福州港江陰港區(qū)1號泊位靠漲離落船舶操縱探討

陳強明

摘 要：大型集裝箱船在福州港江陰港區(qū)1號泊靠漲離落是一個較為尋常的離泊方式，受水域的限制，船舶操縱較為困難，本文結(jié)合以往操縱的經(jīng)驗，對這種離泊方式進行探討。

關(guān)鍵詞：江陰港區(qū) 靠漲離落 船舶操縱

港區(qū)情況

福州港江陰港區(qū)是我國東南沿海的交通樞紐， 位于臺灣海峽的西岸，福清江陰島的南邊，地理條件優(yōu)越，航道全程44公里，航道最小寬度300米，最小水深16.2米，可供第五代集裝箱雙向全天侯航行。江陰港區(qū)集裝箱碼頭為東西走向，目前有1號、2號、3號、4號和5號泊位，1號泊位位于最東邊，在1號泊位方位165度，距離0.5海里處有一礁石，礁石南側(cè)設(shè)有興化12號燈浮，1號泊位東角碼頭與興化12號燈浮的連線以東為礁石區(qū)不能航行。江陰1號泊位的水深為13.5米，回旋圓直徑為700米，回旋水深為13.5米。

江陰港區(qū)屬于半日潮港口，流向基本順著航道和碼頭，漲潮始于三江口低潮前半個小時，為向西流，落潮始于三江口高潮前半個小時，為向東流，碼頭前沿最大流速為1米/秒。

大型集裝箱船操縱特點

旋回性能差：隨著集裝箱船尺度的大型化，長寬比Lpp/B有增大的趨勢，長寬比大首搖阻尼大，大型集裝箱船的旋回性差。

停船性能好：現(xiàn)代大型集裝箱船配備的主機功率—般都較大，所以大型集裝箱船停船倒車性能好。

排出流橫向力大：現(xiàn)代大型集裝箱船大多數(shù)是右旋式單槳固定螺距，排出流橫向力作用船體時間長，致使船舶偏轉(zhuǎn)較大。

舵效好：大型集裝箱船的舵面和船長吃水比（Ar/Lpp d）要大得多，而Ar/Lpp d的大小直接影響舵力和轉(zhuǎn)船力矩，所以大型集裝箱船的舵效好。

側(cè)推器效果好：現(xiàn)代大型集裝箱船一般都配有大功率側(cè)推器，在船舶略有退速時，首側(cè)推發(fā)揮作用最大，而且作用的效果比拖輪快。

受風(fēng)流的影響較大：由于大型集裝箱吃水深，甲板受風(fēng)面積較大，所以在急流和大風(fēng)時影響較大，應(yīng)特別注意。

離泊條件

船舶資料：總長 270.07米，總噸71112，凈噸41072，前吃水11米，后吃水11.5米。

潮汐資料：三江口 潮時0154 潮高 529厘米； 潮時0833 潮高132厘米。

自然條件：東北風(fēng)，4到5級，落水流速0.3米/秒。

拖輪配備情況：福星2號，福星3號，功率均為4000馬力。

離泊時碼頭情況：1#泊、2#泊、3#泊均有船舶靠泊。

離泊方案

離泊時間為07：00。

離泊方案：漲水靠，落水離，先平行離開碼頭50米后，船尾再逐漸拉大距離，待離開碼頭一定距離后直接出港。

拖輪布置 ：福星2號右船首，福星3號右船尾。

安全措施：備雙錨應(yīng)急，使用本輪的側(cè)推器，本船的車舵配合來控制船的位置和旋回態(tài)勢。

離泊操縱

07：00單綁，解所有纜繩后，先用拖輪和側(cè)推器平行離泊位50米后，再使用福星3號全速后退，使船舶和落流有30度的交角，船用微速退，有一定退速后再停車，始終保持船舶與落水流有30度的交角，當(dāng)船舶退到2號泊或3號泊時可停車，同時福星3號停車，福星2號全速后退，側(cè)推全速向右，當(dāng)興化12號浮在船左首時可用右舵進車，便船舶進入航道，同時解拖輪。離泊過程示意圖如圖1所示。

圖1離泊過程示意圖

影響因素

風(fēng)的影響。風(fēng)是影響船舶安全離泊的重要因素，包括風(fēng)力和風(fēng)向的影響，風(fēng)對船舶產(chǎn)生的風(fēng)壓可分解為縱向分力Fx和橫向風(fēng)力Fy，縱向風(fēng)力Fx可通過大船用車加以克服，而橫向風(fēng)力Fy則通過拖輪、側(cè)推器、車舵等的綜合利用加以克服。

風(fēng)力作用中心的影響。船在大風(fēng)中所受風(fēng)力作用中心E的位置與風(fēng)舷角q有關(guān)，集裝箱船模型試驗曲線顯示，當(dāng)鳳舷角q=30度時，風(fēng)向中心E至船首與船尾的距離比例為3：7，風(fēng)舷角q=60度時，風(fēng)力中心E至船首與船尾的距離比例為4：6，風(fēng)舷角q=90度時，風(fēng)力中心E到船首與船尾的距離比例約為5：5，由物理學(xué)杠桿原理可知，船首船尾克服風(fēng)力所需擔(dān)的外力與風(fēng)力中心E至船首與船尾的距離成反比。

