朱昱光(上海港引航站引航科 上海 200082)
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進(jìn)口船易偏離航道的原因分析及對(duì)策
——以長(zhǎng)江口北槽航道D13燈浮附近水域?yàn)槔?/p>
朱昱光
(上海港引航站引航科上海200082)
摘 要:北槽航道正式對(duì)外開放已經(jīng)三十余年了,航道疏浚水深從1986年的-7.0米到2010年的-12.5米。隨著船舶的大型化和長(zhǎng)江口深水航道的整治,進(jìn)口重載大型船舶易發(fā)生偏離航道的現(xiàn)象。通過對(duì)北槽航道D13燈浮附近水域航道、水文、相關(guān)規(guī)則等內(nèi)容的詳細(xì)介紹,分析進(jìn)口船易偏離航道的原因,提出相應(yīng)的對(duì)策,可避免船舶因?yàn)檫M(jìn)入對(duì)方航道碰撞事故或偏出航道擱淺事故的發(fā)生。對(duì)來上海港的航運(yùn)公司管理人員、船舶駕引人員等具有一定的參考價(jià)值,有助于船舶的安全航行。
關(guān)鍵詞:船舶 航道 水文 規(guī)則 原因 對(duì)策
自長(zhǎng)江口燈船至圓圓沙燈船的長(zhǎng)江口深水航道又稱北槽航道,總長(zhǎng)約43海里。北槽航道可航水域?qū)挾泉M窄,東端受流影響大,尤其是從海上航行駛?cè)雽?dǎo)堤范圍外的D11燈浮至D13燈浮航段,受流影響特別大。如果忽視流的影響、采取的措施較晚或者不正確,進(jìn)口重載大型船舶可能進(jìn)入對(duì)方航道與出口船舶發(fā)生碰撞事故或偏出航道發(fā)生擱淺事故。研究進(jìn)口重載大型船舶在D11燈浮至D13燈浮航段的船位控制有一定的實(shí)際意義。
1.1北槽航道概況
北槽航道于2010 年-12.5米水深全線貫通,航道自東側(cè)的D3燈浮起至西側(cè)的圓圓沙燈船,總長(zhǎng)約43海里,維護(hù)水深-12.5米。D11燈浮下游航道底寬400米、設(shè)標(biāo)寬度550米,航道外側(cè)平均水深約11.0米;D13燈浮至圓圓沙燈船航道底寬350米、設(shè)標(biāo)寬度500米,航道外側(cè)平均水深約9.0米,吃水超過11.0米的重載船舶,若偏離航道到航槽外,會(huì)產(chǎn)生擱淺的風(fēng)險(xiǎn)。
1.2北槽航道東端D11燈浮-D13燈浮附近水域水文概況
上海海事局在D8燈浮附近水域分枯水季大潮和洪水季大潮進(jìn)行了水文測(cè)量,見表1[1]。航行在D11燈浮-D13燈浮附近水域時(shí)可參考上述水文資料,供船舶駕引人員使用。
表1 D8燈浮附近平均流向表,單位度。
流向1是枯水季大潮的平均流向,流向2是洪水季大潮的平均流向。
在長(zhǎng)興高潮前6~7h,潮流向南;長(zhǎng)興高潮前5h左右,潮流從南向轉(zhuǎn)至西向;長(zhǎng)興高潮前1~2h潮流轉(zhuǎn)至北向;長(zhǎng)興高潮時(shí)流向基本上在50°~60°;長(zhǎng)興高潮后1~2h,流向向東;長(zhǎng)興高潮后5~6h潮流又轉(zhuǎn)向南,新一輪潮水又開始了。洪水季略有區(qū)別。
1.3D11燈浮至D13燈浮航段概況
D11燈浮下游進(jìn)口航道航向?yàn)?70°,潮流為旋轉(zhuǎn)流。(交管前3h至交管開始,即長(zhǎng)興高潮前7h~高潮前4h,該時(shí)段流向從180°順時(shí)針轉(zhuǎn)至260°左右,進(jìn)口船舶通常都需要向右預(yù)配流壓差角。D11燈浮下游航道,航道走向090°-270°;D13燈浮上游的航道,航道走向125°-305°;D11燈浮至D13燈浮航道走向287°,由于此處的流向接近垂直航道,作用力極大;由于是轉(zhuǎn)向點(diǎn),船舶轉(zhuǎn)向減速明顯。D15燈浮附近基本呈現(xiàn)往復(fù)流的特征,航道走向與流向夾角較小。
《長(zhǎng)江口深水航道(12.5米)試通航期間通航安全管理辦法》規(guī)定:長(zhǎng)興高潮前4h至長(zhǎng)興高潮前2.5h為進(jìn)口限于吃水船舶進(jìn)入北槽航道的時(shí)間;長(zhǎng)興高潮前2h至長(zhǎng)興高潮前1h為出口限于吃水船舶進(jìn)入交通管制區(qū)的時(shí)間;船舶富余水深應(yīng)不小于船舶吃水的12%;航速不得超過15節(jié)。在交通管制期間,航速應(yīng)不低于10節(jié),出港船舶平均航速應(yīng)不低于10節(jié),正常情況應(yīng)與前船保持1海里以上的安全距離;禁止船舶在航道內(nèi)追越和同一斷面三船相會(huì),D10燈浮至D14燈浮之間航道外南北兩側(cè)禁止追越等要點(diǎn)。
