論25 萬噸級散貨船減載靠泊日照港嵐山港區(qū)南#15 泊位可行性

許得利

（日照引航站，山東 日照 276800）

日照港嵐山港區(qū)南#15 泊位是20 萬噸級的通用泊位，碼頭岸線長378m，底深-24.0m，港池底深-17.7m。條件滿足25 萬噸級散貨船系泊。

主航道寬度對25 萬噸級散貨船通航較為緊張，該類型船靠泊時需乘潮進港，最大限制吃水為18.5m，進港時航道橫流流速不大于0.5m/s 時，可滿足進港。

1 減載靠泊必要性

1.1 符合節(jié)約利用港口岸線及海域資源的需要

日照港是我國重要交通運輸樞紐和沿海主要港口，是國家重要的能源和原材料運輸口岸。為適應(yīng)到港船舶大型化需求，滿足腹地經(jīng)濟發(fā)展需要，本著合理節(jié)約港口岸線資源，在最大化利用岸線資源已形成的泊位能力、優(yōu)化港口結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)港口可持續(xù)發(fā)展的原則下，在自然條件、航道通過能力、錨地容量等條件容許的前提下，提升靠泊能力是必要的。

1.2 是適應(yīng)船舶大型化的發(fā)展要求

隨著國際國內(nèi)運輸船舶的大型化，嵐山港區(qū)到港船型也呈大型化發(fā)展趨勢。外貿(mào)進口鐵礦石吞吐量持續(xù)穩(wěn)定增長，帶動嵐山港區(qū)到港船舶噸級的增加。目前嵐山港區(qū)南作業(yè)區(qū)礦石船舶主力船型為20 萬-25 萬噸級，但目前嵐山港區(qū)能夠接卸20 萬噸級以上礦石的泊位僅有嵐橋一個30 萬噸級礦石泊位，大型散貨尤其是大型礦石泊位緊缺。#15 泊位自2019 年6 月運營以來，至2020 年5 月，吞吐量達1549 萬噸，已經(jīng)遠遠超過設(shè)計能力預(yù)測水平。鐵礦石主要為臨港產(chǎn)業(yè)服務(wù)，未來隨著山鋼、日鋼等鋼鐵企業(yè)的發(fā)展，礦石需求將持續(xù)增加，將對礦石泊位提出更大需求。

1.3 是適應(yīng)腹地經(jīng)濟發(fā)展、保持日照港可持續(xù)發(fā)展的需要

日照港主要經(jīng)濟腹地地處黃河流域，縱向連接我國南北，為南北經(jīng)濟交流樞紐；橫向跨越我國東、中、西三大經(jīng)濟帶。日照港腹地具有優(yōu)越的地理位置、豐富的礦產(chǎn)和生物資源、完善的交通網(wǎng)絡(luò)，因此有著良好的開放條件和深厚的發(fā)展?jié)摿Α１静次坏奶岣哂欣诩涌烊照崭鄣陌l(fā)展建設(shè)，提高港區(qū)整體運輸能力，是適應(yīng)腹地經(jīng)濟發(fā)展的需要。

綜上所述，提升嵐山港區(qū)南作業(yè)區(qū)#15 泊位碼頭靠泊能力，有利于節(jié)約港口岸線資源，提高資源利用率，擴大港口的生產(chǎn)能力，提高港口的競爭力，有利于促進山東及周邊的經(jīng)濟發(fā)展；同時保持日照港可持續(xù)發(fā)展。

考慮到未來船舶的大型化趨勢，嵐山港區(qū)#15 泊位考慮減載靠泊25 萬噸級的船舶。

表1 減載靠泊船型主尺度表（散貨船）

2 靠泊的可行性

2.1 風(fēng)

2.1.1 風(fēng)況

根據(jù)嵐山港區(qū)2003 年7 月～2005 年6 月的每天24 個小時正點平均風(fēng)速觀測記錄統(tǒng)計得：常風(fēng)向為NNE，頻率16%；次常風(fēng)向為N，頻率13%。

該海域平均風(fēng)速為4.1 m/s。各月平均風(fēng)速以4 月最大，為4.7m/s；1 月份為最小，為3.3m/s。4 月份風(fēng)速偏大，主要是氣旋影響的緣故。全年以ESE～SSE風(fēng)速較大，平均為5.2m/s；最大風(fēng)速出現(xiàn)在ESE，風(fēng)速為19.4 m/s。

