大型滿載無動力船舶拖帶進港引航操作實踐

李波　張立洲　甘兆斌

摘 要：大型滿載無動力船舶拖帶存在排水量大、拖航阻力大、受風流影響大、沖程難以控制、轉向困難等特點。本文結合拖帶大型滿載無動力船舶“雪絨花”輪進欽州港的實操過程，在詳細分析了總拖力、環境等問題的基礎上，深入探討了兩個方案的受力情況及優缺點，總結出拖帶大型滿載無動力船舶的引航注意事項，以期與同行探討。

關鍵詞：無動力船舶;拖帶;引航操作

中圖分類號：U675? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）10-0117-04

1“雪絨號”概況

塞浦路斯籍散貨船“雪絨花”輪EDELWEISS，全長（LOA）225米，最大船寬（B）32.26米，抵港最大吃水（D）13.1米，載重噸73624，總噸40160。“雪絨花”輪在航行期間因尾軸出現故障而失去動力，從法屬留尼汪港（PORT REUNION）拖帶至欽州錨地。2020年8月31日，“雪絨花”輪計劃從欽州港2號錨地拖帶進港，靠欽州港大欖坪7號泊位。

2 拖力的計算

2.1總拖力計算

YT = DWT X 7.4%KW=73624 x 7.4%≈54482KW

又根據1KW=1.36HP

YT =54482KW X 1.36≈7410HP

而實際用拖輪總拖力為YT =28800HP

此次拖帶進港共有7艘拖輪協助，其中一條拖輪負責清理航道，如下表：

考慮到所用拖輪的實際可輸出功率與其最大馬力相差甚遠，以及拖輪拖纜實際使用情況，取0.7作為其整體實際估算功率系數，由此可以推導出：

28800×0.7÷7410 ≈ 2.7

可知，使用的實際馬力約為大船所需總拖力的2.7倍。

2.2基于實際的總拖力的確定

考慮大船所需總拖力是在靜水、深水、開闊水域中的計算結果，而本水域不是靜水，最大流速可達2節;同時，淺水效應明顯時，船舶的摩擦阻力、興波阻力會明顯增加，且航道狹窄，船舶航行阻力明顯增加。顯然，本次任務的條件是明顯達不到的。

又知，本航道自然水深13.3米，當日平均潮高2.5米，大船吃水13.1米，h/d=（13.3+2.5）÷13.1≈1.2 ，W/L=190÷225≈0.84<1（W為航道寬度，L為船舶總長）。

當h/d≤1.2時屬于超淺水，摩擦阻力、興波阻力會明顯增加;當W/L≤1時，船舶水動力會發生明顯的變化，使得船舶操控更為困難。基于上述各因素的實際考量，將拖輪總拖力設定為不小于大船所需總拖力的2.5倍，以策安全。

3拖帶環境分析

3.1 航道情況

欽州港主要航道為東航道，屬10萬噸級航道，雙向航道擴大作業正在施工中，目前航道可用寬度為190米，可用水深為13.3米。本次拖帶設計航道走勢為000度轉030度再轉343度最后轉至325進到大欖坪7#泊位。航道導標系統先進且齊全，易于辨認。

3.2 潮流情況

欽州灣潮流呈往復流，以全日潮為主，存在半日潮不等現象。漲潮近似于前進波，落潮則接近駐波。欽州灣外海漲潮流向東北、落潮流向西南;灣內漲潮方向指北，漲潮流由西南進入灣內后，受東岸邊界影響在三墩附近呈NNW向進入青菜頭，并沿潮汐通道進入茅尾海，落潮方向相反。漲落潮流均與航道走向大體一致，流向較穩定，落潮流速大于漲潮流速，落潮歷時小于漲潮歷時。

碼頭區域潮流為往復流，其流向基本上與岸線或深槽走向一致。潮流流速分布為西部大于東部，近岸大于外海，表層大于底層。欽州灣內漲潮平均流速為0.08～0.28m/s，最大流速為0.54m/s;落潮平均流速為0.09～0.55m/s，最大流速為0.95m/s。

拖帶當天潮汐情況為：最高潮時16：51，最高潮高450cm;最低潮時02：34，最低潮高72cm。

3.3氣象情況

拖帶當天天氣為：東北風3級、能見度良好、浪高小于0.5m。

4 拖帶方案的選擇

拖帶前要求清理航道，禁止其他船舶進出港，同時要求靠泊時碼頭前沿水域流速趨緩。根據船舶及環境情況，制定了2個拖帶方案。

4.1方案1

4.1.1拖帶隊形

方案1為綜合方案。隊形為一艘拖輪首拖、一艘拖輪拖尾、四艘拖輪旁拖及一艘拖輪應急使用，如下圖所示：

首拖拖輪負責牽引，作為主要動力，拖尾拖輪帶艏拖纜，主要負責轉向，四艘旁拖拖輪均帶首尾纜并收緊，負責調整或維持船首向，協助轉向并控制拖帶速度，應急拖輪機動使用。如圖，1號拖輪為“新北部灣港 6”， 2號拖輪為“新北部灣港 16”，3號拖輪為“新北部灣港 18”，4號拖輪為“新北部灣港 1 號，5號拖輪為“廣西石化拖 1”，6號拖輪為“新北部灣港 2 號”，7號拖輪為“新北部灣港 5”。

