探討永興島綜合碼頭進出港航道導標建設之思路

黃而精

摘 要：本文通過介紹永興島綜合碼頭情況、臨時導標簡介及存在問題，分析出臨時導標確有易址重建的必要性，根據永興島規劃資料及《水運工程導標設計規范》要求，以“三沙1號”為例，利用已知參數計算出視覺偏離量、側面靈敏度、垂直張角并進行驗算評價。

關鍵詞：永興島綜合碼頭 三沙1號 導標 規范 驗算

永興島是南海實施建設的第一個大型民用綜合碼頭工程，集漁業開發、交通運輸、油水補給于一體的綜合保障平臺。根據海事機構對進出港船舶簽證統計，2016年進出港共計306艘次，運送旅客81047人次，貨物23436噸。進港航道為挖槽航道、寬度較窄，水流較復雜，缺乏港泊圖，“三沙1號”投入使用后，安全隱患更突顯。為解決進出港導助航問題，確有必要重建導標工程，近年碼頭水域頻繁發生擱淺事故，該項工作顯得尤為迫切。

1.臨時導標簡介：

碼頭航道現有1對鐵塔式臨時導標，標牌均為紅色橫條鏤空鋼質正置等邊三角形。前導標高程為21m，前標牌邊長4m；后導標高程為22.5m，后標牌邊長5m，位置均在綜合樓前。

2.臨時導標存在的問題：

隨著港池的全面建設，航道的擴建，進出港池的船舶趨向大型化，臨時導標已不滿足安全航行需要，主要有：

2.1導標高度偏低。

臨時導標按照千噸級船舶導助航需求標準設計，不具備萬噸級船導助航能力， 三沙1號（1.25萬GT）投入使用，視標眼高明顯增加，現有導標高度已不再適用。 2.2導標標牌偏小。

碼頭進出港航道基本是東西走向，船舶在上午是逆光航行，臨時導標標牌是紅色橫條鏤空鋼質正置等邊三角形框架，標牌尺度已經不滿足實際情況對視標距離的要求；

2.3前后標間距偏小。

前后標間距為31.4m，近在1海里距離視標，船舶偏離航線時，前后導標難以有效分離，進港不好辨認，尋找航道入口和保持中軸線航行相對困難，導航效果欠佳。

上述原因，導標規模明顯偏小，對于萬噸級以上船舶來說很難發揮導航效用；其外，前導標集中載荷超過碼頭面最大載荷能力，導標位置需易址重建。

3.本論

3.1綜合碼頭導標建設方案

特殊的地理位置和水文條件，導標的選址極其苛刻。根據碼頭建設現狀和工程規劃資料，結合現場踏勘情況，前導標設在綜合大樓的樓頂，地理高程27.65m，后導標選址在導標中軸線（航道軸線）的延長線上，與前導標相距50m，地理高程大于前導標地理高程（27.65+位置標高）。

3.2導標計算條件

碼頭進港航道有效寬度100m；航道水域最大流速1.6節，流向與航道軸線之間的夾角70°。進港最大船型為1.25萬GT的“三沙1號”客滾船，船長122.3m、型寬21m。為了航行安全，在距離防波堤入口約0.5n mile以慢速進港。

3.3主要輸入參數

3.3.1觀測者眼高

“三沙1號”測者眼高：e=19m。

3.3.2起導點和終導點

起導點距離按至前導標1n mile考慮；終導點取左右防波堤燈樁連線至前導標的距離440m。

3.3.3前標標頂高程

前標標身高程h1=27.65m，位置自平均大潮面起算的地面高程hd=2.5m，前標標頂高程實際確定為h=30.15m。

3.3.4前后標間距

前導標設在綜合大樓樓頂，后導標在綜合大樓后面，碼頭臨時污水站綠化帶內，間距取值d=50m。

3.4 參數計算結果：

根據《水運工程導標設計規范》（JTJ237-1994），計算船舶在航道內各點對應視覺偏離量Ps，側面靈敏度K，前后標標頂垂直張角α。

3.4.1偏離量計算

（3）視覺偏離量

視覺偏離量與觀察距離和導標前、后標間距有關，觀察距離越大，視覺偏離量也越大。其計算公式為：

Ps=（D2+D×d）/3448d

式中：P s——視覺偏離量；D—— 觀察距離（m），自前標至使用段某觀察點的距離；d——導標的前后標間距（m）。

根據以上公式計算最大視覺偏離量如表1。

關于偏離量的評價：根據驗算結果，起導點稍有偏大，距離前導標1758m后視覺偏離量均小于設計偏離量，符合規范要求。

3.4.2后導標標頂高程計算

公式中α為一變化量（取值α=2′～14′），與H相關，故需試算求出結果，根據規范，后標標頂設計高程H取值范圍為32.1m～32.6m為最佳，在此取值后標標頂設計高程H=32.5m。

3.4.3側面靈敏度和垂直張角計算

垂直張角和側面靈敏度是對導標進行驗證和評估的主要參數。

（1）側面靈敏度

規范要求，導標側面靈敏度分布在1.0～3.5之間，導標效果良好。重點是滿足船舶在航道遠點時大于1.0的要求。按以下公式計算：

計算導標側面靈敏度系數得表2。

關于側面靈敏度的評價：從起導點距離前導標1852m至1418m處為“尚可用”，1418m至851m為“良好”，851m至608m為“很好”，608m至終導點440m為“過于靈敏”。

（2）垂直張角驗算

采用觀察距離小于8000m的公式計算：

α=3438[（H-e）/（D+d）-（h-e）/D]

根據以上公式計算垂直張角得表3。

關于垂直張角的評價：距離前導標1852m至1686m處，垂直張角為3.67′～4.00′，評估效果“好”，1686m至終導點4 4 0m范圍內，α=4.00′～7.08′，符合規范要求。

4.結論

驗算結果表明，對于“三沙1號”客滾船，距離前標608m至440m終導點處的側面靈敏度“過于靈敏”；距離前導標1852m處的起導點處視覺偏離量稍大于18.45的設計偏離量。這兩種原因主要是前后導標距離過近所致，但從船方人員反饋信息來看，導標功能實際使用時段是在距前標1海里處至防波堤的入口航段。而對于萬噸以下的進出港船舶，各項數據驗算均符合規范要求。綜上所述，上述易址建設思路可行。

參考文獻：

[1]JTJ237-1994.《水運工程導標設計規范》.

[2]黃偉，岳志偉《于珠海港高欄港區主航道導標重建方案的探討以及對<水運工程導標設計規范>的兩點建議》.

[3]朱飛，丁鴻林《連云港港30萬噸級航道工程導標設計》.endprint