D13燈浮設(shè)置于深水航道端口的延長(zhǎng)線上,由于漲潮流、富余水深和船舶轉(zhuǎn)向等的影響,初漲時(shí)段到達(dá)此處的重載進(jìn)口船舶,如不能正確預(yù)配合適的流壓差角或者轉(zhuǎn)向遲了,船位容易偏移至航道中心線甚至出口航道上。轉(zhuǎn)向越遲或轉(zhuǎn)向需要時(shí)間越長(zhǎng),受橫流影響越明顯,船位甚至?xí)浦脸隹诤降劳饷?。圖1 是某船進(jìn)口,通過D11燈浮至D14燈浮的航行軌跡圖。
圖1 某船通過D11燈浮至D14燈浮的航行軌跡圖
客觀原因是集裝箱船滿載,受強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)流、低速航行、富余水深小及轉(zhuǎn)向遲等諸多不利因素影響,船位在轉(zhuǎn)向過彎過程中易偏出航道。在接著等大角度返回航道的操縱中,船位逐漸進(jìn)入進(jìn)口航道后,由于在回調(diào)航向時(shí)又因?yàn)檗D(zhuǎn)向遲等和流壓的影響,船舶左轉(zhuǎn)緩慢,再次駛出北側(cè)航道,船舶存在碰撞和擱淺風(fēng)險(xiǎn)。
某船是一艘長(zhǎng)330米的滿載集裝箱船,吃水11.2米。當(dāng)日是大潮汛,中浚高潮達(dá)4.65米;東北風(fēng)8級(jí)。由于進(jìn)口船舶比較多,船舶流速度小于8節(jié),因前后船舶的間距較小,故提速空間有限。
4.1船舶所受的風(fēng)壓力根據(jù)船舶操縱理論,船舶所受風(fēng)壓力Fa
θ 為相對(duì)風(fēng)舷角,取最大值90度;
根據(jù)此公式,以在不同風(fēng)力情況下所受風(fēng)舷角由150°、120°、 90°變化時(shí),得到Fa值,如表1所示。
由表2可見,在受到八、九級(jí)大風(fēng)時(shí),轉(zhuǎn)向過程中隨著風(fēng)舷角逐步趨向垂直,每30度的風(fēng)舷角變化,會(huì)產(chǎn)生2倍至3倍的風(fēng)壓力差別。再考慮到甲板上滿載集裝箱時(shí),水線上側(cè)面受風(fēng)面積近似最大值,所受風(fēng)壓力的增幅是相當(dāng)大的。
4.2船舶所受風(fēng)壓力引起風(fēng)致漂移
式中:Va為風(fēng)速(m/s);
Vx為船舶航行速度(kn);
Vy為停船時(shí)的漂移速度(m/s);
根據(jù)公式求得不同風(fēng)力下船舶在不同航速下的漂移速度,如表2所示。
表3 不同風(fēng)力、不同航速下的船舶漂移速度(風(fēng)速和漂移速度是m/s)
強(qiáng)正橫附近來風(fēng)對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響有四點(diǎn):①側(cè)面受風(fēng)時(shí),船體向下風(fēng)側(cè)漂移;②當(dāng)船速過低或停車狀態(tài)立即就會(huì)喪失舵效,船尾受風(fēng)向下風(fēng)側(cè)旋轉(zhuǎn),直到船首迎風(fēng);③向上風(fēng)側(cè)轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)艏緩慢;④船速越低,風(fēng)致漂移速度越大。
4.3船舶所受水動(dòng)力
根據(jù)水動(dòng)力Rw的公式
式中:Vw為相對(duì)流速(m/s);
Lw為船舶水線長(zhǎng)(m);
D為船舶吃水(m);
Cw為水動(dòng)力系數(shù)。
根據(jù)公式可知,相對(duì)流速越大,船體受水動(dòng)力則越大;強(qiáng)流情況下可能保向及轉(zhuǎn)向困難,轉(zhuǎn)向所需時(shí)間增加。
4.4船舶轉(zhuǎn)向時(shí)的船速變化
(1)轉(zhuǎn)向降速。船舶在滿舵快速旋回時(shí),由于船體斜航阻力增加,推進(jìn)效率降低,速度會(huì)降低。需要適當(dāng)加車,克服降速影響。
(2)在轉(zhuǎn)向過程中,船體所受風(fēng)舷角減小,逐步頂風(fēng)航行,船速降低;由偏順流轉(zhuǎn)至受橫流,船速降低。