2.1.2 臺風(fēng)（熱帶風(fēng)暴）和寒潮

日照地區(qū)每年都有多次的風(fēng)暴潮發(fā)生。風(fēng)暴潮期間伴有明顯增水現(xiàn)象。該地區(qū)的臺風(fēng)增水主要出現(xiàn)在7～9月，年均出現(xiàn)1.7 次。近30 年間，日照港區(qū)最大增水值為1.2m 左右，月最大增水大于或等于1m、1.1m、1.2m。

根據(jù)資料統(tǒng)計（1949～2013 年間影響嵐山地區(qū)的熱帶氣旋），對日照海域影響較重的熱帶氣旋，主要是經(jīng)黃海西部海域北上或江蘇地區(qū)北上轉(zhuǎn)向者。此類熱帶氣旋平均約每3 年出現(xiàn)1 次，導(dǎo)致日照海域發(fā)生嚴重風(fēng)暴潮災(zāi)害的熱帶氣旋平均約每6 年出現(xiàn)1 次。熱帶氣旋對日照海域的影響時間多數(shù)是1 天，最多不超過3 天。

有記錄以來，熱帶氣旋影響本海域的最大風(fēng)力是12 級。熱帶氣旋影響時的主要風(fēng)向為ESE～NNE，其它風(fēng)向不多。

2.2 潮汐及水位

2.2.1 潮汐性質(zhì)及潮型、水位特征值

根據(jù)日照港區(qū)與嵐山港區(qū)的潮位資料分析，日照港區(qū)的潮汐特征比值為0.34，嵐山港區(qū)的潮汐特征比值為0.32，兩港區(qū)均屬于正規(guī)半日潮類型。

根據(jù)嵐山港區(qū)2004 年全年驗潮資料統(tǒng)計得到該海域的潮汐主要特征值，見表2。

表2 嵐山港區(qū)潮汐主要特征值表

2.2.2 設(shè)計水位

使用2004 年1～12 月潮位測驗資料，設(shè)計高水位應(yīng)采用高潮累積頻率10%的潮位，設(shè)計低水位應(yīng)采用低潮累積頻率90%的潮位，計算嵐山港區(qū)設(shè)計水位（潮高基準面起算），再依據(jù)嵐山港區(qū)理論最低潮面與潮高基準面的關(guān)系和與日照港區(qū)同步相關(guān)關(guān)系得出本港區(qū)設(shè)計水位。

本港區(qū)設(shè)計水位如下：（嵐山港區(qū)理論最低潮面起算）

設(shè)計高水位 5.34m；設(shè)計低水位 0.63m；

極端高水位 6.48m；極端低水位 -0.55m。

2.2.3 乘潮水位（嵐山港區(qū)理論最低潮面起算）

使用嵐山港區(qū)2004 年～2013 年期間的逐時驗潮資料計算年航道和冬季航道乘潮水位值。

2.3 波浪

2.3.1 波況

2003 年7 月1 日～2005 年5 月在嵐山港區(qū)設(shè)立波浪觀測站。利用2003 年7 月～2005 年5 月的波浪資料對嵐山海域的波浪特征進行統(tǒng)計分析得：偏E 向頻率最大。雖然H1/10≥1.6m 出現(xiàn)的頻率E 向小于ENE 向和NE 向，而H1/10≥3.0m 出現(xiàn)的頻率E 卻最大，為0.03%。可以確定嵐山港區(qū)的常浪向是偏E 向，其E 向浪頻率為26.32%。

2.3.2 波要素的特征值及季節(jié)變化

嵐山港區(qū)的波浪為風(fēng)涌混合浪和純風(fēng)浪（F）的主要波形。風(fēng)浪頻率的季節(jié)變化比較明顯。

春季(3～5 月)春季風(fēng)浪各向出現(xiàn)的頻率較均勻，各向都有，NNE～NE 和SW 向風(fēng)浪頻率相對較大，其中NE 向頻率最大，為8%；SE～SSE 向風(fēng)浪出現(xiàn)得也較多，頻率均在5%。NNW 和ENE 向風(fēng)浪頻率最小，都不超過1%。

夏季(6～8 月)NE風(fēng)浪頻率較大，為10%，E～ESE各向風(fēng)浪頻率也較大，為8% 和6%。NW～NNW 方向不出現(xiàn)風(fēng)浪。WSW～WNW 頻率都不超過1%。

