寧波港鑫東方碼頭靠離泊時(shí)間窗口拓展的研究

楊東曉 段興鋒

摘 要：港鑫東方碼頭位于寧波穿山半島東北側(cè)，布置于原漲水潮島，碼頭前沿水域水下地形復(fù)雜多變，碼頭前方流態(tài)復(fù)雜、流速較急且存在“潮流切變線”，船舶靠離泊需安排于白天鎮(zhèn)海高平潮時(shí)。近年來(lái)，屢有低平潮期間發(fā)生斷纜險(xiǎn)情，本文通過(guò)分析碼頭前方潮流情況，特別是過(guò)“切變線”時(shí)的操縱難度來(lái)拓展靠離泊時(shí)間窗口，降低船舶的在泊時(shí)間，改善船舶穩(wěn)泊安全以及提高碼頭生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：螺頭水道；港鑫東方碼頭；靠離泊時(shí)間窗口；潮流分析；切變線

0 引 言

港鑫東方碼頭位于浙江省寧波市穿山半島東北側(cè)，螺頭水道南部，北隔螺頭水道與舟山本島相望，東西兩側(cè)經(jīng)螺頭水道與峙頭洋、金塘水道、冊(cè)子水道相接。碼頭布置于原漲水潮島，碼頭前沿水域水下地形復(fù)雜多變，等深線曲折，碼頭東側(cè)為巖基裸露，往東是長(zhǎng)柄嘴，長(zhǎng)柄嘴和碼頭之間有一凹形小港灣，碼頭西側(cè)為淤泥質(zhì)軟土，再往西便是光明散雜貨碼頭，如圖1所示。

2020年5月4日，“精靈”輪在碼頭系泊期間連續(xù)2次發(fā)生斷纜事件，最后一次船舶大幅度脫開碼頭，船舶纜繩依次斷裂，最終在2艘監(jiān)護(hù)拖船助推下，船舶離開碼頭前往錨地拋錨。船舶的穩(wěn)泊安全，尤其是深吃水船，成為制約碼頭發(fā)展的最重要因素之一。受碼頭前方復(fù)雜流態(tài)、潮流流速較大的影響，船舶靠離泊需安排于白天鎮(zhèn)海高平潮時(shí)。如何在保證船舶靠、離泊安全的同時(shí)，又能為靠、離泊打開潮流時(shí)間窗口，對(duì)于碼頭的生產(chǎn)同樣極為重要。本文通過(guò)分析碼頭前方潮流情況，特別是過(guò)“切變線”時(shí)的操縱難度拓展靠離泊時(shí)間窗口，降低船舶在泊時(shí)間，改善船舶穩(wěn)泊安全以及提高碼頭生產(chǎn)效率。

1 港鑫東方碼頭概況

港鑫東方碼頭經(jīng)升級(jí)改造后泊位總長(zhǎng)度為365.5 m，走向?yàn)?55°—235°；前沿停泊水域設(shè)計(jì)水深-13.95 m，停泊水域?qū)挾葹?5 m；回旋水域按橢圓形設(shè)置，長(zhǎng)軸為690 m，短軸為500 m，回旋水域設(shè)計(jì)水深為-15.35 m。碼頭的總平面布置如圖2所示。

2 穿北水域的潮流情況

2.1 螺頭水道

大潮汛，螺頭水道初落流一般出現(xiàn)在鎮(zhèn)海高潮后0.5～1.0 h，隨著時(shí)間的推移，流速逐漸增強(qiáng)，急落流往往出現(xiàn)在鎮(zhèn)海低潮前1 h左右，最大可以達(dá)到5～6 kn；鎮(zhèn)海低潮后0.5～1 h，落流變緩轉(zhuǎn)平流，接著開始轉(zhuǎn)為漲流。中小潮汛，螺頭水道初落流一般出現(xiàn)在鎮(zhèn)海高潮后1.0～1.5 h，流速最大可以超過(guò)4 kn；鎮(zhèn)海低潮后1.0～1.5 h潮流開始轉(zhuǎn)漲。

2.2 港鑫東方碼頭前方水域

受地形和島礁位置影響，港鑫東方碼頭前方水域呈現(xiàn)如下特征：主航道東流受漲水潮礁的阻擋作用，一股流沿光明碼頭岸線往西南向，另外一股從港鑫碼頭后方呈推開流的態(tài)勢(shì)流向碼頭。大潮汛，鎮(zhèn)海高潮后1～1.5 h光明碼頭前沿出現(xiàn)洄流，洄流逆向前行，主航道落流越急該洄流越強(qiáng)。洄流流向西南，流速由開始時(shí)約0.5 kn增強(qiáng)至3 kn左右，洄流經(jīng)光明碼頭后折返，轉(zhuǎn)為西北流，沿光明碼頭西側(cè)岸線流出，如圖3所示。

