超大型礦船在上海寶山北錨地拋錨方法淺析

文丙奎

摘 ?要：超大型礦船船舶尺寸大、吃水大、慣性大，受潮流等環(huán)境因素影響也大，加上上海港寶山北錨地水域狹窄，安全拋錨令人關(guān)注。在長(zhǎng)期引航實(shí)踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合分析Cape size級(jí)超大型礦船的操縱特性，討論如何保證其在寶山北錨地安全拋錨。

關(guān)鍵詞：超大型礦船;寶山北錨地;錨泊作業(yè)

0 引 言

上海港位于長(zhǎng)江三角洲前沿，處于我國(guó)大陸海岸線之中部，位于長(zhǎng)江東西與海上南北運(yùn)輸大通道之交點(diǎn)，扼長(zhǎng)江入海口，是我國(guó)沿海的主要樞紐港，是對(duì)外開(kāi)放、參與國(guó)際經(jīng)濟(jì)大循環(huán)的重要口岸，加上上海港為進(jìn)出長(zhǎng)江的必經(jīng)之路，船舶流量巨大，隨著我國(guó)礦石煤炭等大宗散貨進(jìn)口的激增，進(jìn)靠上海和長(zhǎng)江沿岸港口的超大型礦船也日益增多，超大型礦船進(jìn)上海港主要是靠寶鋼主原料碼頭，航經(jīng)上海港的超大型礦船大部分進(jìn)出長(zhǎng)江沿岸港口，因上海港錨地資源緊張，正常情況下超大型礦船都是進(jìn)口時(shí)直靠碼頭或直接進(jìn)長(zhǎng)江，出口時(shí)直接出長(zhǎng)江口，不會(huì)在上海港錨泊，但在能見(jiàn)度不良長(zhǎng)江航道關(guān)閉或船舶故障需要修理等特殊情況時(shí)也需在上海港錨泊，上海港適合超大型礦船錨泊的錨地只有寶山北錨地，所以如何安全地操縱超大型礦船在寶山北錨地拋錨是一個(gè)值得探討的課題。

1 寶山北錨地概況及水文狀況

上海港寶山北錨地位于寶山北航道北側(cè)，供大型及超大型船舶待泊、候潮、防臺(tái)、補(bǔ)給、交接及應(yīng)急等使用，VTS規(guī)定船舶在該錨地連續(xù)錨泊時(shí)間不得超過(guò)72 h，VTS頻道為CH73。錨地范圍大致由81號(hào)浮、85號(hào)浮、Q11浮、Q13浮所所圍成的長(zhǎng)約3.5 n mile，寬約0.4～0.6 n mile狹長(zhǎng)水域，分為寶山北錨地（應(yīng)急專用）和寶山北錨地兩個(gè)區(qū)域，如圖1所示。海圖水深最大21 m，最小16 m，但水深常有變化，尤其是在夏季長(zhǎng)江洪峰或夏秋季的天文大潮汛過(guò)后，水深更容易出現(xiàn)變化，這一點(diǎn)要引起我們的注意。為此，要經(jīng)常注意查閱最新海圖資料及航行通告。底質(zhì)為泥沙，錨抓力較好。夏季為東南季風(fēng)，冬季為西北季風(fēng)。屬于非正規(guī)半日潮，一天24 h中有2次高潮、兩次低潮，潮流為往復(fù)流，錨地里有2次漲流2次落流，漲流流向約為300°，落流流向約為120°，初漲大概為中浚高潮前1 h，初落大概為中浚高潮后4 h，漲落流時(shí)間大致為5 h和7 h，大潮訊時(shí)最大漲流流速2～3 kn，落流流速3～4 kn，潮高可參考石洞口潮位站。轉(zhuǎn)流時(shí)段錨泊船因錨爪翻動(dòng)容易發(fā)生走錨。

2 超大型礦船操縱特點(diǎn)

通常把DWT 8萬(wàn) t以上、LOA 250 m以上的船舶稱為超大型船舶，超大型礦船是其中的一種，其主要特點(diǎn)是船型肥大，方形系數(shù)大，長(zhǎng)寬比小和吃水大，超大型礦船與普通萬(wàn)噸級(jí)船舶相比在操縱性能上有很大的不同。以Cape size級(jí)礦船“CHRISTINA J”為例介紹超大型礦船的操縱特點(diǎn)，該船總長(zhǎng)292 m，型寬45 m，型深24.8 m，總噸91 373，凈噸58 745，夏季載重噸177 832 t，夏季吃水18.322 m，夏季滿載排水量202 712 t。

