濰坊港港內(nèi)設(shè)置待泊浮筒的可行性探討

王思潭

（濰坊港引航站，山東 濰坊 260041）

近年來，尤其是山東港口優(yōu)化整合以來，濰坊港跨入了高速發(fā)展快車道，中港區(qū)進(jìn)出港船舶數(shù)量增速顯著。受限于濰坊中港區(qū) 3.5 萬噸級航道狹長、單向通航、淤積嚴(yán)重的特點(diǎn)，船舶進(jìn)出港占用航道時(shí)間較長，大噸級船舶吃水受到限制，一個(gè)乘潮周期內(nèi)船舶進(jìn)出港艘次有限，此外，為適應(yīng)港口的快速發(fā)展，中港區(qū)現(xiàn)有碼頭泊位靠泊等級也在逐步提升。因此，航道現(xiàn)有通過能力越來越成為制約港口發(fā)展的瓶頸問題。

為有效破解當(dāng)前濰坊港中港區(qū)航道通過能力不足的問題，探索通過設(shè)置中港區(qū)內(nèi)港池待泊浮筒，充分利用乘潮周期，提升航道通航能力，從而達(dá)到提高泊位利用率的目的。下面筆者分別從港口發(fā)展面臨的瓶頸，設(shè)置浮筒系泊錨地的必要性，設(shè)置浮筒系泊錨地的可行性逐一分析。

1 港口面臨的瓶頸

1.1 航道回淤嚴(yán)重，重載船依賴乘潮進(jìn)出港

濰坊港3.5 萬噸級航道受潮流影響回淤嚴(yán)重，航道淺水區(qū)位于No.47 浮～No,51 浮之間，航道水深-9 米左右回淤趨于穩(wěn)定，造成港口泊位等級高，航道通航水深較小，大部分重載船舶進(jìn)出港都要控制吃水，乘潮進(jìn)出港。根據(jù)資料（表1）[1]顯示：重載船乘潮一小時(shí)過淺水區(qū)時(shí)潮高1.68 米，港口實(shí)測潮高比理論潮高多0.7 米，習(xí)慣采用2.5 米潮高。由于航道單向通航，對船舶吃水達(dá)到極限航道水深的船舶來說，每天只有一次或進(jìn)、或出的機(jī)會，如果同一高潮有進(jìn)有出，可能兩天才有一次機(jī)會。大型船舶航程較長，船舶承運(yùn)人往往要求船方吃水達(dá)到航道極限，因此，重載船進(jìn)出港的乘潮機(jī)會特別難得，影響港口的交通流，降低了港口運(yùn)營效率。

表1 全年乘潮水位（單位：m）

1.2 進(jìn)出港航道長、且單向通航

濰坊港中港區(qū)3.5 萬噸級航道總長26 海里，其中防波堤口門外航道20.5 海里，防波堤口門內(nèi)航道5.5 海里，一般重載船在No.2 登離輪點(diǎn)進(jìn)入航道進(jìn)出港，航道長16 海里。進(jìn)出港航道單向通航每一批次按8 艘船計(jì)算，持續(xù)時(shí)間如下：

式中：L 批次船舶進(jìn)出港持續(xù)時(shí)間（h）；K 為時(shí)間富裕系數(shù)，取1.1～1.3；L1為每艘次船舶通過航道的持續(xù)時(shí)間；L2為同批次前后船舶間隔安全距離的追蹤時(shí)間；L3為船舶靠離碼頭的時(shí)間。

對于大部分No.2 登離輪點(diǎn)上、下航道的船舶來說，航道長16 海里，按平均航速6 節(jié)計(jì)算，L1 耗時(shí)2.7h。.船舶間隔安全距離取0.6 海里，追蹤時(shí)間0.1h，同批次8 艘船舶7 個(gè)間隔，L2 總共追蹤時(shí)間0.1X7=0.7h。L3靠離碼頭時(shí)間取0.5h.每批次船舶進(jìn)出港占用航道時(shí)間L=K(2.7+0.7+0.5)=4.2～4.4h.

對每一個(gè)生產(chǎn)泊位來說，離港船完貨離港，泊位預(yù)靠泊的船泊必須等一個(gè)離港批次出港4.4h 和一個(gè)進(jìn)港批次進(jìn)港4.4h，泊位空置達(dá)9h。泊位每一艘船舶作業(yè)時(shí)間按平均48h 計(jì)算，空置時(shí)間高達(dá)近20%極大地降低了港口的生產(chǎn)效率。