主航道東流受到港鑫東方碼頭西側(cè)后方岸形的阻擋，在碼頭側(cè)形成極強(qiáng)的推開流，而且越往碼頭邊推開流越明顯。鎮(zhèn)海高潮后0.5～1 h港鑫東方碼頭邊開始初落，流速迅速增大，鎮(zhèn)海高潮后1.5 h小潮汛、大潮汛流速分別可增至1.5 kn、2.5 kn左右；鎮(zhèn)海高潮后2 h后，港鑫東方碼頭前方流速繼續(xù)增強(qiáng)，小潮汛、大潮汛分別可增至2～3 kn、4～5 kn；最急落流出現(xiàn)在鎮(zhèn)海低潮前2 h左右，小潮汛可達(dá)4 kn多，大潮汛可達(dá)6～7 kn，如圖4、圖5所示。

大潮汛，鎮(zhèn)海低潮前2 h至低潮后1.0～1.5 h，隨著螺頭水道落流流速的增強(qiáng)，在岸形彎曲地段、凹凸處附近和光明碼頭前沿出現(xiàn)數(shù)量不等的漩渦，整個(gè)碼頭前沿流態(tài)紊亂。中小潮汛，較強(qiáng)的洄流集中在低潮前后1 h內(nèi)。大潮汛，鎮(zhèn)海低潮后1～1.5 h，隨著主航道漲流的開始，流態(tài)開始逐漸恢復(fù)平穩(wěn)，流速減緩。從鎮(zhèn)海低潮潮后2～2.5 h開始至高潮后0.5～1 h，維持平流或微漲流狀態(tài)。中小潮汛，鎮(zhèn)海低潮后1.0～1.5 h至鎮(zhèn)海高潮后1.5～2.0 h，光明碼頭前沿流態(tài)相對(duì)穩(wěn)定，以平流、微漲流為主。

鎮(zhèn)海低潮后1.0 h，港鑫東方碼頭前沿由落流開始轉(zhuǎn)為漲流，鎮(zhèn)海低潮后1.5～2.0 h漲流最大流速約2 kn，低潮后2 h20 min開始變落水，鎮(zhèn)海低潮后2.5 h開始呈現(xiàn)回流階段的落水，最大流速約1.5～2.0 kn，之后潮流趨緩，約0.5 kn。小潮汛則表現(xiàn)較弱。

2.3 切變線的影響

港鑫東方碼頭前沿存在潮流切變線，由于切變線的位置距離碼頭較近，此時(shí)碼頭靠離泊船舶的船速較低，船舶過(guò)切變線時(shí)，艏艉所受的反向潮流會(huì)給船舶操縱帶來(lái)比較大的影響。對(duì)于船舶控速來(lái)說(shuō)，過(guò)切變線時(shí)，要想船舶航行在預(yù)定的計(jì)劃航線上，必須大舵角克服不同向流對(duì)船舶的不利影響，在此情況下，船速會(huì)有較大幅度的下降；對(duì)于船舶保向來(lái)說(shuō)，切變線會(huì)給船艏、船艉帶來(lái)方向不同的潮流作用力，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩，最終給船舶安全造成威脅。一般力矩往往會(huì)隨著流速的增大而增大，船舶和切變線所產(chǎn)生夾角度數(shù)越大，力矩帶來(lái)的影響就會(huì)越大。受強(qiáng)反向流影響，多數(shù)船舶都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重偏轉(zhuǎn)的情況，失控問題隨之發(fā)生。因此，港鑫東方碼頭前沿水域的切變線會(huì)給船舶的操縱帶來(lái)較大風(fēng)險(xiǎn)。