2.1 航向穩(wěn)定性和應(yīng)舵性差

航向穩(wěn)定性、應(yīng)舵性與旋回性具有相反的特性，通常旋回性好的船舶航向穩(wěn)定性和應(yīng)舵性差，超大型礦船就具有這種特點(diǎn)，航向穩(wěn)定性差，對(duì)操舵的應(yīng)舵性也差，從開(kāi)始操舵到進(jìn)入穩(wěn)定旋回，要花很長(zhǎng)時(shí)間。尤其在航行條件復(fù)雜的俠水道中航行或港內(nèi)當(dāng)停車時(shí)，其操縱更為困難。

2.2質(zhì)量大，慣性大

超大型礦船排水量大，每單位排水量所分?jǐn)偟闹鳈C(jī)功率遠(yuǎn)比一般貨船低，慣性大，機(jī)動(dòng)操縱非常呆笨，停船性能也很差，如：“CHRISTINA J”輪，夏季滿載排水量為202 712 t，主機(jī)功率僅為22 920 ps。該船滿載全速倒車沖程5426 m，耗時(shí)約15 min，停車沖程6680 m，耗時(shí)近25 min。壓載全速倒車沖程3 300 m，耗時(shí)約12 min，停車沖程4508 m，耗時(shí)約20 min。

2.3 水線上下面積大，受風(fēng)流的影響大

超大型礦船船體龐大，在空載風(fēng)大和滿載流急時(shí)要特別謹(jǐn)慎操縱，正確估算風(fēng)流壓，留足余地，尤其在俠水道航行、靠離泊作業(yè)、狹窄擁擠水域錨泊作業(yè)時(shí)。

2.4 旋回性好，旋回中速度下降大但淺水效應(yīng)明顯

超大型礦船船體肥大，與瘦長(zhǎng)型的集裝箱船相比具有更好的旋回性能，其旋回直徑D和船長(zhǎng)L的比值較小，也就是旋回性能較好，即K值較大。CHRISTINA J輪滿載全速旋回直徑為995 m，為3.4倍船長(zhǎng)，壓載全速旋回直徑854 m，為2.9倍船長(zhǎng)。旋回中速度下降大，旋回一周后速度約減少60%。但超大型礦船受淺水效應(yīng)的影響非常明顯，當(dāng)H/d=1.25時(shí)的旋回圈約比深水中增大70%，且旋回中的速降也會(huì)變小，除此之外，超大型礦船在淺水中的舵效也會(huì)變差，淌航中喪失舵效的時(shí)間也出現(xiàn)得更早。長(zhǎng)江口深水航道維護(hù)水深為12.5 m，進(jìn)口礦船都是乘潮進(jìn)口，吃水一般控制在12 m左右，所以富裕水深非常有限，航行、靠泊、進(jìn)錨地時(shí)尤其要注意淺水效應(yīng)的影響。

3 拋錨前準(zhǔn)備工作

超大型礦船具有載重量大、吃水大、尺度大、慣性大、船舶機(jī)動(dòng)性差、低速時(shí)操縱困難等特點(diǎn)，其在錨泊作業(yè)中面臨更大的困難和風(fēng)險(xiǎn)。得到去寶山北錨地拋錨的指令后要提前向VTS申請(qǐng)錨位，通過(guò)詢問(wèn)VTS，使用雷達(dá)、AIS、視覺(jué)瞭望等有效手段核實(shí)錨位是否清爽，與其他大型船舶間的距離不少于0.5 n mile，寶山北錨地面積狹小且錨位緊張，有時(shí)還有捕魚(yú)船在錨地作業(yè)，如遇錨位被占用時(shí)要及時(shí)聯(lián)系VTS尋求幫助。與之相鄰的寶山北航道狹窄且交通流密集，大小型船舶混跡其中且交通流方向復(fù)雜，要謹(jǐn)慎操作特別要關(guān)注進(jìn)出錨地的船舶動(dòng)態(tài)，提前聯(lián)系協(xié)調(diào)行動(dòng)。

