時(shí)，大風(fēng)可持續(xù)數(shù)日，對(duì)天津港的靠離泊作業(yè)造成極大的困難。

1.3 水文情況

天津港水域潮汐呈不規(guī)則半日潮，漲潮流向西北、落潮流向東南，防波堤口附近水域和錨地水域流速最大。一港池位于天津新港港區(qū)里端，因附近水域水深較淺且在三凸堤的影響下，流速非常弱，最大流速小于0.3kn。

2 巴拿馬型船舶操縱特性

與滿載巴拿馬型船舶相比，空載巴拿馬型船舶排水量較小，單位排水量所分配的主機(jī)功率較大，停車沖程、倒車沖程較小;船舶艉吃水較小，螺旋槳的沉深比較小，易產(chǎn)生“空泡”現(xiàn)象，螺旋槳推進(jìn)效率下降，導(dǎo)致舵速降低，舵效較差;受風(fēng)面積較大，受風(fēng)影響明顯，強(qiáng)風(fēng)中保向界限變小。

3 強(qiáng)東北風(fēng)離G8泊位操縱的風(fēng)險(xiǎn)分析

如圖1所示，當(dāng)空載巴拿馬型船舶離泊時(shí)，受四種典型風(fēng)向的影響。在西北風(fēng)、東南風(fēng)情況下離泊時(shí)，掉頭至船位2至船位3時(shí)，船舶相對(duì)風(fēng)舷角逐漸減小，風(fēng)壓力影響較小，船舶即處于安全狀態(tài);在西南風(fēng)情況下離泊時(shí)，掉頭至船位2時(shí)，可適當(dāng)進(jìn)車，船位即可調(diào)整至港池的上風(fēng)處，船舶即可處于較為安全狀態(tài);而在東北風(fēng)情況下，掉頭至船位2以后，船舶相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)角逐漸增大，且向下風(fēng)漂移，此種情況下船舶最危險(xiǎn)，因此，以在強(qiáng)東北風(fēng)情況下，離泊G8泊位為例，討論分析空載巴拿馬型船舶離泊操縱風(fēng)險(xiǎn)。

3.1 解纜風(fēng)險(xiǎn)分析

當(dāng)纜繩全部離樁后，在縱向風(fēng)壓力、橫向風(fēng)壓力、風(fēng)壓力矩[1]的作用下，船舶運(yùn)動(dòng)姿態(tài)開始變化?？v向風(fēng)壓力、橫向風(fēng)壓力、風(fēng)壓力矩的表達(dá)式為：

公式（1）（2）（3）中，為縱向風(fēng)壓力，單位為N;為空氣密度，單位為1.226kg/m3;為相對(duì)風(fēng)速，單位為m/s;為船舶水線上正投影面積，單位為m3;為相對(duì)風(fēng)舷角;為縱向風(fēng)壓力系數(shù);為橫向風(fēng)壓力，單位為N;為船舶水線上側(cè)投影面積，單位為m3;為縱向風(fēng)壓力系數(shù);為風(fēng)壓力矩，單位為N.m;為船長(zhǎng)，單位為m;為風(fēng)壓力矩系數(shù)。

在的作用下，船舶將產(chǎn)生縱向向前的速度;在的作用下，船舶將產(chǎn)生向左橫向漂移速度;在的作用下，船舶將產(chǎn)生向右的角加速度，導(dǎo)致船舶首向與碼頭走向的夾角不斷增大，存在船首觸碰岸吊或其他岸上設(shè)施的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 拖船放纜的風(fēng)險(xiǎn)

受拖船纜機(jī)速度、主機(jī)類型和拖船駕駛員的技術(shù)水平等因素影響，拖船放纜時(shí)間往往不同步。若船艉拖船放纜較快，則導(dǎo)致船艉橫移速度更快，加大了船首與岸上設(shè)施觸碰的風(fēng)險(xiǎn)。

拖船放纜時(shí)，在風(fēng)平行碼頭分量的影響下，拖船將向船首方向漂移，拖船起拖時(shí)，拖船吊拖力在船舶的縱向分量將產(chǎn)生導(dǎo)致船舶向前速度加快，增加了船首與前方設(shè)施觸碰或淺灘擦淺的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 船位落下風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)

船舶自船位2到船位3的過程中，相對(duì)風(fēng)舷角不斷加大，橫向風(fēng)壓力和風(fēng)壓力矩不斷變大，導(dǎo)致船艉加速向下風(fēng)橫移;同時(shí)，船艏受到向右的橫向風(fēng)壓力，若船舶向前運(yùn)動(dòng)，水動(dòng)力作用中心靠近船艏，導(dǎo)致船艏拖船吊拖效果下降，因此存在船位落下風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。

在船位3狀態(tài)，船舶處于加速階段，受左舷橫風(fēng)影響，船舶將向下風(fēng)漂移，航行中風(fēng)致漂移速度表達(dá)式[2]為：

（4）

公式（4）中，為風(fēng)致漂移速度，單位為m/s;是船舶水線長(zhǎng)度，單位為m;為船舶平均吃水，單位為m;為正橫風(fēng)速，單位為m/s;為船舶航速，單位為kn。該公式根據(jù)實(shí)際水深與船舶吃水比存在修正系數(shù)，比值越小，修正系數(shù)越小。