4.1.2受力分析

（1）直航保向時，流水基本是沿著船舶首尾向的，所有拖輪都向前拖，左右兩側對稱的拖力在橫向上相互抵消，只有向前的拖力對大船起作用。

（2）右轉向時，如圖所示：

（3）左轉向時，如圖所示：

4.2方案2

4.2.1拖帶隊形

方案2為旁拖方案，被拖船舶左右兩舷分別安排3艘拖輪傍拖，拖輪帶首尾纜并收緊。如圖，1號拖輪為“新北部灣港6”，2號拖輪為“新北部灣港5”，3號拖輪為“新北部灣港18”，4號拖輪為“新北部灣港1”號，5號拖輪為“廣西石化拖1”，6號拖輪為“新北部灣港16”，7號拖輪為“新北部灣港2號”。

4.2.2受力分析

（1）直航保向時，與方案1直航時基本相同。小不同的是中間的兩條拖輪可以看做在重心處（G）增加了一個首尾線方向上的力，但是這個兩條拖輪拖力橫向上（垂直于首尾線）是可調的，這就可以有效地控制船舶橫向位置和抵抗岸壁效應。

（2）右轉向時，如圖所示：

（3）左轉向時，如圖所示：

4.3討論

經專家會討論后決定實施方案1，方案2為備用。11：00在試拖時，牽引拖輪“新北部灣港6”發生拖纜斷纜。經分析斷纜的主要原因是“新北部灣港6”在開始起拖時候不能勻速地加速，有突然的鈍力造成的。在分析斷纜原因后，決定啟用方案2;按方案2要求帶好拖纜后試拖，效果較好。

5拖帶過程及體會

5.1拖帶過程

8月31日11：30正式起拖，采用方案2。12：15航行到欽州港東航道29#號燈浮，航速為4.2節，通過船頭左舷拖輪和船尾右舷的拖輪來控制航向向右轉向約20度上線，同時通過船中兩舷兩艘拖輪配合減速克服了向右漂移等因素順利進入主航道。為了能更好地克服風流壓差在安全的前提下把速度加到了5節并順利到達了東航道的41#燈浮。同樣采用與在29#燈浮向右轉向上線的方法，順利向右轉向30度進入三墩航段航行，此時右舷受流較大，利用拖輪調整船位在航道中靠右航行。約XXXX，在49#-51#燈浮航道水域，采用船艏右舷拖輪和船尾左舷拖輪配合，連續向左轉向了50度，進入大欖坪航道航行。約15：30到達東航道的58#燈浮，按計劃開始減速，利用左右舷船中兩條拖輪向后拖完成減速操作，于15：50航行經過東航道61#燈浮時速度降至3節。于15：55航速減至2.6節，在大欖坪8號泊位對開水域下線并開始掉頭。在掉頭過程中解掉左舷的3艘拖輪，同時安排這些拖輪在碼頭前沿水域應急待命，并于17：00順利靠好大欖坪7泊位。

5.2引航體會

5.2.1準備充分

一是要考慮天氣對進港操作的影響，避免在能見度不良或大風天氣進港，特別是在進港或靠泊過程中受強橫風作用時間較長的情況下，不應拖帶進港;二是要充分考慮進港過程中潮流的影響，特別對受橫流影響的情況要做到心中有數;三是考慮船舶進出港時富裕水深的保留，充分考慮淺水對操縱的影響;四是考慮進港的航速以及進港需要的時間，確保在潮流不大的時期內進行靠泊操作;五要考慮和核算拖帶拖力，核校拖輪拖纜強度，確保拖帶作業能夠順利進行;六是因進港航速較慢，而靠泊時機必須在潮流較緩的時間段內進行，需明確起拖時間和靠泊時間段;七是提早安排引航人員，明確引航總指揮和協助人員，引航總指揮需參與拖帶方案的制定。

5.2.2謹慎操作

本次任務可分為：直線保向航行階段——轉向階段——碼頭靠泊階段，而最難就是轉向階段。轉向階段根據實際情況適時調整各個拖輪的發力情況，盡量使大船航行在航道中心線上，避免岸壁效應造成失控局面。這就要求我們起拖前要進行試拖操作，檢查各拖帶工作環節運行情況，同時根據各轉向點轉向的幅度和水域寬度以及風流情況，適時發出操作指令，并根據船舶受風流影響情況，及時調整被拖船舶航行在有利于船舶拖帶安全的位置。注意在改變操作指令時要充分考慮拖輪實行指令產生效果的延遲性。靠泊時靠攏角不要太大，避免出現因流壓過大無法減小靠攏角操作的現象。靠泊時注意被拖船舶前后方向運動的速度不要太大，以防失去控制，必要時可帶首尾拖，拖纜從船頭船尾正中間出。

5.2.3發揮資源管理作用

拖帶方案是否能夠順利實施，關鍵在于駕駛臺團隊是否能夠保持高水平的情景意識，充分發揮駕駛臺資源管理的作用。這就要保證樹立引航總指揮在拖帶進港過程權威性，同時鼓勵駕駛臺團隊成員參與決策，駕駛臺團隊成員之間的信息傳遞要保持暢通。

參考文獻：

[1]洪碧光.船舶操縱[M].大連海事大學出版社，2008.

[2]張杰.“廬山”浮船塢海上拖帶作業通航安全分析[J].珠江水運，2013（13）：31-33.

[3]王巖松.大型重載無動力船舶進秦皇島港的論證和實操[A]//2015年中國航海日論壇暨2015中國引航發展論壇[C]，2015.