大型船舶靠泊煙臺港66號泊位富裕水深把控淺析

孫本榮 孫昕初

摘 要：煙臺港66號泊位是煙臺港老港區(qū)最大的深水泊位，大型船舶重載進(jìn)港靠泊，需要乘潮經(jīng)過長達(dá)16海里的淺水域，并在高潮點(diǎn)通過進(jìn)港航道內(nèi)25至41號浮間的淺水航段。對船舶富裕余水深的把控決定了船舶能否安全進(jìn)港。本文根據(jù)引領(lǐng)船舶靠泊66號泊位的體會，結(jié)合淺水域中船體首下沉量的計(jì)算方法，對船舶進(jìn)港靠泊該泊位時(shí)如何把控富裕水深進(jìn)行分析并提出了參考意見。

關(guān)鍵詞：受限水域;大型船舶操縱;船舶下沉量;富裕水深

中圖分類號：U676.1? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）10-0122-03

1煙臺港66號泊位概況

煙臺港66號泊位是煙臺港老港區(qū)（芝罘灣港區(qū)）最大的深水泊位，泊位長300米，水深-18.5米，泊位走向090°—270°，回船區(qū)直徑680米，回船區(qū)水深-17米。進(jìn)出66號泊位的進(jìn)港航道由主航道和三期航道組成。主航道長2100米，寬180米，水深-17米，航道走向248-068°，連接主航道的三期航道長2800米， 寬180米，水深-17米，航道走向278-098。最淺航段位于主航道和三期航道交界處北側(cè)，限于吃水的船舶進(jìn)港時(shí)，應(yīng)選擇接近高潮點(diǎn)經(jīng)過此航段方能安全通過（見圖1）。

20號浮為進(jìn)港航道的第一個(gè)浮筒，距離外海20米等深線有長達(dá)16海里的淺水域，水深在18-20米之間。吃水超過16米的船舶，需要在20米等深線外候潮進(jìn)港。引航員登輪點(diǎn)位于20號浮外6海里附近，限于吃水的船舶通常在高潮前90分鐘左右到達(dá)登輪點(diǎn)（見圖2）。

進(jìn)港航道附近水域客船、漁船、施工船與進(jìn)出港商船的交叉會遇較多，交通密集。限于吃水的船舶進(jìn)港時(shí)，煙臺港交管中心實(shí)行交通管制，要求過往船舶讓請航道，并與大船保持安全距離。

2 船舶下沉量及計(jì)算方法

2.1 富裕水深與船舶下沉量

富裕水深是船舶在通過淺水域航行時(shí)，船底以下必須保留的水深余量。船舶航行時(shí)如果富裕水深保留過多，船舶的運(yùn)輸效益會受損失;如果富裕水深不足，會造成船舶擱淺。因此，合理確定船舶過航道淺點(diǎn)時(shí)的富裕水深，對保證船舶安全和船舶運(yùn)輸效益具有重要的意義。

船舶在水中運(yùn)動時(shí)，船體將水向周圍排開，使船首尾方向流態(tài)發(fā)生變化，造成水壓力分布不均勻，在船首和船尾附近產(chǎn)生高壓區(qū)，在船中附近產(chǎn)生低壓區(qū)，由此造成船體周圍水面的水位發(fā)生變化，進(jìn)而造成船舶吃水發(fā)生變化。當(dāng)船舶駛?cè)霚\水水域時(shí)，由于流入船底下面的水流受到限制而被推向船體的左右兩側(cè)，水流速增加，使船體周圍水壓力變化加劇，船中低壓區(qū)擴(kuò)展至船尾，船體下沉和首傾變化均較深水中更為顯著。此時(shí)，船舶阻力增加，船速下降、船體下沉。船舶下沉?xí)斐筛辉Ｋ畈蛔悖绊懘鞍踩?/p>

由于受到氣象、潮汐、通航環(huán)境、航道和近岸海域水深的影響，對于吃水受限的大型船舶而言，往往需要利用高潮，在有限的時(shí)間內(nèi)安全通過淺水域。這就要求引航員和船舶駕駛?cè)藛T必須合理精確掌握船舶的富裕水深，操縱時(shí)合理控制船舶速度，才能確保船舶安全通過淺水域和狹窄航道。1992年8月7日英國皇家伊麗莎白二號大型郵輪，從Oak Bluffs到紐約的途中，在Vineyard Sound的出口處，由于船長和引航員對船舶的下沉量和富裕水深計(jì)算失誤等原因，造成郵輪在Cuttyhunk島以南2.5海里處觸礁擱淺側(cè)翻，造成重大損失。

