黃河北干流淺吃水船型初步研究

摘 要：淺吃水船型及單船運輸是黃河北干流航運今后一段時間重點開發應用的主要船型及運輸方式。本文從技術上進行了分析、計算和研究，說明黃河北干流開發淺吃水船是可行的，在經濟上是合理的。

關鍵詞：淺吃水船型 可行性研究 黃河北干流

黃河北干流淺吃水船型研究的幾個關鍵問題

1、平均吃水的選擇與尾部吃水的控制問題

黃河北干流屬淺水或中淺水航道，船舶吃水的確定很關鍵，過小則勢必增加船長和船寬，相應造價，成本，阻力等也將增加；過大則擱淺和涉灘機會將大大增加。

2、設計航速的確定問題

淺吃水船的航速一般要求較高，以克服淺水急流航道比降大、流速高帶來的航行困難。但航速太高則其經濟性差，太低則逆水和自行上灘能力差。

3、載重噸、排水量和功率的匹配關系

黃河北干流急流灘較多，船舶如果不借助于岸絞設備能自行上灘，其功率一般會高于其他普通船舶。

4、推進方式的選擇問題

黃河北干流淺吃水船一般說來采用隧道式螺旋槳推進方式在技術上、經濟上較可行。

5、船舶自重的控制問題

船舶自重的控制，一般應從船體結構、上層建筑及生活設施等幾個方面加以考慮。

6、設計狀態

設計狀態一般要考慮黃河不夜航和重載下水空載上水（不完全空載）的航行特點。

以100噸級淺吃水船型設計為例

1、總體設計

100噸級淺吃水船為黃河北干流開發應用的主要船型。設計船型為：鋼質、縱骨架式、雙機雙槳、單底、單甲板、尾機型機動駁貨船。船首采用雞胸型或勺型平頭甲板縱流壓浪型，船尾采用開式雙淺隧道方尾型。駕駛室、機艙采用輕質玻璃鋼、木材建造。船中為“U”型平底。船體強度、穩性滿足長江“B”級航道要求。

2、主尺度

船舶主尺度及要素與航道、運量關系分析

航道條件及運量是水上運輸賴以生存的基礎，它制約著船型尺度和要素的選擇。

黃河北干流航運初步可行性研究和工程可行性研究報告中提出黃河航道的整治標準為六級，基本尺度為：雙線航道寬45米，單線航道寬30米，沙質河床航道深為1.0米，卵石河床航道深為1.10米，石質河床航道深為1.20米，航道曲率半徑大于300米。由于黃河北干流航道目前和整治后屬于淺水或中淺水急流航道，因而要求船舶的剩余水深較大，而吃水相對較小。根據長江機動船舶的剩余水深H≥0.20米和《船舶設計手冊》推薦的淺水急流航道船舶的剩余水深，對卵石河床H≥0.30米，對巖石河床H≥0.40米的要求。以及當H≥0.30米時船舶可以自行上灘的特性，并兼顧其他一些因素。100噸級淺吃水船舶的吃水T=0.80米是可行的，這既考慮了航道條件又顧及了船舶其他尺度的選擇范圍。黃河北干流由于水淺流急，根據計算分析，取臨界速度對克服水流比降大（平均比降3%-10%）、流速大（5.4米/秒）產生的阻力有很大的問題，船舶沒有自行上灘的能力。故黃河北干流淺吃水船舶的設計航速必須超臨界速度。黃河北干流的所有灘全部設置岸絞是不可能和不現實的，所以該船舶的設計航速必須大于水流速5.4米/秒，而且還應該儲備一定量的剩余能力，經綜合分析論證，選擇航速21.5公里/小時是能滿足要求的。

分析總結黃河北干流船舶營運現狀，經分析計算，船舶要順利上灘，其功率應為2.35千瓦/噸。本文取1.84千瓦/噸-2.21千瓦/噸。100噸級淺吃水船的功率選擇2×88.2千瓦，這樣單邊慢車上灘是能夠實現的。

100噸淺吃水單貨船運輸經濟效益分析

100噸淺吃水單貨船主要航行于黃河北干流山西、陜西兩岸之間。本論證選取山西一側的航線展開，分析論證的基點是以煤炭為準（煤炭占運量的70%以上），運價的確定以山西省現有運價為準，并且按不同的航線長短途運輸而定。由于黃河北干流一般不夜航和貨源比較集中，其運輸大都為實載單程順水運輸，回程逆水運量很少，所以本論證貨運量為單程運量。

從經濟效益比較計算可以看出，100噸淺吃水單貨船近期運用于黃河北干流進行長途運輸是比較理想的。如果按540公里的航程計算，100噸淺吃水單貨船和50噸淺吃水單貨船作比較：100噸淺吃水單貨船是50噸淺吃水單貨船運輸年凈利潤的5.27倍，投資回收期比50噸淺吃水單貨船少11.97年，千噸公里油耗比50噸淺吃水單貨船少14.97千克，單位運輸成本比50噸淺吃水單貨船少26.57元/千噸公里，年利潤是50噸淺吃水單貨船的3.90倍。以上論證說明黃河北干流開發100噸淺吃水單貨船進行長途運輸有良好的經濟效益和社會效益。

自卸船經濟技術分析

船舶自卸技術已有一定的歷史，在國內外發展比較迅速，我國的自卸船技術自70年代開始起步，目前已經有了比較好的基礎，已經發揮出了良好的技術和經濟優勢。黃河北干流貨運量的70%以上為煤炭等散貨，非常有利于自卸船技術的開發和實施。另外，黃河目前大部分碼頭仍然為自然岸坡，船舶的裝卸僅靠人拉肩挑，其裝卸效率極低，船舶周轉慢，綜合效益低。如果將淺吃水船設計為自卸船，無疑會獲得滿意的運輸效果。

1、自卸船船型選取

國內外現有的自卸船船型可以歸納為兩大類，即：重力（自流）卸貨型和強力（人工）卸貨型。通過對兩種自卸形式的技術性能比較，選用重力懸掛式自卸船比較實用，因為其結構簡單，操作維修分別，成本低，有良好的經濟技術優勢。

2、自卸船效益分析

根據國內外自卸船營運效益分析，自卸船進行短途運輸比進行長途運輸更為有利。如果進行短途運輸，自卸船和普通船進行比較，自卸船的單位運輸成本為153.87元/千噸公里，比同噸位的普通船減少了160.46元/千噸公里，必要運費率為233.63元/千噸公里，比同噸位的普通船減少了160.70元/千噸公里。可以看出，自卸船運輸效益是比較明顯的。

自卸船技術在我國還處于開發，發展階段，所以黃河北干流航運今后的開發應該將自卸船型的開發和應用作為重點之一。

從以上的分析、計算和研究的結果看來，黃河北干流開發淺吃水船在技術上是可行的，在經濟上是合理的。

（作者單位：山西省臨汾市地方海事局）