深圳西部水域小型船舶航路方案設計研究

鄒紅兵 張 濤 樊厚武

（武漢理工大學航運學院1） 武漢 430063）

（吉安市地方海事局2） 吉安 343000）

（唐山海事局3） 唐山 063611）

0 引 言

深圳西部水域相對狹小，港區群集中，巨大的船舶交通流量，迅速擴張的港口規模，給海上交通安全帶來了很大的壓力.根據深圳海事局關于深圳西部水域船舶交通流量的統計資料分析，深圳西部水域是大量往返珠江三角洲與香港、澳門之間的船舶必經之地，每年從珠江口航經深圳西部水域進出香港、澳門等地的船舶在20萬艘次左右，約占進出深圳西部水域船舶總流量的一半.從這些航經深圳西部水域過境船舶的尺度來分析，長度為50m以下的船舶比例達到了89.1%，而長度100m以上的船舶不足5%.上述小型船舶吃水淺，航路選擇機動性大，不按規則航行，經常占用和穿越深水航道，對進出深圳西部各港區大型船舶和小型船舶自身帶來了很大的安全隱患.因此，在深圳西部水域制定“過境小型船舶航路”可以有效簡化交通流模式，規范小型船舶行為，解決小型船舶擁堵深水航道問題，同時也在很大程度上解決了小型船舶與大型船舶互相影響問題，具有較好的現實意義.

1 航路方案設計分析

經向深圳海事局調研，深圳西部水域從大鏟島北端至推薦南航道的南端都是小型船舶活動的密集區，而大鏟島北側的福永、寶安等港區也是深圳西部水域的組成部分，但進出上述港區船舶主要航行區域為公沙水道和礬石水道，公沙水道和礬石水道水域相對開闊，船舶密集度相對較小；另外，由于深圳西部各港區內移駁的現象也相對較多，因此，本文提出的小型船舶航路設計方案不將進出大鏟島以北港區（如福永港區、寶安港區）和深圳西部各港區內的移駁船舶考慮在內，主要針對航行途經大鏟島附近水域——推薦南航道南端航段的“過境船舶”進行設計.另外，通過對航經深圳西部水域過境船舶的尺度分析得出：進出深圳西部水域的船舶長度在50m以下的船舶所占比例為89.1%，長度在100m以上的船舶所占不足5%，即過往深圳西部水域的船舶絕大多數在1 000t級以下.

1.1 過境小型船舶安全通航所需航道寬度分析

根據《海港總平面設計規范》（局部修訂），選取以下船型［1］為研究對象，見表1.

表1 選取研究船型主尺度表 m

根據《海港總平面設計規范》，對于單向航道寬度可按下式［2］進行計算

表2 船舶漂移倍數n和風、流壓偏角γ值

船舶與航道底邊間的富裕間距C的確定：根據海港總平面設計規范，船舶與航道底邊間的富裕間距可按表3中給出的數值確定.

表3 船舶與航道底邊間的富裕寬度C m

根據深圳海事局關于深圳西部水域關于船舶流統計資料分析，西部VTS報告區域船舶流（非高速船）平均速度為7.72kn，因此航速按＞6kn進行計算，選取研究船型單向通航所需的航道寬度見表4.

表4 選取研究船型安全通航所需航道寬度計算表m

通過對選取研究船型安全通航所需航道寬度的計算分析得出：1 000t級船舶安全航行所需的航道寬度因船型不同而略有差異，大致在70m左右.因此，本文對小型船舶航路內航行的小型船舶尺度加以限制，其船長應不得超過70m，船寬不得超過15m.

通過上述分析，本文對過境小型船舶進行如下定義：“過境小型船舶”系指航行途經大鏟島附近水域——推薦南航道南端航段的船舶噸級小于1 000t級且船長不得超過70m、船寬不得超過15m及吃水不超過4.5m的船舶.

通過上文的計算分析，本文將小型船舶航路單向通航寬度確定為70m.

1.2 小型船舶利用西部公用航道邊坡航行的可行性分析

經向深圳海事局調研，深圳西部公用航道為10萬t級集裝箱船單向航道，其設計參數為：航道有效寬度，210m；設計底標高，－15.8m；疏浚邊坡，1∶8；橫流，橫流≤0.5m／s，取n＝1.69，γ＝7°；船舶與航道底邊間的富裕間距C，按航速＞6kn計算，取C＝0.75B.

經調研，該航道浮標設置在西部公用航道的邊坡的頂部，如圖1所示.

圖1 深圳西部公用航道設標位置及斷面示意圖

10萬t級集裝箱船舶設計尺度見表5.

表5 10萬t級集裝箱船舶主尺度表 m

通過上述分析，可計算出西部公用航道邊坡可利用的航行寬度，其計算結果見圖2.