1.3 港口遮蔽性差，大風(fēng)期間需清港避風(fēng)影響港口效率

濰坊港地處萊州灣底部，地勢平坦，港口無遮蔽受風(fēng)影響明顯，全年需要清港避風(fēng)達(dá)十四、五次。根據(jù)《濰坊市海上交通安全管理辦法》的規(guī)定，當(dāng)海上風(fēng)力在蒲氏大于9 級時(shí)，E1、E2、E8、E9、E10、E17、E18、E19、E20、E21,W12、W13、W14、W24、W25，泊位清空出港避風(fēng)。當(dāng)海上風(fēng)力在蒲氏大于10 級時(shí)，所有泊位全部清空。按規(guī)定要求預(yù)報(bào)大風(fēng)來前三小時(shí)完成所有清港作業(yè)，因受引航計(jì)劃的限制，外貿(mào)船舶需提前清港。引航一個(gè)往返作業(yè)需3～5 小時(shí)，兩個(gè)往返作業(yè)需6～10 小時(shí)，加上預(yù)留3 小時(shí)每次清港外貿(mào)船提前12 小時(shí)準(zhǔn)備作業(yè)，嚴(yán)重影響外貿(mào)船作業(yè)效率。

2 港內(nèi)設(shè)置浮筒系泊錨地的必要性

2.1 港內(nèi)待泊浮筒設(shè)置后重載船可以提前乘潮進(jìn)港系泊浮筒，等待泊位

濰坊港單向通航，回淤嚴(yán)重致使大吃水船舶必須乘潮，2 萬噸以上船舶大都需要控制吃水進(jìn)出港，時(shí)常出現(xiàn)潮水滿足了，沒有泊位，等有了泊位，潮水又不足。如果港內(nèi)有了待泊浮筒，預(yù)靠泊重載船一旦潮水滿足，船舶可以提前進(jìn)港系浮筒等待泊位。避免了預(yù)靠重載船泊位清爽后，錯(cuò)過高潮，耽誤船期，影響泊位的利用率。同樣重載船完貨后，錯(cuò)過潮水不能出港同樣可以離泊系浮筒等潮水，不影響下一艘靠泊作業(yè)。

設(shè)置待泊浮筒可以有效降低泊位的空置時(shí)間，提高泊位的生產(chǎn)效率。對于一個(gè)5 萬噸泊位，如果每艘船舶生產(chǎn)作業(yè)平均為3 天，全年泊位最大理論靠泊能力120艘，若因等潮水、航道（單向通航導(dǎo)致泊位一離一靠耗時(shí)近12h）、不良天氣等影響，每船耽誤一天，全年泊位只能靠泊90 艘，設(shè)置待泊浮筒提前進(jìn)港待泊每年可以增加30 艘次，提高泊位30%利用率。

2.2 港內(nèi)浮筒系泊設(shè)置后大風(fēng)清港時(shí)外貿(mào)船舶選擇系浮筒避風(fēng)

根據(jù)港口多年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，濰坊港全年清港十四五次，內(nèi)貿(mào)船只要按規(guī)定提前3 小時(shí)離泊就可，影響不大。外貿(mào)船因受引航員數(shù)量限制，分多批次，航道長，耗時(shí)多，常規(guī)外貿(mào)船清港提前12 小時(shí)。同樣，風(fēng)后進(jìn)港，外貿(mào)船全部靠泊也要12 小時(shí)。對外貿(mào)船來說，清港一次，航道里來回耗費(fèi)大量的時(shí)間。大風(fēng)清港時(shí)，如果外貿(mào)船舶選擇系浮筒避風(fēng)，降低出港、進(jìn)港作業(yè)時(shí)間，大幅提高生產(chǎn)效率，減輕引航員的勞動強(qiáng)度。

2.3 港內(nèi)浮筒系泊錨地設(shè)置后可以為非生產(chǎn)性船舶提供系泊

（1）為滯留船舶提供系泊。濰坊港年靠船舶近5000 艘，每年滯留的船舶不少，消除滯留項(xiàng)目需要岸基支持，需要時(shí)間，長時(shí)間占用生產(chǎn)泊位極大浪費(fèi)港口資源，一旦船舶滯留，移泊到待泊浮筒錨地整改，港口生產(chǎn)不受影響。

（2）為事故船舶提供臨時(shí)系泊。

（3）為失控船舶、機(jī)器故障船舶提供系泊。

（4）為等貨、船舶合同糾紛的船舶提供系泊。

3 設(shè)置待泊浮筒錨地可行性

3.1 國內(nèi)港口成功的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒

3.1.1 上海港黃浦江

上海黃浦江航道兩旁設(shè)置了很多系泊浮筒，每天還有專門穿梭在系浮筒船舶中的交通船，系泊浮筒可提供臨時(shí)修船，辦理檢疫手續(xù)等等。還有高雄港、張家港港以及汕頭等港口也對浮筒系泊有一定的應(yīng)用。尤其是高雄港，該港口錨地水域設(shè)有浮筒泊位 24 組，可泊萬噸級以上船 24 艘，其中超級油輪浮筒 2 座，分別可泊 15萬噸級和 25 萬噸級巨型油輪，是大型船舶采用浮筒系泊的成功案例。