一些船舶計(jì)劃進(jìn)靠66號泊位，吃水大于18米，富裕水深在規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)邊緣或者不足一點(diǎn)，給引航員安全操作造成極大不確定性。如果富裕水深不足，需要進(jìn)行過駁減載，滿足富裕水深標(biāo)準(zhǔn)后再乘潮進(jìn)港。過駁減載會增加船公司和港口的運(yùn)營成本，也會增加安全風(fēng)險(xiǎn)，富裕水深的確定對過駁貨物量的計(jì)算也至關(guān)重要。

2.2船舶下沉量的估算方法

2.2.1 經(jīng)驗(yàn)方法

《英版航海手冊》推薦的三個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式分別為：

方法（1）? 下沉量=10%吃水

方法（2）? 下沉量=每5kn前進(jìn)速度下沉0.3m

方法（3）? 下沉量=V2/100（m），式中V為船速（kn）

2.2.2 公式法

適合于h/d在1.08～2.78之間，Cb在0.50～0.90之間的船舶在淺水水域船首下沉量，按照下式計(jì)算：

由此可見，船體下沉量與水深、船舶尺度及船速有關(guān)，特別是與船速緊密相關(guān)。

縱傾變化引起的首傾量為：

2.2.3 不同估算方法的比較

根據(jù)靠泊煙臺港船舶情況，選取如下代表船舶進(jìn)行分析。某船舶滿載礦石，船長Lpp=292.00m，船寬B=45.00m，吃水d=18.00m，方形系數(shù)Cb=0.835，航道水深-17米，高潮潮高2.5米，航道底寬180m，假定船舶以不同的速度航行時(shí)（進(jìn)航道后實(shí)際航速要減到7節(jié)以下），采用以上方法（1）-方法（7）進(jìn)行計(jì)算，得出船首下沉量7條曲線如圖3所示：

從以上7種方法計(jì)算得出的曲線可以看出，方法（5）和（6）計(jì)算的在受限淺水水域和狹窄航道中的下沉量，明顯大于其他方法。通過分析發(fā)現(xiàn)，船型越寬，吃水越大;航道越窄，船體下沉量就越大。在其它條件相同的情況下，在狹窄水域航行的船舶的下沉量近似為在開敞水域航行船舶下沉量的2倍。

3靠泊66號泊位船舶下沉量和富裕水深把控的建議

根據(jù)以上計(jì)算的下沉量曲線和長期引領(lǐng)船舶靠泊66號泊位的體會，對于船舶下沉量計(jì)算方法的選擇建議如下：

方法（1）在船速較低時(shí)得出的下沉量偏大;方法（2）下沉量與船速保持為線性關(guān)系，實(shí)際并非如此，僅適用于某一速度段范圍內(nèi);方法（3）沒有考慮到船型、水深等因素的影響，通過這種方法得出的下沉量誤差較大;方法（4）和（7）適用于開敞的淺水水域，因此，方法（1）- （4）和方法（7），并不適合大型船進(jìn)煙臺港船舶下沉量的估算;方法（5）適合受限淺水水域，適用煙臺港外海16海里的淺水域，因?yàn)檫M(jìn)靠66號泊位，吃水比較大的船舶，只能在漲潮后，富裕水深滿足要求的時(shí)候，才能駛往規(guī)定的登輪點(diǎn);方法（6）考慮了船速、方形系數(shù)及所處航道寬度和深度對下沉量的影響，適合于煙臺港航道內(nèi)下沉量的估算。引航員和船員在考慮了船體下沉量后，再留有0.5米～1米的船底水深，即為把控的富裕水深。

船舶總長在270米-300米時(shí)（含300米），富裕水深不得少于1.20米，在船舶進(jìn)港過程中，1.2米包含了船舶下沉量和其它因素造成吃水變化的數(shù)值，真實(shí)的最小富裕水深在0.5米～1米之間。

4小結(jié)

影響船體下沉量變化有很多原因，引航員可以改變的是船速，船速快，下沉量就大;船速慢，下沉量相對就小，所以控制好船速是保證船舶順利通過受限淺水水域和航道的重要措施，特別是對于流水較大的水域，需要一定的航速克服流壓的時(shí)間和大小。在考慮富裕水深時(shí)還應(yīng)考慮高潮潮時(shí)誤差，有可能提前或推后，以及風(fēng)向風(fēng)力、浪涌、船舶傾斜和氣壓升高等因素的影響。

通過觀測和比對，船舶的實(shí)際下沉量，與理論下沉量并不一樣，一般是理論下沉量大于實(shí)際下沉量，只有個(gè)別船舶的實(shí)際下沉量與理論下沉量比較接近。因此，每當(dāng)船舶航行在狹窄淺水域或受限淺水水域時(shí)，對船舶的下沉量一定不要麻痹大意，要做出準(zhǔn)確的估算，確保船舶有安全的富裕水深。

參考文獻(xiàn)：

[1]王春久.超大型船舶在淺水域中下沉量與富余水深的探討[J].航海技術(shù)，2012（01）：2-7.