水動力的影響。船舶對水運動時，會受到水的作用力，該力稱為水動力，水動力的存在一方面會影響船舶的運動，另一方面當(dāng)水動力作用方向不通過船舶中心時，還會導(dǎo)致船舶偏轉(zhuǎn)，水動力作用中心距離船首的距離與船長之比aw/L隨漂角的增大而增大，即隨著漂角的增大，aw/L大約在0.25到0.75之間，當(dāng)漂角大于90度時，即船舶有向后運動時，水動力中心位置在船中之后。

船舶后退中受風(fēng)影響。在風(fēng)壓力Fa的作用下，有后退速的船舶處于對水的斜航狀態(tài)，漂角大于90度并產(chǎn)生水動力FH，由于風(fēng)壓力中心和水動力中心都不作用在船舶重心處，改變了船舶的運動狀態(tài)，使航向角發(fā)生變化，正橫前來風(fēng)，則合外力矩的方向為下風(fēng)方向，則船首向下風(fēng)偏轉(zhuǎn)，正橫后來風(fēng)，合外力矩的方向取決于水動力中心和風(fēng)壓力中心的相對位置，后退速度越高，水動力中心越后移，則船尾向上風(fēng)偏轉(zhuǎn)。

流對航速的影響。船舶以一定的速度在均勻流場中運動時，水流造成船舶順流漂移，影響船舶運動的航跡和位置，船舶在離泊操縱過程中，一般船速較低，流的影響是不可避免的。

流對舵力舵效的影響。舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩是與舵相對于水的速度有關(guān)，舵速又與船舶相對于水的速度有關(guān)，舵速又與船舶相對于水的速度有關(guān)，無論頂流還是順流，舵對水的相對速度保持不變，其舵力轉(zhuǎn)船力矩和舵力都不發(fā)生變化，船舶在順流和頂流航行時，對地航速差兩倍流速，頂流時航行的距離小，順流時航行距離大，顯然頂流時舵效好，順流時舵效差。

流對旋回運動的影響。在均勻流場中，船舶對水的旋回運動與靜水中的情況一樣，即對水的旋回圈大小不發(fā)生變化，但對地的旋回圈將在流的方向上以流速發(fā)生漂移而變形，流越急，這種變形越大，在有流的水域中轉(zhuǎn)向時，應(yīng)選擇好時機，順流時操舵時機應(yīng)適當(dāng)提前。

淺水對船舶的影響

船舶阻力與相對水流的流速、排水量、船型等多種因素有關(guān)，在淺水中，船體周圍的流場發(fā)生較大變化，受其影響，航行阻力變大，由于船體周圍水流加速，故增加了船舶摩擦阻力，同時船體周圍壓力降低，引起船體下沉，吃水增加，進—步增加了濕水面積，船舶在淺水中興波增強，故增加了興波阻力，螺旋槳附近渦流增加，推進器效率降低。

淺水對附加質(zhì)量和附加慣性矩的影響，船底空間受到限制，周圍水流加速，則船體附加質(zhì)量和附加慣性矩明顯增加，水深吃水比（h/d）越小，船舶方形系數(shù)越大，船速越高，附加質(zhì)量及附加慣性矩增加幅度越大，當(dāng)h/d<2時，其增加量值比較明顯，當(dāng)h/d<1.5時，附加質(zhì)量及附加慣性矩將成倍增大，船舶在淺水中比在深水中更加不易改變運動狀態(tài)。

淺水對水動力的影響，在淺水區(qū)域，由于船體周圍水流加速，船舶受到水動力及水動力矩隨著水深的變淺而增大，在h/d<2之后，水動力系數(shù)和水動力矩系數(shù)增大更加明顯，影響離泊時不易橫移和不易轉(zhuǎn)船，造成船舶離泊和回旋掉頭困難增加。

注意事項

船舶在后退過程中應(yīng)保持船舶與流有30度的交角，以便船尾向外移動，倒車會產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩使船首右偏，應(yīng)用側(cè)推進行抑制，倒車的時間應(yīng)盡量短。

在急落流時，船舶應(yīng)盡量退到3號泊，當(dāng)船舶向興化12號浮進車過程中應(yīng)保持—定的進速，這樣才能減少風(fēng)流壓差。

南風(fēng)太大時，不應(yīng)用這種離泊方法，可能使船尾拉不出來。

保持與拖輪良好的通信，及時了解拖輪帶纜的動態(tài)，并將自己的相關(guān)操縱意圖及時告知拖輪船長或駕駛員。

拖輪帶拖纜的位置相當(dāng)重要，為了在關(guān)鍵時候發(fā)揮最大的拖效，獲得最大的轉(zhuǎn)船力矩，拖纜應(yīng)帶在盡可能接近船首與船尾處。

結(jié)束語

大型集裝箱船在江陰港區(qū)1號泊位靠漲離落后退離泊的操縱方式，只要制定詳細的離泊方案，既可安全離泊，也可節(jié)省一定的時間。

（作者單位：福州港引航站）