基于潮流潮汐規(guī)律的穩(wěn)泊管理

馮其科　尚豐青

摘 要：針對(duì)開敞式30萬噸級(jí)原油碼頭穩(wěn)泊的要求，介紹當(dāng)前穩(wěn)泊控制狀態(tài)，分析潮流潮汐對(duì)碼頭纜繩影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)不利于穩(wěn)泊的潮流時(shí)段，以此進(jìn)行有計(jì)劃地有效的巡視監(jiān)護(hù)，提高穩(wěn)泊的控制能力。

關(guān)鍵詞：潮流潮汐；穩(wěn)泊；巡視監(jiān)護(hù)；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U656.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006—7973（2017）04-0050-03

日照港30萬噸級(jí)原油碼頭位于日照港嵐山港區(qū)中作業(yè)區(qū)，碼頭為棧橋固定式碼頭，入海4.5公里，屬于開敞碼頭，油輪靠離泊、穩(wěn)泊均受潮流潮汐等外在條件影響明顯。原油接卸屬于?；沸袠I(yè)，在接卸過程中，一旦發(fā)生船舶漂移，不僅造成碼頭設(shè)備設(shè)施損傷，更有可能導(dǎo)致原油如海，造成海洋環(huán)境污染，所以，做好穩(wěn)泊工作是原油接卸一項(xiàng)重點(diǎn)工作。

船舶在泊是主要穩(wěn)固方式為纜繩穩(wěn)固，30萬噸級(jí)油輪在泊時(shí)由20根纜繩進(jìn)行固定，由碼頭中心向兩側(cè)各為10根，分別為倒纜2根，橫欄4根，艏（艉）4根，具體布置如圖1所示。

目前主要的穩(wěn)泊控制技術(shù)為快速脫纜鉤應(yīng)力監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)和船舶位移檢測(cè)系統(tǒng)，以上兩種穩(wěn)泊技術(shù)均可通過數(shù)字較為直觀的觀察船舶變化情況，并可設(shè)置極限報(bào)警，可使巡視人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)纜繩變化。但是，以上兩項(xiàng)技術(shù)均為檢測(cè)技術(shù)，一般情況報(bào)警后才能發(fā)現(xiàn)問題，由于每根纜繩調(diào)節(jié)需要20分鐘左右，一般需調(diào)節(jié)2-4根纜繩，發(fā)生報(bào)警后再進(jìn)行調(diào)節(jié)，部分纜繩可能已經(jīng)斷裂，不能有效進(jìn)行穩(wěn)泊控制。

1 潮流潮汐特征

1.1 潮汐特征

嵐山港的平均潮差為344cm，潮差較大。潮差是潮汐強(qiáng)弱的重要標(biāo)志之一，潮差的大小與海區(qū)的自然環(huán)境、天文條件有密切關(guān)系。

由表1中還可以看出，平均漲潮歷時(shí)較平均落潮歷時(shí)短近1h，這是由于近岸海域水深很淺，混合效應(yīng)和底摩擦較大，致使潮波在這里明顯變形，主要半日分潮的非線性相互作用加大，淺海分潮顯著。由于潮波的嚴(yán)重畸變，致使該海域的漲潮、落潮歷時(shí)不等。

本論文數(shù)據(jù)均以港區(qū)理論最低潮面為基準(zhǔn)。

1.2 潮流特征

漲潮主流向?yàn)槲髂舷颍涑敝髁飨驗(yàn)闁|北向，漲潮流歷時(shí)略短于落潮流歷時(shí)，平均漲潮歷時(shí)為5h38min；平均落潮歷時(shí)為6h47min，漲潮流速明顯強(qiáng)于落潮流速。高潮過后1h，潮流轉(zhuǎn)為落潮流方向，經(jīng)過3h左右落潮流流速達(dá)到最大；低潮過后1h，潮流轉(zhuǎn)向漲潮流方向，經(jīng)過3h左右漲潮流流速達(dá)到最大。

漲潮流主流向?yàn)?25°左右，落潮流流向?yàn)?5°左右，漲落潮流向基本保持在一條直線上。圖2為嵐山港區(qū)水域的流場(chǎng)。

2 潮流影響及應(yīng)用

由潮流的特征可知漲潮主流向?yàn)槲髂舷颍涑敝髁飨驗(yàn)闁|北向，均平行于碼頭前沿，潮流的影響主要為水平受力。

由圖1-1可知，在漲潮的過程中，4#、13#、14#、15#墩纜繩拉力受力較大，經(jīng)過3h左右漲潮流速達(dá)到最大，此時(shí)受漲潮影響纜繩受力最大。在落潮的過程中，1#、2#、3#、11#墩纜繩受力較大，經(jīng)過3h左右落潮流速達(dá)到最大，此時(shí)受落潮影響纜繩受力最大。

碼頭巡檢間隔時(shí)間為1小時(shí)，在巡檢時(shí)，可依據(jù)潮汐表查看當(dāng)時(shí)潮流狀態(tài)，根據(jù)巡檢時(shí)間潮汐特征，有針對(duì)性的檢查相應(yīng)纜繩的拉力，做到有效巡檢，及時(shí)松緊纜繩。同時(shí)，船舶在泊期間應(yīng)橫纜受力足夠大，確保油輪和橡膠護(hù)弦之間有足夠的橫向拉力和縱向靜摩擦力，足夠的靜摩擦力能夠克服潮流載荷作用在油輪縱向力和纜繩縱向力的合力，確保油輪平衡而不發(fā)生偏移。

3 潮汐影響及應(yīng)用

3.1 影響特征

潮汐的影響主要是船舶上升和沉降，造成對(duì)纜繩拉力影響；卸油過程，隨著油量的減少，船舶一直處于上升階段，從而對(duì)纜繩拉力造成影響。以上可得，潮汐和卸油的影響都是通過船舶的垂直位移，造成纜繩的伸縮，從而影響纜繩拉力，因此將潮汐和卸油放在一起進(jìn)行分析。

3.2 計(jì)算模型

由表3可知，在極限位移情況下，倒纜拉力最大。由此可知，倒纜受潮汐及卸油過程影響最為嚴(yán)重。

船舶纜繩受力狀態(tài)直接關(guān)系到船舶系泊安全，由潮汐對(duì)纜繩的影響規(guī)律可以看出，潮汐在上漲和下落的過程中，對(duì)倒纜影響最大，之后依次是橫纜、艏（艉）纜。在巡視監(jiān)護(hù)過程中，首先應(yīng)當(dāng)從倒纜開始對(duì)纜繩拉力進(jìn)行檢查，并做好纜繩的松緊工作。

4 結(jié)束語

本文對(duì)30萬噸級(jí)原油碼頭海域潮汐潮流對(duì)纜繩影響規(guī)律進(jìn)行分析，并以此提前判斷潮流潮汐對(duì)不同位置不同時(shí)段纜繩影響，做到有效的巡視監(jiān)護(hù)，提高穩(wěn)泊的有效控制。

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