分析進(jìn)入錨地時(shí)的風(fēng)流情況，超大型重載大船應(yīng)主要考慮流的影響，預(yù)估流向流速，為控速和如何駛向錨泊點(diǎn)做準(zhǔn)備。

了解船舶的主機(jī)功率及倒車功率、錨的類型及錨鏈長(zhǎng)度、錨機(jī)剎車性能、通訊及導(dǎo)航設(shè)備等，與船長(zhǎng)確認(rèn)上述相關(guān)設(shè)備是否處于良好狀態(tài)，督促船方提前檢查做好準(zhǔn)備。寶山北錨地狹小且錨泊船密集，為確保安全，抵錨地前必須選擇合適時(shí)機(jī)進(jìn)行倒車實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)主機(jī)倒車正常后方可駛往錨地。

4 進(jìn)入錨地的方式及速度的控制

一般采用頂流后退拋錨法，順流時(shí)拋錨需要調(diào)頭，因?qū)毶奖卞^地及相鄰的航道狹窄加上交通流密集，所以頂流進(jìn)錨地拋錨相對(duì)順流進(jìn)錨地拋錨操作更簡(jiǎn)單也更安全，如條件允許， 盡量選擇頂流進(jìn)入錨地。超大型船舶停船性能較差、排水量大、慣性大，這就要求及早控制速度。頂流拋錨一般在距錨位4 n mile外就應(yīng)慢車而且還應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的流速情況靈活掌握，流速越緩越要及早慢車、停車，可參考下述經(jīng)驗(yàn)減速法，距錨位3 n mile時(shí)控制在 7～8 kn速度;距錨位 2 n mile時(shí)，控制在 5～6 kn速度;距錨位1 n mile時(shí)，控制在 3～4 kn速度，在倒車前的余速控制在 2 kn左右。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，速度約2 kn時(shí)，使用Full Astern，2～3 min可以將船停住，前沖約半個(gè)船長(zhǎng)，這樣的速度控制可避免長(zhǎng)時(shí)間的倒車導(dǎo)致船艏大幅度偏轉(zhuǎn)而破壞既定錨位。

拋錨時(shí)，船艏向控制的好壞直接影響到錨位的精度，理想的狀況是拋錨時(shí)的船艏向與流向一致，并使船舶的ROT為0，但在實(shí)際操作中想做到這一點(diǎn)是非常困難的，主要是由于超大型礦船在抵達(dá)錨位前需要一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的停車淌航過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中由于受到風(fēng)流的影響，會(huì)產(chǎn)生滿舵無(wú)法把定的情況，需要用車來(lái)克服，但用車太多又會(huì)使余速增加，為了克服這種矛盾，就要減少用車的次數(shù)，提前使船艏向保持在與流向一致的航向上航行。在拋錨前想做到船舶的ROT為0也是不容易的事，因?yàn)樵趻佸^前需要用倒車來(lái)剎減余速，而超大型礦船在倒車時(shí)由于受到深沉、伴流、排出流橫向力的影響，船艏向右偏轉(zhuǎn)非常明顯，倒車時(shí)間越長(zhǎng)右轉(zhuǎn)趨勢(shì)越大。所以在實(shí)際操作中是在抵達(dá)錨位時(shí)盡量減小余速，在倒車之前操左滿舵使船舶產(chǎn)生一定的左轉(zhuǎn)趨勢(shì)，但要特別注意控制好左轉(zhuǎn)趨勢(shì)的大小，左轉(zhuǎn)趨勢(shì)太小不足以抑制倒車產(chǎn)生的右轉(zhuǎn)，太大了則會(huì)使倒車產(chǎn)生的橫向力不足以抵消左轉(zhuǎn)慣性而一直向左轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)要根據(jù)當(dāng)時(shí)的風(fēng)、流、船的實(shí)際情況及經(jīng)驗(yàn)判斷。倒車出來(lái)后要立即加大倒車的功率，縮短倒車的時(shí)間。如果有拖船協(xié)助也可以將拖船放在右艏頂推來(lái)抑制這種偏轉(zhuǎn)。

