強攏風天氣下大型集裝箱船靠泊青島港分析

李磊

摘要：隨著造船技術的飛速發展，船舶大型化的腳步也不斷加快，集裝箱船的大型化就是典型代表，在E級集裝箱船帶來的震撼還未消退，3E級集裝箱船已經頻繁來往于世界各大港口，作為一名引航員，如何更好的分析和在惡劣天氣下安全駕引這些海上巨無霸就顯得尤為重要。

關鍵詞：強攏風；大型集裝箱船；風動壓力

中圖分類號：U675.5+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-7973（2016）06-0048-03

青島港是我國重要的沿海國際大港，吞吐量名列世界前茅，其中集裝箱吞吐量2015年排名世界第七，中國第六（含香港港），集裝箱船的引領占青島港引航員引領工作的大部分，因此做好集裝箱船的安全引領工作為整個港口的安全引航起到至關重要的作用。由于集裝箱船的特殊船型構造和裝載方式，在影響船舶運動的各種自然外力中，風對集裝箱船的影響特別明顯，引航員為了更好地駕引大型集裝箱船，需要對此類船舶在強攏風天氣下靠泊進行認真分析，以便做到安全高效引航，保證引航服務效率。

1.青島港港區風的基本情況

青島屬于海洋性季風氣候，冬季受西伯利亞地區移來的冷高壓影響，夏季受西太平洋副熱帶高壓控制。兩者為不同屬性的半永久性高壓。3月中旬開始，由于冷高壓在海上停留凍南風顯占優勢。仲秋開始，極地冷空氣活躍，北向風重占優勢。受地形影響，終年多東南和西北兩個風向。年平均風速4.9m/s，各月平均風速以3月最強為5.6m/s，9月最弱為4.1m/s。百年以來，平均風速最強的時次為1923年11月24日，北北西風32.4m/s.瞬間最大風速則首推1939年8月31日之北北東風40.3m/s，前者受寒潮影響，后者為臺風所造成。特別是冬季寒潮天氣，陣風7～8級經常出現，而且來勢迅猛，給引航工作造成很大麻煩，如果不做好充分的安全措施，極易發生事故。

2.大型集裝箱船的操縱特點和靠泊要求

大型集裝箱船的操縱特點除了具有慣性大，旋回水域寬外，還具有以下特點：

2.1船舶尺度明顯增大

以目前最大的3E級集裝箱為例，其船長399米、寬59米、型深30米、最大吃水16米、最大高度約70米、帶纜甲板高度約21米（部分達到25米），尺度的增大，船舶受風流影響的面積也增大，對于3E級集裝箱側面最大受風面積可達15000m2，在大風天氣下給船舶操縱帶來極大困難。

2.2單位排水量的主機分配功率相對較小

3E級集裝箱船所謂3E指的是因大運量而產生的經濟效益，能源上的高效和更加環保（即Economy、Efficiency、Environmentally三個英文單詞的首字母），由于船舶設計理念的轉變，在單位排水量主機分配功率方面較其他集裝箱船大幅度減小，甚至其“主機功率/噸”只有普通集裝箱船的一半，這就嚴重影響了他的加速性能，轉向性能和倒車制動的性能，當然，主機馬力的相對變小和雙車雙舵的設計使其倒車的側壓力較E級集裝箱船明顯減小，相對減小了因巨大的側壓力帶來船舶的偏轉造成緊迫局面的風險，但駕引人員不能因此而忽略他的影響，從而給引領工作帶來麻煩。

2.3強攏風天氣下靠泊三要素的控制

船舶靠泊的三要素是指速度、角度、船位，只有對這三要素合理的控制，才能順利完成一次靠泊作業，對于大型集裝箱船在強攏風天氣下靠泊，這三個要素更要嚴格而且合理的控制。①由于大風天氣集裝箱船難于把定，停車趟航降速將會相當困難，所以應在保證船位的情況下將船速較早降到維持舵效的最低船速，保證將要到達泊位時，降到拖輪可以盡快協助靠泊的速度；②靠泊角度不能太大，尤其在距離碼頭較近時，盡可能做到平行靠泊，因為大型集裝箱船有船舶長度長但平直部分相對較短的特點，粗略計算，有一度靠泊角度時，首位方向可能有兩到三米深入碼頭，極易碰到碼頭設備，此外一端的單點接觸可能造成另一端的二次碰撞；③船位要在條件允許的情況下離泊位后端足夠船舶掉頭的距離，防止靠泊過程中風力的進一步加強或是其他意外情況的發生。

2.4對于所靠泊位的要求

惡劣天氣下靠泊，所靠泊位要將吊機務必集中到泊位中間位置（移開吊機最好，但大部分情況下很難做到），防止有角度靠泊時與船舶碰撞，留出充足的靠泊空間，尤其是泊位后端的位置要充分，防止船舶過早的靠上碼頭。

