大型集裝箱船在洋山四期順流離泊操縱淺析

摘要：為了提高碼頭利用率，滿足集裝箱船的船期要求，順流離泊作業(yè)已經成為一種常態(tài)化的操作模式［1］。上海洋山港在全港區(qū)實行了順流離泊作業(yè)模式，但相較于其余2個港區(qū)，洋山四期碼頭（尚東碼頭）地形影響引起的潮流變化，碼頭前沿水域和與之連接航道設置的特殊性，以及船舶的大型化和深吃水，決定了這里的順流離泊難度更高，操作要求更為精細和嚴格。本文通過介紹洋山四期碼頭和航道的設置以及碼頭前沿水域的潮流情況，分析開展順流作業(yè)的風險點和操縱難點，通過實例，結合自身的操縱經驗，提出相關操縱要領和建議，為大型集裝箱船在洋山四期安全順流離泊提供技術參考。

關鍵詞：大型集裝箱船；洋山四期碼頭特殊性；順流離泊；安全

0 引 言

洋山深水港集裝箱吞吐量幾乎占上海港半壁江山，尤其是洋山四期即尚東分公司的投入運營極大地提升了洋山港的接納能力。2022年，洋山四期集裝箱吞吐量超635萬TEU，同比增長11.4%，創(chuàng)歷史新高。除了尚東公司擴大生產規(guī)模和持續(xù)科技賦能之外，上海港引航站洋山分站采用順流離泊、雙向通航、套泊作業(yè)等特殊作業(yè)方式增加靠離泊方式和手段，拓展靠離泊窗口時間，也起到了很大的助推作用。這些與傳統(tǒng)方式不同的操縱模式，增加了船舶靠離泊操縱的難度，對引航安全提出了新的挑戰(zhàn)，在洋山四期泊位進行順流離泊更是如此。本文對在洋山四期順流離泊存在的風險點和操縱難點，以及具體的操縱方法提出建議，供大家參考。

1 洋山四期碼頭基本情況

1.1 地理位置及地形特點

洋山四期碼頭位于顆珠山汊道西側，岸線長度2 800 m，自東向西依次為1—7泊位，設計靠泊15萬噸級集裝箱船。碼頭走向106°/286°，碼頭前沿水域是由洋山四期碼頭東端、西端，以及H59、H58、H52、H57、H56燈?。ㄆ渲蠬58、H57是虛擬燈?。┙M成的水域。碼頭前沿水域與港外水道相連是通過位于一期碼頭前沿寬度為250 m、浚深15.5 m的深水航道，H52和H57的連線是連接碼頭前沿水域深水航道（以下簡稱深水航道）的西段入口。碼頭下角與H56燈浮連線走向355°/175°，距H57虛擬燈浮1.1 n mile，離東側的蔣公柱島距離約800 m，如圖1所示。

1.2 碼頭附近潮流特點[2]

如圖2所示，洋山四期碼頭前沿水域總體呈現(xiàn)往復流特征，屬不正規(guī)半日潮，一日內分別出現(xiàn)兩次高潮和低潮。碼頭前沿漲潮平均流向分別為289°、302°，落潮平均流向分別為107°、120°，實測垂線最大流速漲落潮均為1.57 m/s。洋山四期1、2泊前沿受港內航道和顆珠山汊道兩股流的影響，流向復雜多變。深水航道水流流向近乎與洋一期碼頭走向平行，漲落流分別為310?和130?。