3.1.2 鎮(zhèn)江定易洲錨地

定易州錨地共設(shè)置 11 個(gè)浮筒、9 個(gè)系泊浮筒和 25個(gè)小型定位浮，將定易洲錨地劃分為三個(gè)區(qū)域，分別為船隊(duì)系泊區(qū)、待閘貨船錨泊區(qū)和過境船舶錨泊區(qū)，供船隊(duì)、待閘貨船和過境貨船錨泊。其中，110 #紅浮南側(cè)的 3 個(gè)系泊浮筒和六圩河口對開的 6 個(gè)系泊浮筒，為船隊(duì)系泊使用，每個(gè)系泊浮筒可供 3 個(gè)設(shè)計(jì)船隊(duì)（1 輪 8拖，4 排兩列，1000 噸級駁船）系泊。定易洲錨地實(shí)現(xiàn)分區(qū)錨泊精細(xì)化管理，錨地利用率得到提升，船舶錨泊秩序得到改善，船舶進(jìn)出安全通暢，有序，如圖1所示。

圖1 定易州錨地實(shí)景圖

3.2 濰坊港港池為設(shè)置浮筒系泊錨地提供了充分條件

3.2.1 環(huán)抱式、大縱深防浪防沙堤規(guī)劃為港池提供相比外海平靜的港池

濰坊港由南北防波堤掩護(hù)，沿航道方向向外5.5 海里，寬1 海里，口門朝向東北方向，且口門呈狹窄卡口形態(tài)。根據(jù) 波浪觀測資料的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，該海區(qū)常浪向?yàn)?NE，出現(xiàn)頻率為 25.27%，次常浪向?yàn)?NNE，出現(xiàn)頻率為 17.35%；強(qiáng)浪向?yàn)?NNE。而該海區(qū)自秋末至初春盛行 NW～NE 方向的大風(fēng)，海面出現(xiàn)大浪。但是偏東南及偏西北方向的入射波浪在南北防波堤掩護(hù)下難以直接進(jìn)入港內(nèi)，即使通過波浪繞射進(jìn)入港內(nèi)，其波高也將受到顯著削減。對于常浪向NE 方向涌浪來說，濰坊港中港區(qū)東、西兩側(cè)的防沙擋浪堤已全部建成，小口大腹的港區(qū)形態(tài)有助于顯著削減口門入射至港區(qū)腹內(nèi)的波浪強(qiáng)度，且比波高分布均呈現(xiàn)由口門至港區(qū)頂部迅速減小的特征，這有利于港內(nèi)泊穩(wěn)[2]。

3.2.2 港池內(nèi)有足夠的合適水域

雙浮筒系泊是指將船舶首尾分別用纜繩系于浮筒上，這種停泊方式所需水域面積較小，適用于水域較窄的地方。為減小雙浮筒系泊占用的水域范圍，前船尾和后船首可共用一個(gè)浮筒。雙浮筒系泊水域尺度如圖2所示。

圖2 雙浮筒系泊水域示意圖

其計(jì)算公式如下：

式中：S 為系泊水域長度；L 為設(shè)計(jì)船長（m）；r為由潮差引起的浮筒水平偏位（m），每米潮差可按 1m計(jì)算；l 為系纜的水平投影長度（m），DWT ≤l0000t時(shí)，取20m；l0000t30000t 時(shí)，l 可適當(dāng)增大；a 為系泊水域?qū)挾龋╩），a=4B；B 為設(shè)計(jì)船寬（m）。

參考《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTS165-2013）[3]對錨地安全距離的要求，臨時(shí)停泊區(qū)采用單錨或單浮筒系泊時(shí)，臨時(shí)停泊區(qū)邊線至進(jìn)港航道、碼頭港池水域、碼頭建筑物、防波堤、潛堤、礁石、沉船的安全距離不應(yīng)小于 1 倍設(shè)計(jì)船長，采用雙浮筒系泊時(shí)，其安全距離不應(yīng)小于 2 倍設(shè)計(jì)船寬。

根據(jù)以上規(guī)范要求，設(shè)置一個(gè)5 萬WT 雙浮筒系泊泊位需要的水域：S=200+2X(2+30)=264 米，設(shè)計(jì)船長取200 米，潮差取2 米?？紤]到距離周邊障礙物因素后，水域安全寬度：a+ 2 倍設(shè)計(jì)船寬=8B=8X32=256 米，設(shè)計(jì)船寬取32 米。因此，按圖3設(shè)置水域長1600 米，寬400 米，可以滿足縱向6 個(gè)雙浮筒系泊泊位的要求[4]。

圖3 濰坊港雙浮筒系泊水域示意圖

4 結(jié)束語

本文綜合分析了濰坊港港內(nèi)設(shè)置待泊浮筒的可行性，提出了雙浮筒系泊所需水域面積計(jì)算方法，分析了濰坊港中港區(qū)有設(shè)置浮筒系泊錨地的有利條件和必要性，符合濰坊港口發(fā)展的需求，能夠解決港口面臨的困難。提升港口效率，助力地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。