3 靠離泊時(shí)間窗口的選擇

初期實(shí)船靠泊港鑫東方碼頭選擇鎮(zhèn)海高平潮時(shí)左舷靠泊，離泊的時(shí)間窗口同樣選擇鎮(zhèn)海高平潮。此后，考慮到船舶穿越切變線存在的操縱風(fēng)險(xiǎn)：過(guò)潮流切變線時(shí)，船舶左舷船艉受漲流、右舷船艏受落流作用，艏艉流壓轉(zhuǎn)船力矩造成船舶逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，特別是重載深吃水船，船艏容易大幅向左偏轉(zhuǎn)，短時(shí)很難用車、舵克服。當(dāng)轉(zhuǎn)頭角速度較快時(shí)，很難短時(shí)間內(nèi)控制并穩(wěn)定船首向。船艏左轉(zhuǎn)后艏對(duì)港鑫東方碼頭，陷入危險(xiǎn)局面。由于流場(chǎng)切變線離港鑫東方碼頭距離較近，給駕引人員造成一定的心理壓力。盡管港鑫東方碼頭邊的緩流時(shí)段從初漲1 h到初落1 h的時(shí)間共有約4 h，但是再疊加降低潮流切變線對(duì)于船舶操縱和航行安全的影響，港鑫東方碼頭船舶靠離泊時(shí)間窗口就確定為鎮(zhèn)海高平潮時(shí)，同時(shí)從降低推開流對(duì)于船舶穩(wěn)泊的影響，常態(tài)化采用左舷靠泊的方式。

3.1 靠泊時(shí)間窗口的選擇

根據(jù)碼頭前沿預(yù)報(bào)點(diǎn)S1、S4和S5的預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，在鎮(zhèn)海高平潮前30 min至高平潮時(shí)間段內(nèi)，在大潮期間，碼頭前沿450 m最大流速不超過(guò)2.7 kn，碼頭邊最大流速不超過(guò)1.4 kn；小潮期間碼頭邊最大流速不超過(guò)1.2 kn，根據(jù)碼頭前沿實(shí)際靠船經(jīng)驗(yàn)，在這樣的流速作用下，船舶操縱相對(duì)可控。根據(jù)2020年7月-12月3個(gè)預(yù)報(bào)點(diǎn)大潮和小潮的數(shù)據(jù)分析，碼頭前沿在鎮(zhèn)海高平潮前30 min至高平潮時(shí)間段內(nèi)不存在“小切變線”（小切邊線是由于港鑫東方碼頭邊局部小范圍的回流所產(chǎn)生的），這有利于船舶靠泊操縱。

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，對(duì)于鎮(zhèn)海高平潮后的時(shí)間段，至少有約7 h的時(shí)間段內(nèi)，碼頭前沿沒有潮流切變線，但是鎮(zhèn)海高平潮至鎮(zhèn)海高平潮后30 min內(nèi)，碼頭前沿3個(gè)潮流預(yù)報(bào)點(diǎn)的流速增加較快，但流速相對(duì)較緩，約0.9～1.5 kn；鎮(zhèn)海高平潮后30 min之后的時(shí)間段，碼頭前沿3個(gè)潮流預(yù)報(bào)點(diǎn)的流速增加較快，流速較急，不利于船舶操縱。因此鎮(zhèn)海高平潮后30 min之后的時(shí)間段不宜作為靠泊窗口。

根據(jù)實(shí)測(cè)及預(yù)報(bào)潮流分析，結(jié)合引航實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，靠泊時(shí)間窗口定為鎮(zhèn)海高潮前30 min至鎮(zhèn)海高潮后30 min，那么靠泊時(shí)間窗口就由目前鎮(zhèn)海高潮時(shí)這一個(gè)點(diǎn)擴(kuò)大為鎮(zhèn)海高潮前0.5 h至鎮(zhèn)海高潮后0.5 h共1 h的靠泊窗口期，注意大潮汛時(shí)應(yīng)盡量趕早。

3.2 離泊時(shí)間窗口的選擇

相對(duì)于靠泊操縱而言，船舶離泊操縱相對(duì)較容易。碼頭前沿水域水深條件良好，并且沒有其他礙航物，一般來(lái)說(shuō)，在拖船的協(xié)助下，控制好風(fēng)、流對(duì)船舶操縱的不利影響，應(yīng)避開急流時(shí)段，特別是急落流時(shí)段。

根據(jù)碼頭前沿流速觀測(cè)統(tǒng)計(jì)分析，大潮時(shí)鎮(zhèn)海低平潮前約4.5 h至低平潮后45 min時(shí)間段內(nèi)，碼頭前沿流速大于2 kn；小潮時(shí)鎮(zhèn)海低平潮前4.5 h至低平潮后1.5 h時(shí)間段內(nèi)，碼頭前沿流速大于2 kn。大潮汛時(shí)鎮(zhèn)海低平潮前4.5～4.0 h流速由2.0 kn上升至2.5 kn；小潮汛時(shí)鎮(zhèn)海低平潮前4.5～4.0 h流速由2.0 kn上升至2.3 kn，鎮(zhèn)海低平潮后1.0～1.5 h流速由2.5 kn下降至2.0 kn。