順流進(jìn)入寶山北錨地時(shí)如有條件可先掉好頭再駛?cè)脲^位，如條件不允許可采用拋錨掉頭法，由于航道及錨地寬度非常有限，再加上順流停車淌航時(shí)舵效較差，這就要求更要盡早控制速度，一般距錨位5～6 n mile時(shí)就應(yīng)開(kāi)始慢車，開(kāi)始掉頭之前對(duì)水速度控制在3 kn以下，余速越低越有利于對(duì)船位的控制，速度的控制要綜合考慮錨位水域大小、流速、風(fēng)向、風(fēng)速、船舶密度等方面的因素。如：只有1艘拖船協(xié)助，應(yīng)放在船艏頂推;如有2艘拖船協(xié)助，則一拖頂艏，另一拖頂艉，這樣可以將拖船的功率發(fā)揮到最大，還有就是有利于控制船位。接近錨位時(shí)應(yīng)適當(dāng)拉大橫距，當(dāng)接近錨位約0.5 n mile時(shí)啟動(dòng)倒車并使用拖船協(xié)助掉頭，根據(jù)船舶運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)及速度衰減情況調(diào)整主機(jī)倒車功率及拖船頂推功率，使船艏抵達(dá)既定錨位時(shí)縱向分速度小于0.5kn，開(kāi)始拋下迎流舷錨，先拋2節(jié)入水，剎住，不要多拋，以防拉斷錨鏈，此時(shí)如迎流角較大應(yīng)加大船艏拖船頂推功率以緩解錨鏈?zhǔn)芰?，調(diào)整主機(jī)倒車功率，當(dāng)船縱向速度接近零時(shí)停車，繼續(xù)指揮拖船將船調(diào)轉(zhuǎn)至頂流，當(dāng)船舶頂流并錨鏈開(kāi)始向前時(shí)再慢慢松鏈，一般拋7～8 kn錨鏈。拋錨過(guò)程中應(yīng)用車控制后退速度，對(duì)地退速盡量控制在0.5 kn以內(nèi)，最好在0.3 kn以下，錨鏈松至最后一節(jié)時(shí)如船的后退速度還比較快，可短暫進(jìn)車抑制退速，以減緩錨鏈?zhǔn)芰?。如果掉頭后發(fā)現(xiàn)錨位不理想，可重新起錨，使用車舵及拖船將船調(diào)整到合適位置再拋錨。

另外，可以使用拖船吊尾協(xié)助減速，還有如發(fā)現(xiàn)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的減速目標(biāo)，可以先使用倒車將速度剎減到既定的速度，再進(jìn)車穩(wěn)住航向。

5 落錨方式

超大型礦船由于其錨和錨鏈重量大、船艏干舷高、錨地水深較大，故在上海寶山北錨地拋錨時(shí)不宜采用普通拋錨法，否則容易導(dǎo)致出鏈速度太快，錨鏈剎不住而燒壞錨機(jī)剎車帶，導(dǎo)致丟錨、丟鏈或錨機(jī)受損，為防止錨設(shè)備受損，保證拋錨作業(yè)的安全，超大型礦船應(yīng)采用深水拋錨法。具體操作步驟為：當(dāng)船舶即將進(jìn)入預(yù)定錨位前，將船速控制在2 kn以內(nèi)，根據(jù)錨地水深、潮高、船艏干舷高度，利用錨機(jī)將錨松出至離底5～10 m處，抵達(dá)預(yù)定錨位時(shí)，倒車并稍有退速時(shí)，可用剎車按普通拋錨法拋出，也可用錨機(jī)將所需拋出的錨鏈全部松出，拋錨過(guò)程中船舶對(duì)地退速控制在0.5 kn以內(nèi)，如果使用錨機(jī)松出所有錨鏈，對(duì)地后退速度要控制在 0.3 kn以下，因?yàn)殄^機(jī)的松絞速度是9 m/min，相當(dāng)于0.3 kn，但也不能把船完全停住，否則容易使錨鏈堆積。

6 結(jié) 語(yǔ)

上海寶山北錨地及相鄰的寶北航道通航環(huán)境復(fù)雜，航道及錨地狹窄，超大型礦船停船性能差、排水量大、慣性大，操縱此類船舶進(jìn)入寶山北錨地拋錨時(shí)，要求引航員一定要充分熟悉了解航道及錨地的水文氣象及交通狀況，熟練掌握超大型礦船的操縱特點(diǎn)及拋錨方法，同時(shí)要保持良好的心態(tài)，不急不躁，操作上留有充分的余地，極其謹(jǐn)慎地操縱，保證安全。

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