圖2 西部公用航道邊坡可利用的航行寬度圖

由上圖的計算結果可以分析，西部公用航道邊坡可利用的航行寬度為73.6m，能夠滿足本文提出的“過境小型船舶”單向通航所需航道寬度的要求.

2 小型船舶航路方案設計［3－5］

1）浮標設置方案 做西部公用航道北段紅綠紅（8）號浮標與紅（9）號浮標連線的延長線，與大鏟錨地北側航道的南邊線交與一點，在該點設置一座浮標（命名為新－紅（9））.

2）航路設計方案

（1）航線設置方案.將新－紅（9）號浮標所在位置命名為A點，西部公用航道北段紅（9）號浮標命名為B點，西部公用航道北段紅綠紅（8）號浮標命名為C點，大鏟水道紅（D2）號浮標命名為D點，西部公用航道紅（7）號浮標命名為E點，西部公用航道紅（5）號浮標命名為F點，西部公用航道紅（3）號浮標命名為G點，粵港水域分界線與銅鼓航道北段淺水區的交點命名為H點，從西部公用航道紅（3）號浮標做粵港水域分界線的垂線，其交點命名為I點.

連接A－B，B－C，C－E，D－E，E－F，FG，從G做H－I連線的中心線直至推薦南航道左側水域黃（1）號浮標的正橫位置J點，上述連線左右各80m的水域為小型船舶航路.其中A－E段航路主要供進出大鏟島以北水域的上下行小型船舶航行，D－E段航路是連接航經大鏟水道的上下行小型船舶.

（2）橫駛區設置方案.將橫駛區設置成一矩形水域，做A1浮標和黃（1）號浮標的連線，然后以該邊為橫駛區矩形水域的長邊，做一短邊長度為500m的矩形，供小型船舶橫駛使用.矩形的4個頂點以黃（1）浮標開始，做逆時針旋轉，依次命名為Y1，Y2，Y3，Y4，同時在Y3點設置浮標一座（命名為A0浮標），以供橫駛小型船舶識別.橫駛區東側水域上下行小型船舶可在沿岸通航帶航行.

（3）錨地調整方案.由于小型船舶航路的設計，D－G段左側80m水域范圍貼近或部分進入液貨船錨地和貨船錨地水域.目前深圳西部水域狹窄，該航路的設計使本來就不足的錨地更加緊張，但當航道和錨地的使用水域出現矛盾時，錨地應讓位于航道，為保證在小型船舶航路內航行和上述兩錨地內錨泊船舶的安全，將液貨船錨地和貨船錨地東邊線向西縮減100m.另外，由于小型船舶航路中橫駛區的設置，橫駛區占用了龍鼓水道錨地的一角，故將龍鼓水道錨地向南平移300 m.

（4）水深條件分析.A－E段航路水深A－E段航路主要供進出大鏟島以北水域的上下行小型船舶航行，大鏟島以北水域的深槽水深在4m左右，A－E段航路左右各80m處水深均在5m以上，其水深條件能夠滿足航經A－E段航路進出大鏟島以北水域的上下行小型船舶安全通航所需的水深要求.

D－H段航路水深 本文限制小型船舶最大吃水為4.5m，根據《海港總平面設計規范》，其安全航行所需的水深按下式進行計算.

航速按＞6kn進行計算，計算結果見表6.

表6 限制船型通航安全水深計算 m

D－H段航路水深條件優越于A－E段航路，左右各80m處的水深絕大多數航段均大于7 m，僅有D－E段航路西側存在極少部分的淺水區，應適當進行疏浚.

小型船舶航路設計方案見圖3.

圖3 小型船舶航路方案設計圖

3 結束語

通過制定深圳西部水域“過境小型船舶航路”，有效簡化了交通流模式，規范小型船舶行為，解決小型船舶擁堵深水航道問題，同時也在很大程度上解決了小型船舶與大型船舶互相影響問題.有利于交通管理部門對該水域實施有效監管，從而減少該水域海上交通事故的發生.

［1］中交第一航務工程勘察設計院，交通部天津水運工程科學研究所.JTJ211－99海港總平面設計規范（局部修訂）［S］.北京：人民交通出版社，2003.

［2］中交水運規劃設計院，中交第一航務工程勘察設計院.JTJ211－99海港總平面設計規范［S］.北京：人民交通出版社，1999.

［3］程細得，劉祖源.內河船舶避碰路徑優化研究［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2006，30（4）：576－578.

［4］程細得，劉祖源.內河三叉河口水域船舶避碰路徑優化研究［J］.船海工程，2008，37（4）：74－76.

［5］程細得，劉祖源.船舶智能避碰專家系統研究［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2003，27（1）：94－96.