秋季(9～11 月)NNE～N 向風(fēng)浪最多，頻率分別為10%和9%，SSE～SE 向次之，頻率均為4%，其他方向都不超過3%。

冬季(12～2 月)和秋季相似，NNE～N 向風(fēng)浪頻率最為突出，分別為13%和10%，其次為WSW～W 向，頻率分別為4%和5%，其他方向都不超過2%。

根據(jù)2021 年1 月最新海流觀測結(jié)果，該水域為典型的半日潮流；一天當(dāng)中存在4 個波峰，4 個波谷。流速的4 個谷值分別對應(yīng)著2 個高潮點和2 個低潮點，流速的4 個峰值則對應(yīng)著漲潮或落潮的中間時刻。漲潮時潮流流速逐漸減小，潮流流向為西偏南方向；高潮位時對應(yīng)潮流波谷，潮流方向不發(fā)生轉(zhuǎn)變；落潮時潮流流速逐漸增大，潮流流向為東偏北方向。

圖1 測站大潮期平均流速、平均流向與潮位關(guān)系圖

目前嵐南主航道寬度對25 萬噸級散貨船通航較為緊張，考慮25 萬噸級散貨船在航道航行過程中乘潮的同時需乘流通航，船舶乘潮航行過程中需滿足橫流流速不大于0.5m/s。根據(jù)計算，船舶由航道外海段至碼頭前沿靠泊時間約2.96h?？紤]船舶通航乘潮3h，船舶進入航道為高潮前1.5h。通航水位取歷時3 小時，全年保證率90%的水位3.54m（嵐山港區(qū)理論最低潮面起算）。嵐南主航道設(shè)計底深為-17.7m，可以滿足吃水不大于18.5m 的25 萬噸級散貨船乘潮通航的要求。

2.4 進出港航道

2.4.1 航道寬度

按照我國《海港總體設(shè)計規(guī)范》（JTS 165-2013），航道通航寬度按下列公式計算：

單線航道：W=A+2c

A=n（Lsinγ+B）

W——航道通航寬度（m）；A——航跡帶寬度（m）；c——船舶與航道底邊間的富裕寬度（m）;b——船舶間富裕寬度（m）；n——船舶漂移倍數(shù)；L——設(shè)計船長（m）；γ-B——設(shè)計船寬（m）。

考慮船舶在航道乘潮通航，航行過程中在不同水位時潮流流向流速不同。計算航道通航寬度時，可根據(jù)實測潮流資料，對風(fēng)、流壓偏角不同取值。主航道按照25 萬噸級散貨船單線航行設(shè)計的航道通航寬度計算如下表所示：

日照港嵐山港區(qū)南作業(yè)區(qū)主航道可滿足20 萬噸級散貨船舶滿載乘潮單線通航要求，通航寬度280m（航道口門段寬320m）。根據(jù)海流觀測結(jié)果表明，船舶通航窗口期（考慮船舶通航乘潮3h，船舶進入航道為高潮前1.5h）各個測站的最大橫流均不大于0.5m/s，航道外海段潮流流向主要為西南向，轉(zhuǎn)彎段及口門段潮流流向主要為東北向，嵐南主航道寬度280m，能滿足25 萬噸級散貨船乘潮通航要求。

2.4.2 航道水深

航道水深按下式計算：

式中：D-航道設(shè)計水深；T——設(shè)計船型滿載吃水；Z0——船舶航行時船體下沉值，按6～8kn 航速設(shè)計；Z1——船舶航行時龍骨下最小富裕深度；Z2——波浪富裕深度，Φ ＝40°，H4%＝2.0m；Z3——船舶裝載縱傾富裕深度；Z4——備淤富裕水深，取Z4＝0.4。

航道設(shè)計底標(biāo)高=h-D

式中：h——乘潮水位，取乘潮3h，全年保障率90%的水位3.54m；D——航道設(shè)計水深。

南作業(yè)區(qū)主航道設(shè)計底深為-17.7m，下表對靠泊減載25 萬噸級船舶的吃水進行反算。

表3 航道設(shè)計底高程計算表 單位：m

南作業(yè)區(qū)主航道的水深，可以滿足吃水不大于18.5m 的25 萬噸級散貨船乘潮通航的要求。

3 結(jié)語

嵐山港區(qū)對礦石需求與日俱增，這需要大型船舶的頻繁到港，現(xiàn)階段泊位能力滿足不了船舶的日益大型化，特別是25 萬噸級及以上級船舶。這會對港口提出更高要求，也是我們進一步研究的方向。