3.風對大型集裝箱船的影響

大型集裝箱船由于自身的船舶尺度比較大，所以風流都會給船舶造成較明顯的影響，青島港的集裝箱泊位不受壓攏流影響，這里就不對流的影響做詳細分析，而風對靠泊的影響是每一位引航員必須考慮的重要因素，眾所周知，風對船的作用力可以分解為船舶縱向的F和橫向的F（圖1），其中縱向的影響可以通過大船車的前進與后退來克服，橫向的影響則需要側推器、錨、拖輪等進行克服，其中對于大型集裝箱船在靠泊過程中主要通過側推器和拖輪來克服。船舶所受橫向風壓力Fa可以通過以下公式計算得出：

根據規定，集裝箱裝卸橋在風力六級時停止作業，碼垛機和龍門吊七級風停止作業，所以取六級風的最小值11m/s和最大值14m/s，且完全是橫風時，帶入公式計算得到正橫風壓力F分別為1090KN和1767KN（此處計算結果為3E級集裝箱船滿箱輕載的情況下，船舶受風面積最大時），可以依據此數據在大風天氣合理配給拖輪。

4.拖輪的配置和使用

4.1拖輪的配置

對于大型集裝箱船（3E級或E級以及與其相當的集裝箱船），青島港一般給配備一艘7000匹和一艘或兩艘5000匹的大馬力全回轉拖輪協助靠泊，拖輪的實際輸出功率約為額定的90%，根據拖船的特性，對于z型拖輪每100馬力輸出推力約14.7KN，拖力是其頂推力的90%，則7000匹和5000匹拖輪輸出的最大拖力分別為812KN和580KN，所以實際配備的拖輪拖力在1300K N到1800K N之間，加上此類船舶一般配有3000到5000匹馬力的側推器，根據前面風力的計算結果，所以完全滿足在六級大風天氣的靠泊要求，當然如果伴有7～8級以上大風時，拖輪的配置就略顯不足，應當引起重視。

4.2拖輪使用中的注意事項

由于船舶干舷較高，部分船舶可達15米，并且拖輪要在上風舷帶纜，所以要給拖輪留出足夠的帶纜時間，爭取在泊位前一海里處讓拖輪帶好纜；較大馬力的拖輪盡量帶在船的胯部，相對較小的拖輪帶在船頭，因為船頭有側推做補充；船速不能太快，盡量避免采用拖輪制動，因為帶纜位置較高，拖輪制動很難達到效果，從而給下一步操作造成困難；拖輪纜繩盡量放長，可以達到最好的拖拉效果；避免讓拖輪急速大馬力的拖拽，防止突然的猛烈的張力讓拖纜崩斷；充分考慮帶纜高度過高、纜繩磨損及拖纜長度不夠、拖輪老舊等因素，因為它們可能造成實際給出拖力較理論拖力嚴重偏小，引航員應該根據實際情況，從船舶安全的角度出發，果斷做出增加拖輪或者取消靠泊計劃的決定。

5.充分考慮大船自身機器環境存在的風險

雖然超大型集裝箱船相對于其他船舶有更好的工作環境和助航設備，但也不能在引領過程中忽略發生機器故障的可能性，由于其體積龐大，質量巨大，即使一個小故障往往都會造成不可估量的后果，特別是新造船舶，可能因為油管不清潔，機器部件質量瑕疵，或操作人員對船舶不熟悉而造成主機運行故障，另根據權威部門的統計，在船舶水上交通事故中，從船舶年齡方面劃分，新造船舶也屬于事故的高發區，所以我們更應該在引領時引起足夠重視，防患于未然。

6.注意天氣的發展趨勢，合理科學的制定引航計劃

在大風天氣下從事引航作業，要密切注意天氣的變化，因為引航工作不可能瞬間完成，一蹴而就，在青島港，完成一艘船舶的靠離泊工作至少需要一個小時，多則需要四到五個小時，所以需要根據實際情況時時關注天氣的發展趨勢，就大風天氣而言，如果風力是減弱的趨勢，則在引航的拖輪安排上以滿足現在風力配備即可；但如果風力有進一步加強的趨勢，引航員則應在操作的過程中密切注意風力的變化，發現風力迅速加強，就要立刻而且果斷的增加拖輪配備甚至放棄此次靠泊作業，擇機把船駛向安全水域或港外錨地，以免錯過時機造成不必要的損失。

7.結束語

以3E級集裝箱船為代表的超大型集裝箱船都是隨著造船技術的進步而出現的新型船舶，在駕引這類船舶時，任何一名引航員都沒有豐富的操作經驗，我們只有憑借現有的理論知識和駕引其他船舶積累的豐富經驗，認真細致的做好引航方案，在引領過程中認真的觀察，縝密的操作，靠泊完成后認真的總結，才能保證每一次引領方案能更加的成熟完善，確保引領此類船舶安全高效。