根據(jù)實(shí)測(cè)及預(yù)報(bào)潮流分析，結(jié)合引航實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，為了提高離泊時(shí)間窗口的可操作性，離泊時(shí)間窗口應(yīng)避開鎮(zhèn)海低潮前4 h至鎮(zhèn)海低平潮時(shí)。那么離泊時(shí)間窗口則由鎮(zhèn)海高平潮時(shí)擴(kuò)大為共8 h的離泊時(shí)間窗口期，只需避開鎮(zhèn)海低潮前的4 h，即鎮(zhèn)海高潮后2 h至鎮(zhèn)海低潮時(shí)。

4 實(shí)船驗(yàn)證

4.1 靠泊操縱

船舶從蝦峙門進(jìn)口靠泊全程約15.5 n mile。計(jì)劃抵達(dá)L1報(bào)告線的進(jìn)口時(shí)間為靠泊前1 h 45 min，此時(shí)航道內(nèi)漲水比較明顯，為保障交通流的正常，宜保持11 h左右速度通過(guò)蝦峙門航道，通過(guò)蝦峙門航道時(shí)間40 min左右。計(jì)劃抵達(dá)1號(hào)警戒區(qū)的時(shí)間為靠泊前1 h 5 min，速度控制在10 kn左右，到2號(hào)警戒區(qū)需要大概25 min左右。此時(shí)要落實(shí)拖船和泊位情況，如有突發(fā)原因不能按計(jì)劃靠泊，需要等待時(shí)，應(yīng)申請(qǐng)交管，在1號(hào)警戒區(qū)北面和2號(hào)警戒區(qū)之間的航道東邊，必要時(shí)掉頭頂流淌航等候。計(jì)劃抵達(dá)2號(hào)警戒區(qū)的時(shí)間為靠泊前40 min左右，提前確認(rèn)拖船是否到位，泊位是否清爽，否則不要進(jìn)入2號(hào)警戒區(qū)。出航道進(jìn)入2號(hào)警戒區(qū)就要找機(jī)會(huì)自東向西穿越2號(hào)警戒區(qū)或通航分道，經(jīng)過(guò)沿岸通航帶去靠碼頭，注意提前發(fā)布航行動(dòng)態(tài)，與進(jìn)、出口船加強(qiáng)高頻聯(lián)系溝通。

進(jìn)入沿岸通航帶后，控制船位在100 m等深線附近，航向270°，這樣流壓最小。如果速度過(guò)快，在距離長(zhǎng)柄嘴1 n mie以內(nèi)時(shí)，可以停車淌航，這段流相對(duì)較順，航向容易把定。注意小型船去靠泊時(shí)，由于受帶好纜的拖船影響很大，最慢車甚至慢車航向把定都很困難，這時(shí)可以讓拖船自己動(dòng)車跟著走為宜。因地處2號(hào)警戒區(qū)，交通流復(fù)雜，且需穿越警戒區(qū)，在一定時(shí)間存在逆行情況，如果出現(xiàn)航向把定問題將帶來(lái)極大的安全隱患，必要時(shí)可果斷加車。計(jì)劃靠泊前20 min到達(dá)長(zhǎng)柄嘴，長(zhǎng)柄嘴到碼頭邊0.4 n mile，與長(zhǎng)柄嘴保持0.2～0.3 n mile距離通過(guò)，轉(zhuǎn)向至230°，碼頭邊控制船舶橫距300 m左右，速度3 kn以下，倒車停船后利用拖船頂推入泊。注意碼頭邊的壓攏流，當(dāng)離碼頭1倍船寬橫距時(shí)，令拖船適當(dāng)往外拖，調(diào)整船舶平行、緩慢貼攏碼頭，如圖7所示。

橫距的控制：碼頭距30 m等深線最近0.12 n mile，距50 m等深線最近0.20 n mile，一般3萬(wàn)噸級(jí)以上的船舶船位置宜擺在50 m等深線附近，3萬(wàn)噸級(jí)以下的船舶位置擺在30 m等深線附近。

螺頭角方向過(guò)來(lái)，由西向東掉頭靠初落，航道上一路頂流，速度比較好控制，走出口航道右邊緣。注意提前發(fā)布航行動(dòng)態(tài)，距碼頭一海里保持航速6 kn左右，帶好拖船，并繼續(xù)減車，在接近長(zhǎng)柄嘴碼頭對(duì)開0.6 n mile處向右掉頭，速度控制在4 kn左右，掉頭過(guò)程中注意增速現(xiàn)象，觀察切變線位置，最后控制船位掉頭后在切變線和碼頭之間，利用拖船頂推平行靠泊。