1.3碼頭的特殊性

洋山四期碼頭地理位置特殊，相對于一期、三期碼頭泊位有其特別之處。如圖1所示，由于洋山四期碼頭與洋一期（盛東）碼頭走向不一致，相對于洋一期碼頭相差26°，東端的泊位（1、2、3泊位）并不處于洋一期碼頭的延長線上，且與深水航道橫距較大（從H56燈浮至洋山四期1泊東端垂距有960 m），縱距卻很小（從H56燈浮至洋山四期1泊東端縱距只有380 m）。碼頭前沿水域與連接的深水航道流向不一致，而且前沿與港外航道連接的深水航道寬度僅250m，因此從碼頭前沿駛入深水航道需要克服著較大的流壓，在東端泊位船舶離泊時容易形成大角度離泊方式。洋山四期碼頭為開敞式碼頭，四周無明顯遮擋，靠離泊時受風影響較大，特別是甲板上集裝箱裝載層數(shù)較高時。春夏盛行南風時，港區(qū)內會產生波浪，會大大降低拖船的使用效率。

2 順流離泊操縱難點分析

2.1順流離泊俗稱“反潮水”離泊，是在順流條件下進行離泊作業(yè)的操縱模式，相對于正常頂流狀態(tài)下的離泊［3］，它的難點在于：

（1）大型集裝箱船船艏是流線型，船艉是方型或近似方型，相對水流有前進速度時，船艉迎流阻力顯著大于船頭；

（2）通常情況下，由于螺旋槳結構的原因，相同轉速下倒車功率小于正車功率，特別是在目前主機主要采用低速機的情況下，該情況更加明顯；

（3）頂流離泊時需用正車抑制后縮，螺旋槳排出流可以產生舵力，采用車舵聯(lián)動有助于操縱。順流離泊時需用倒車抑制前沖，排出流幾乎不產生舵力。

（4）倒車產生的橫向力并不能人為控制，有時會不利于船舶操縱；

（5）在船舶后退時，會產生“尾找風”的現(xiàn)象，隨著風向的不同，有時也會產生不利于操縱的轉頭效應。

2.2 洋山四期碼頭順流離泊的特別之處。東端碼頭（1、2泊）落流離泊時，由于碼頭前沿水域與連接深水航道的水流流向相差20以上，而且橫距較大，可供調整船位的縱距較小，船位如果沒有放到足夠偏南的位置，船舶向下游方向的島礁和淺灘漂移時，會需要很大角度避讓，會形成大角度駛進深水航道，而深水航道的寬度并不足以讓超大型船舶橫向通過，容易造成危險局面[4]；西段泊位（5、6泊）漲流離泊在掉頭時受流影響船舶會壓向西邊的淺灘，掉頭時需要精確控制船位，不能有過大的流致漂移，且在漲流時有著向南的流壓，過度掉頭有壓向南邊淺灘的風險。因此為了能夠便于在離泊后能夠精準地駛入深水航道，為后續(xù)正常航行創(chuàng)造有利條件，對離泊后船舶的船位和船艏向控制相較于其他碼頭要求更為精確。

3 順流離泊實例

順流離泊可分為漲水頭落流時離泊和落水頭漲流時掉頭離泊兩種情形，各有著其特殊的操縱方式和不同的操作難點。下面分別以這兩種情形從操縱實例來闡述順流離泊過程及關鍵性操作步驟。

3.1 漲水頭落流離泊

洋山四期1、2泊位落流離泊的難度更大和要求更高，這里選取2泊位離泊實例進行說明。

船舶參數(shù)及離泊計劃：大型集裝箱船“HYUNDAI JIPITER”輪，船長334.98 m，船寬45.8 m，吃水12.7 m。計劃在唐腦山低潮前1 h ，乘洋山四期2泊漲水頭急落流離泊。

船速參數(shù)：D.Slow-6.2kn；Slow-9.5kn；Half-12.0kn；Full-15.4kn。船艏側推3 000 kW。

外界環(huán)境及外部因素：當天唐腦山低潮為2005時，潮高0.7 m，估算為落流2?2.5 kn；離泊時偏南陣風達27.7 kn，為正橫方向吹攏風。3艘拖船協(xié)助離泊（海港61：馬力6 000 Hp；海港33：馬力4 000 Hp；新北方9號：馬力6 000 Hp）。

