大風浪天氣下舟山跨海大橋橋區安全航行影響因素及安全對策

鐘路鋒 朱鵬飛 王文杰 陳屹瑾 艾萬政

【摘 要】 為保障惡劣天氣情況下船舶在舟山跨海大橋橋區安全航行，分析大風浪天氣下影響船舶安全航行的因素，提出船舶安全航行應做到航行前充分準備、航行中謹慎駕駛、航行后認真總結等建議。

【關鍵詞】 橋區航行;大風浪天氣;水文情況;安全對策

0 引 言

隨著舟山跨海大橋的建設，寧波舟山港航道受到限制，航道周邊在建橋梁、海底管線、規劃圍墾、甬舟鐵路等項目多，通航條件及水文情況復雜，且通航船型多、航線交織。當船舶航行至橋區航道時，復雜的水文情況會導致其兩側受力不平衡，容易發生事故。近年來，由于全球變暖引起的氣象變化影響著世界各地，寧波舟山港也不例外，如突發的大風浪、大霧等惡劣天氣，給船舶在橋區航行增添了困難。國內外學者對船舶在突發惡劣天氣下航行于無限航區的研究較多，但對在橋區航行時突遇惡劣天氣的研究較少。筆者立足于對大風浪天氣下船舶在寧波舟山橋區安全航行影響因素的分析，提出相應對策。

1 大風浪天氣下船舶橋區安全 航行的影響因素

1.1 橋墩的岸壁效應

由于橋墩的存在，紊流漩渦區的水流結構變得復雜，靠近橋墩航行的船舶其水動力特性會發生改變。在船舶駛向橋墩過程中，船舶首先受到橫向推力，推力先增大隨后在船首到達橋墩前時到達峰值，然后推力漸漸減小并轉為橫向吸附力，橫向吸附力在船橋中間交會處到達最大后，再漸漸減小并轉為推力，橫向推力在船尾駛出橋墩時到達峰值。當船身駛過橋墩1/3至船尾將要駛出橋墩期間，船舶處于外橫向推力與吸力互相轉變的區間，船舶整體的橫向力不平衡以及所受到的橫向力矩不為零，使得船舶出現艏搖，導致船首或者船尾產生向橋墩撞擊的趨勢，易造成船舶碰撞事故。在突發大風浪天氣下，船舶橫向和船首方向受力更加明顯，導致船舶操縱困難。同時，橋區的航道較為狹窄，船舶操作空間較小。舟山跨海大橋橋區易受大風浪的影響，流向復雜，流速較快，可以達到5 kn，給通行船舶帶來了極大威脅。

1.2 甲板上浪

船舶在航行時，船體受到波浪力、風力的共同作用，使得船舶產生橫搖和縱搖。當甲板浸水角小于船舶的傾斜角時，船舶甲板就會上浪。甲板上浪現象經常發生在干舷較低的船舶（如滿載狀態的油船及散貨船）。上浪帶來的海水不僅嚴重腐蝕甲板及甲板的器械，而且也很容易漏進船艙，導致船舶出現自由液面，降低船舶穩性，使得船舶難以抵抗橫向風力作用，甚至有傾覆的危險。橋墩的存在會對其所在的洋面風流環境產生影響，構成較為復雜的洋面流場及局部風場，造成航行在橋區的船舶所受的波浪力、風力突然發生變化。橋區突發大風浪天氣后該水域的風流場變得更為復雜，加劇甲板上浪影響，船舶在該區域航行時將難以操縱，極大地威脅著船舶航行安全。

1.3 船舶主機失控

船舶在過橋區時，需要保持較高的警惕性，并進行必要的操縱。在突發大風浪天氣情況下，由于受風浪的影響，螺旋槳容易露出水面造成空車，導致船舶降速。船舶降速幅度越大，主機的負荷也就越大，高速行駛下容易損壞主機發生故障。船舶操縱主要依靠船舶的水動力和舵力，船舶一旦發生降速或主機故障，就會出現船舶水動力變化和舵力下降，導致操縱困難和失控，影響航行安全。為了保護主機不受損壞，需要降低主機的轉速，但這樣就會增加機電設備的負荷，且降低了船舵周圍的流速，迫使舵力下降，導致操縱性不足。如此也會影響船舶的航行安全。