(3) 淺水影響。進(jìn)入淺水區(qū)后受淺水效應(yīng)影響,阻力增大,速度減小。當(dāng)船舶由水深12.5米的航道內(nèi)移至10.5米左右的航道外時(shí),富余水深減少,吃水與可用水深比發(fā)生變化,產(chǎn)生更明顯的淺水效應(yīng),從而使得船速降低,旋回性變差,追隨性變差。
4.5編隊(duì)間距和船舶會(huì)遇
若進(jìn)口船舶編隊(duì)的船間距小于一海里,當(dāng)前船由于轉(zhuǎn)向、偏離航道等發(fā)生降速較快時(shí),后船需謹(jǐn)慎;又由于與前船間距有限,無法大幅提速,克服風(fēng)流壓的措施需提前。由于進(jìn)口船在D13燈浮附近水域容易偏離航道,頂流的出口船應(yīng)盡量避免與進(jìn)口船在此水域會(huì)遇。
由以上分析可見,重載大型船舶受強(qiáng)正橫風(fēng)、急漲流影響時(shí),要在轉(zhuǎn)向時(shí)間長(zhǎng)、停車減速失去舵效(如集裝箱船),或提速時(shí)間長(zhǎng)(如礦船)等不利條件下,順利過D11燈浮-D13燈浮附近水域,一般航行對(duì)策如下:
5.1與船長(zhǎng)信息交流
引航員上船后,應(yīng)立即與船長(zhǎng)進(jìn)行充分的信息交流,了解船舶的裝載情況和操縱信息,告知深水航道的特殊性和操縱意圖,聽取船長(zhǎng)的意見和建議,以獲得船方最大限度地配合[2]。
5.2保證良好的初始船位
船舶在抵達(dá)D11燈浮前的直航道內(nèi),受南流的影響,通過預(yù)配合適的風(fēng)流壓差角,將船位控制在深水航道內(nèi)。根據(jù)本船種類、吃水、載況、航速、風(fēng)流壓情況、船舶間距等選擇時(shí)機(jī)采取轉(zhuǎn)向動(dòng)作,船首正橫D11燈浮前,可開始向右轉(zhuǎn)向以盡可能抱緊D11燈浮。
5.3及時(shí)調(diào)整風(fēng)流壓差角
重載大型船舶過D11燈浮后,風(fēng)向、流向都發(fā)生了變化,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整風(fēng)流壓差角,使航跡向與航道北側(cè)邊線平行。若船位已偏南,應(yīng)加大預(yù)配的風(fēng)流壓差角,使船位向進(jìn)口航道移。
5.4抱緊D13燈浮
接近D13燈浮前,開始以一定舵角保持船首向右慢慢連續(xù)轉(zhuǎn),控制好轉(zhuǎn)首角速度,始終抱緊D13燈浮。D13燈浮正橫船首后,可以大舵角甚至滿舵加車轉(zhuǎn)向,當(dāng)船首向大于航道走向305°時(shí),可根據(jù)實(shí)際船位把定航向。至后,流壓慢慢地變小。
進(jìn)口重載船舶如遇大潮汛急漲流或有強(qiáng)正橫風(fēng),當(dāng)船位未占足上風(fēng)上水、未預(yù)配充分的風(fēng)流壓差角、與前船間距小、航速慢或提速困難、轉(zhuǎn)向未及早、舵效差、把定航向困難、遇到出口船等時(shí),則會(huì)發(fā)生偏離航道的險(xiǎn)情。若預(yù)配的風(fēng)流壓差角過大,船位可能會(huì)沖出航槽。如發(fā)現(xiàn)船位偏離航道遲,由于重載船慣性大、轉(zhuǎn)向慢,可能無法有效控制船位。每一艘船舶應(yīng)與前后船舶保持有效的聯(lián)系,當(dāng)有異常情況發(fā)生或需要大幅度轉(zhuǎn)向、減速時(shí),應(yīng)用VHF16頻道進(jìn)行通報(bào);在該水域禁止追越,防止船吸發(fā)生;注意淺水效應(yīng)和斜坡效應(yīng)的影響,控制船速是第一選擇,盡可能保持船位在自己航道一側(cè)的中央[3]。
船舶在D11燈浮-D13燈浮的進(jìn)口轉(zhuǎn)向,應(yīng)當(dāng)引起駕引人員的充分認(rèn)識(shí),尤其在不利的天氣條件及復(fù)雜的通航環(huán)境時(shí),更要謹(jǐn)慎操作和運(yùn)用良好的船藝,防止因船位偏離造成的航行危險(xiǎn)。船舶駕引人員必須依靠現(xiàn)代化設(shè)備駕駛船舶,如GPS、AIS、多功能和ARPA的高分辨率顯示器雷達(dá)、ECDIS等設(shè)備,提前發(fā)現(xiàn)航行風(fēng)險(xiǎn),采取正確的船舶操縱措施,確保船舶的航行安全。
參考文獻(xiàn)
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