4.2 離泊操縱

令前后兩艘拖船頂住船舶，先單綁，后解清所有纜繩。前后拖船同時(shí)松纜起拖，漲水時(shí)船尾先離，落水時(shí)船艏先離，讓里檔受流有利于離泊。將船舶拖開100～150 m，然后尾拖頂、首拖拉，并適當(dāng)配合使用車舵，使船舶掉頭駛?cè)氤隹诤降馈?/p>

4.3 拖船的使用

3萬(wàn)噸級(jí)以上的滿載船舶2艘拖船助泊時(shí)，右后拖船可以根據(jù)情況向后拖，協(xié)助減速。3艘拖船助泊時(shí)，第三艘拖船建議帶在正船艉，向后拖協(xié)助減速，速度下來(lái)后可以解掉，到船頭協(xié)助頂推。在拖船協(xié)助下，過(guò)切變線后船速都能控制在4～5 kn，航向把穩(wěn)后停車淌航過(guò)去，倒車速度3 kn以下?？刂频管嚻D(zhuǎn)效應(yīng)的時(shí)候，最好船頭拖船頂推同時(shí)船艉拖船向外拖，這樣橫移速度不會(huì)很快，還有利于調(diào)整角度；此時(shí)碼頭邊壓攏流明顯，如果單獨(dú)靠首拖頂推來(lái)穩(wěn)定船舶會(huì)造成橫移速度過(guò)快。進(jìn)入2號(hào)警戒區(qū)，拖船必須到位，但是不急于帶上，可以利用拖船驅(qū)擋無(wú)法聯(lián)系又與本船有關(guān)系的小船，拖船在過(guò)切變線之前帶上即可。

4.4 穿越警戒區(qū)及分道通航的時(shí)機(jī)

由于切變線的分布大致是沿著等深線方向，及早將船舶調(diào)整到合適的位置，航向和主流方向接近，后期受橫流影響較小，這樣過(guò)切變線的角度也小，有利于穿越切變線。與此同時(shí)也避免了大角度，高走位往下插時(shí)，受橫流影響較大，占用航道時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響出口船舶的正常航行。另外，還減少了大角度穿越切變線時(shí)，可能產(chǎn)生短暫無(wú)法抑制的偏轉(zhuǎn)等情況。所以條件允許的前提下，應(yīng)盡早駛到南側(cè)沿岸通航帶，沿著100 m等深線附近航行，既不影響航道正常出口船，又很容易地過(guò)切變線，減小操縱風(fēng)險(xiǎn)。

鎮(zhèn)海高潮前40 min，切變線清晰可見，如圖8所示，大概位置沿100 m等深線分布，此時(shí)首向與切變線夾角30°左右，過(guò)切變線船舶很好控制。

4.5 靠離泊注意事項(xiàng)

（1）及時(shí)發(fā)布動(dòng)態(tài)，表明意圖，及早聯(lián)系相關(guān)船舶。

（2）密切關(guān)注相鄰泊位有無(wú)船舶開靠，尤其光明碼頭。

（3）2號(hào)警戒區(qū)船舶避讓以車讓為主。

（4）漲水時(shí)段離泊時(shí)，要充分注意切變線的影響，拖船用足，確認(rèn)安全后再提速進(jìn)入航道。

（5）避免在鎮(zhèn)海低潮前4 h至低潮時(shí)的時(shí)間段內(nèi)離泊。

（6）如果交通流特別復(fù)雜，沒有良好時(shí)機(jī)穿越2號(hào)警戒區(qū)或通航分道到達(dá)碼頭，切不可強(qiáng)行穿越。

（7）船舶操縱人員應(yīng)特別謹(jǐn)慎駕駛船舶，根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的時(shí)機(jī)和方法進(jìn)行靠離泊作業(yè)，不急躁，不冒進(jìn)，確保安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

港鑫東方碼頭靠、離泊時(shí)間窗口打開后，特別是離港時(shí)間窗口的擴(kuò)大在保證船舶離泊作業(yè)安全的同時(shí)，又給船舶離泊帶來(lái)了較大靈活性，使得船舶有合理的時(shí)間窗口盡早離港，降低了船舶在碼頭的非作業(yè)系泊時(shí)間，從而有利于降低船舶的穩(wěn)泊風(fēng)險(xiǎn)，提高了碼頭的生產(chǎn)效率。

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