由公式（4）可知，船舶平均吃水越小、船舶加速性能越差，則風(fēng)致船舶下風(fēng)漂移速度越快，風(fēng)致漂移時(shí)間越長(zhǎng)，風(fēng)致漂移距離越大。因此，橫風(fēng)加劇了船舶向右舷漂移，增加了船舶落下風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 轉(zhuǎn)出港池的風(fēng)險(xiǎn)

在船舶轉(zhuǎn)出港池階段，隨著船舶向左轉(zhuǎn)向，船舶的相對(duì)風(fēng)舷角不斷減小，風(fēng)壓力阻礙船艏向上風(fēng)橫移，風(fēng)壓力作用中心前移，此外，船舶速度增加，水動(dòng)力作用中心前移，上述因素直接導(dǎo)致船舶在轉(zhuǎn)向時(shí)，船艏向左橫移速度很小甚至不向左橫移，而船艉在舵力、風(fēng)壓力的作用和橫風(fēng)致船舶漂移速度的影響下，較快地向下風(fēng)漂移，最終導(dǎo)致了船舶被吹出閘東航道的風(fēng)險(xiǎn)。

4 強(qiáng)東北風(fēng)中離泊操縱的要點(diǎn)

4.1 解纜

在解纜時(shí)，為了減少縱向風(fēng)壓力的影響，在拖船頂推時(shí)，應(yīng)解掉船舶頭纜、船艉所有纜繩，確保船舶能及時(shí)用車控制船舶縱向速度，而船艏倒纜應(yīng)在令船艏拖船停車放纜時(shí)解掉，這樣就縮短了縱向風(fēng)壓力導(dǎo)致船舶產(chǎn)生縱向運(yùn)動(dòng)速度的時(shí)間，從而降低了在拖船開始吊拖前船舶因縱向進(jìn)速較快而產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 拖船放纜

若船艏拖船、船艉拖船同時(shí)放纜，則船舶將在橫向風(fēng)壓力、風(fēng)壓力矩的作用下，船艉向左橫移速度不斷增加，船舶向右的偏轉(zhuǎn)速度不斷變快，船舶首向與碼頭走向的夾角不斷變大。為了減少船首向與碼頭走向的夾角，應(yīng)先令船艏拖船放纜，而船艉拖船根據(jù)船艉橫向漂移速度和船舶偏轉(zhuǎn)狀態(tài)，選擇是否需要令其慢車短時(shí)頂推船艉，然后選擇合適時(shí)機(jī)令船艉拖船放纜。

4.3 上風(fēng)船位

船位2至轉(zhuǎn)出港池之前，風(fēng)致船艉向下風(fēng)漂移的速度較快，但部分操縱者為盡快完成掉頭而令船艉拖船收拖攬頂推船艉，這樣將導(dǎo)致船艉以更快的橫向漂移速度向下風(fēng)移動(dòng)，而正確做法是令船艉拖船處于吊拖位置，以降低船艉橫移速度，確保船位處于港池中的上風(fēng)處，此外，為便于進(jìn)車加速，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)解掉船艉拖船，并令其去船舶右舷船艉準(zhǔn)備頂推。

4.4 盡快提速

當(dāng)船舶掉頭完畢且確定港池外通航環(huán)境安全后，需盡快解掉船艏拖船，盡可能快地加車提速，以減小風(fēng)對(duì)船舶的影響。另一方面，令船艉拖船去右舷船艏準(zhǔn)備頂推，船艏拖船去左舷船艉準(zhǔn)備頂推。

4.5 轉(zhuǎn)出港池

船舶向左駛出港池時(shí)，風(fēng)力越大，轉(zhuǎn)向時(shí)機(jī)越早，且坐舵應(yīng)先大舵角后小舵角，以確保船舶盡可能處于港池上風(fēng)位置。若風(fēng)力過大，船舶轉(zhuǎn)向速率達(dá)不到預(yù)期且向下風(fēng)漂移過快，則令右船艏拖船頂推以加快船舶轉(zhuǎn)向角速度，必要時(shí)令左船艉拖船頂推，以確保船舶在閘東航道時(shí)處于良好的船位和把定在較好的船首向上。

5 結(jié)語(yǔ)

以船舶在強(qiáng)東北風(fēng)下離泊天津港G8泊位為例，系統(tǒng)性地分析了船舶在各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)存在的風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合船舶操縱實(shí)踐，提出了船舶離泊操縱的要點(diǎn)，進(jìn)一步提高了在強(qiáng)風(fēng)中空載船舶如何在狹窄水域完成離泊操縱的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪碧光.船舶操縱[M].大連：大連海事大學(xué)出版社，2008.

[2]龔雪根，陸志才.船舶操縱[M].北京：人民交通出版社，2000.