3.1.1關鍵性操作步驟

（1）泊位距港內連接深水航道橫距較大，落流時碼頭前沿流向與港內連接航道走向有20°以上的交角，疊加較強正橫吹攏風，離泊后要將船位盡量置于足夠偏南，且船艏向要大于港內連接水道走向，以便于正常航行時克服較大的壓攏流和吹攏風對船舶的影響。

（2）在船舶離泊的初始過程，若要始終保持里檔受流，船艉橫移速度就必須大于船艏的橫移速度?？紤]到此次離泊時有著較強的吹攏風，需把3艘拖船帶上，且將2艘拖船置于船艉，保證船艉有足夠的拖力。

（3）在離泊的前半段的運動狀態(tài)是船艏、船艉均向外橫移，且船艉橫移速度要大于船艏h橫移速度，相當于船舶是在逐步左轉的過程中。由于離泊后至深水連接航道橫距較大，為了縮短離泊時間，船艉就必須展開足夠的角度，實踐中首向要達到70°?75°，在拖船的作用下，輔以倒車才能夠盡快把船舶后縮至預定的位置（本次操作船艏轉至72°）。

（4）在船舶后縮至在洋一期碼頭延長線上時，根據(jù)船舶的后退速度適時調整拖力和側推，使得船艏逐漸產生右轉，一方面逐步降低船舶橫向速度，另一方面要使得在到達深水航道延長線時船艏向要達到140°以上（本次操作船艏右轉最大達到146°），才能夠保證在離泊后的正常航行初始階段船速較慢時抵消較大的流壓和風壓。

具體操作示意圖如圖3所示。其中，位置1為離泊初始狀態(tài)，位置2為船舶左轉極限狀態(tài)，位置3為船舶右轉極限狀態(tài)，位置4、5為船舶駛向深水航道。

3.1.2注意事項

（1）做好開航前準備和信息交流，向船方交代離泊的注意事項。一般大型船舶第一車有26 s的延遲，因此待尾倒纜解清時，可短暫倒車一次[5]。

（2）在解離船艉纜繩時，船方應快速收妥，避免受流影響絞纏車舵。實踐中是船方和碼頭方協(xié)調好，解好一條，盡快收上一條，確保車舵安全。

（3）較大馬力拖船應配置在迎流端即船艉，在離泊初始階段，要特別注意調整首尾拖船的拖力，務必使得船艉橫移速度大于船頭的橫移速度，保持船舶里檔受流。由于此時船舶對水存在后退速度，流的作用點偏于船舶后端，船艉的轉動力矩大大小于船艏；而且倒車時偏向力使得船艉向左，也不利于船舶左轉。因此船艏的拖船只需使用極小拖力即可。必要時船艏拖船停拖，甚至在左轉趨勢停滯時，可操作側推向左，確保船舶保持左轉趨勢。

（4）后退過程中，要時刻關注船舶橫移位置，根據(jù)橫移位置調整船舶轉動趨勢，實際操作中可以參照盛東碼頭的西延長線和深水航道的西延長線。

（5）離泊過程中注意三艘拖船的配合使用，必要可調整第三艘拖船至左舷，頂推船艉或船艏來調整船舶左轉或右轉速度。

（6）防止左轉過度，船舶整體壓向蔣公柱島。如果左轉不能抑制，可以考慮兩次掉頭。

（7）要做好應急準備，備妥雙錨。

3.2落水頭漲流離泊

船舶參數(shù)及離泊計劃：大型集裝箱船“MSC TERESA”輪，船長365.5 m，船寬51.2 m，吃水12.9 m。計劃在唐腦山高潮前1 h，乘洋山四期4泊落水頭急漲流離泊。