2 大風浪天氣下船舶在橋區航行的安全對策

2.1 航行前作充分準備

2.1.1 制定航行計劃

由于舟山跨海大橋需要候潮進出，因而船舶在進入橋區航行前，船長、駕駛員必須準確掌握航海資料，充分了解橋區水域的水文條件、橋區安全航行的規定和注意事項;注意收聽有關航行安全信息和天氣預報，如遇大風浪、大霧等惡劣天氣，當不能確保安全通航時不允許冒險通過橋區，應及時采取應對措施。為確保在橋區安全通航，船舶操縱人員應熟悉通航橋區水深、大橋凈空高度，保留足夠的富余水深、富余高度以及與橋墩邊緣的安全間距，根據船舶情況選擇合適的通航橋孔通過。船舶應注意遇大風浪天氣在通行橋區前，要充分分析、總結相應的通航狀況，制定安全、有效、合理的航行計劃。

2.1.2 系固綁扎

遇大風浪天氣時，在船舶開航前船長應安排船員對貨物裝配進行復查，做好貨物系固綁扎，確保水密，減少甲板上浪的影響，以保證船舶穩定。例如，散貨船要確保其艙蓋完整，保證所有的水密門窗完好，尤其是主甲板一層的水密門窗，同時封閉艙蓋、道門，關閉貨艙通風筒和所有水密門。對于裝載某些散貨（如谷物、礦石等）的船舶，應根據貨物的靜止角采取相應措施，完貨后盡可能平艙。集裝箱船應在船員綁扎完畢后及時檢查，并與船舶綁扎手冊核對，確保固定式系固設備和扭鎖、綁扎桿、花籃螺絲、堆錐等便攜式系固設備工況良好，沒有遺失缺漏，能正常使用。

2.1.3 提高船舶穩性

減少自由液面的影響，合理積載和裝配，以保證良好的船舶穩性。船舶穩性減小，其恢復力矩也隨之減小，在大風浪天氣下通行橋區遇橫浪容易發生傾覆;穩性增大，船舶恢復力矩也隨之增大，船舶就會搖擺不定，影響海員的工作和休息，在無形中給人造成極大的壓力和緊迫氣氛，容易在橋區引發人為的操縱失誤。

2.2 航行中謹慎駕駛

船舶在舟山跨海大橋橋區航行時，大風浪天氣會造成能見度不良，因此值班駕駛員要認真觀測、仔細核對禁航標志、助航標志，做到謹慎駕駛、認真瞭望。及時注意可能會出現的岸壁效應，一旦發現助航標志等出現異常，要立即報告船長，確認能否安全通航，并及時采取相應的安全措施，同時向監控站、VTS中心等管理機構報告。

通過舟山跨海大橋時，操縱人員應控制船舶的航速，避免主機失控。盡可能在航道規定的一側航行，注意及時定位、校對船位，克服大風浪天氣下的風流壓差的影響，注意收聽VHF通信頻道，以保證船舶安全通過橋區。

2.3 航行后認真總結

船員客觀陳述船舶在橋區航行時應對突發大風浪天氣時的情況以及航行的操縱經驗，對寧波舟山港當地管理部門排除橋區安全隱患、制定安全通航的規定和注意事項起到極大的幫助。在船舶航行過程中，航行設備雖然起到很重要的作用，但船員全面分析緊急情況的能力以及專業操縱的能力更為重要。當地管理部門應加強注重培養海員的職業素養，在結束航行任務后，對在應對突發大風浪等惡劣天氣時的操縱進行經驗總結，聽取船員的意見，確保橋區船舶安全通航。

3 結 語

寧波舟山跨海大橋航區是船舶進出寧波舟山港的主要航道，筆者探討了船舶在橋區通行時遇突發大風浪天氣狀況出現岸壁效應、甲板上浪、主機失控等現象對其航行安全造成威脅的因素。為了減少大風浪天氣下在橋區航行時對船舶造成的危害，船舶在進入橋區前要做好充分準備，如制定航行計劃、對船舶進行系固綁扎、核查船舶穩性等;駛進橋區過程中，選擇合理的航向、航速及航行方法謹慎駕駛;在駛離橋區后，及時總結操縱經驗，確保橋區安全通航。