船速參數(shù)：D.Slow-3.9kn；Slow-9.1kn；Half-11.3kn；Full-15.9kn。船艏側推3 600 kW。

外界環(huán)境及外部因素：當天唐腦山低潮為2300時，潮高4.98 m，估算為漲流3 kn左右；離泊時偏南陣風達17 kn，為正橫方向吹攏風。3艘拖船協(xié)助離泊（海港101，馬力6 000 Hp；海港102，馬力6 000 Hp；海港103，馬力4 000 Hp）。

3.2.1關鍵性操作步驟

（1）落水頭漲流離泊，船舶操縱總體上是一個船艏對著碼頭掉頭的過程，相對于船艏背著碼頭掉頭，存在著視覺上的沖擊。由于是船艉迎著流，船舶轉心位于船艉端，必須待船艏離開碼頭足夠距離后才能令船艏拖船頂推和首側推向右。

（2）必須確保船舶始終處于里檔受流狀態(tài)。尤其是初始離泊時，一旦外檔受流，船艉可能壓向碼頭。在拖船起拖時，首先是船艉拖船得力，讓船舶產生右轉趨勢，船艏拖船再行起拖，使得船舶邊橫移邊緩慢右轉。

（3）離泊操縱時應注意控制船舶的前沖后縮。在離泊初始階段，船舶應該是后縮趨勢，保證整個船身是離開碼頭。在后半段，要注意及時用車抑制后縮，以防后縮過快沖向南邊和西邊的淺灘。

（4）由于漲流是流壓是朝南的，掉頭完成時的船位不能離南邊線太近，而且航向也無需掉正，以保證正常航行時能順利地進入連接深水航道。

3.2.2注意事項

（1）同3.1.2.1）項

（2）同3.1.2.2）項

（3）較大馬力拖船放在迎流端即船艉。在離泊初始階段，要特別注意調整首尾拖船的拖力，務必使得船艉橫移速度大于船頭的橫移速度，保持船舶右轉的趨勢，確保里檔受流?？闪畹谌彝洗斖朴掖?，必要時船艏拖船停拖，甚至在右轉趨勢停滯時，可操作側推向右，確保船舶保持右轉趨勢。掉頭后的船艏向在120?左右，應適時令拖船、側推減速，防止右轉過度。

（4）做好應急準備，備妥雙錨。

具體操作示意圖如圖4所示。位置1為離泊初始階段，位置2為船艉拖船頂推，開始向右旋回，位置3為加速旋回階段，位置4為船舶掉頭完畢時狀態(tài)，位置5、6為船舶駛向深水航道。

4 結束語

創(chuàng)新引領發(fā)展，時代呼喚創(chuàng)新。隨著港口的發(fā)展，以及各種新碼頭的建成，港航企業(yè)有著提升碼頭泊位利用率的需要，對于拓寬船舶靠離泊窗口產生了實際的需求。而且由于科技的進步，船舶設備的更新迭代也讓我們創(chuàng)新船舶靠離泊手段產生了可能性。在充分的理論分析基礎之上，了解泊位地形和水文特點，以及特殊的船舶操縱可能產生的風險點，通過實踐不斷探索，總結出安全可靠的靠離泊方法，以達到為港航企業(yè)提供優(yōu)質服務的目的，助力港口和社會經濟的發(fā)展。

參考文獻

［1］陳健.大型集裝箱船順水離泊南沙集裝箱碼頭[J].珠江水運.2016（3） 92-95.

［2］上海港引航站，上海海事大學.A639洋山四期自動化碼頭引航效能提升研究（正式稿）34-39.2019年6月.

[3] 李能榮.超大型集裝箱船反潮水離泊操縱[J].航海技術.2016 （2） 4-7.

[4] 李景喜，薛松輝.洋山四期碼頭1、2泊急落潮流靠離泊操縱探討[J].航海技術.2022（11） 12-15.

[5] 李景喜，張揚.超大型集裝箱船洋山深水港順流離泊操縱[J].航海技術.2023年（3） 4-7.

作者簡介：

高濤，高級引航員，在上海洋山港從事引航工作