對(duì)集裝箱碼頭設(shè)計(jì)船型吃水值選取的建議

麻勇

（招商局港口集團(tuán)股份有限公司，廣東 深圳 518067）

0 引言

1 問(wèn)題的提出

1992年，我國(guó)出版了首個(gè)集裝箱碼頭建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)[1]，對(duì)集裝箱碼頭建設(shè)規(guī)模、裝卸工藝、建設(shè)用地和主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等做出了規(guī)定，對(duì)指導(dǎo)此后一段時(shí)期內(nèi)的集裝箱碼頭高速發(fā)展建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。2009年，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和建設(shè)能力的提升以及船舶大型化、高效化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)原建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂[2]，增加了環(huán)保節(jié)能要求，并給出了集裝箱船舶營(yíng)運(yùn)吃水的取值建議。在2011年發(fā)布的海港集裝箱碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范中[3]，也給出了集裝箱船舶營(yíng)運(yùn)吃水的建議值。但在2013年發(fā)布的海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范中[4]，廢止了上述規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并取消了關(guān)于集裝箱船舶營(yíng)運(yùn)吃水取值的相關(guān)條款。

在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，從提出集裝箱船舶營(yíng)運(yùn)吃水這一概念并給出建議取值，到現(xiàn)行規(guī)范沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)表述，前后經(jīng)歷了4 a時(shí)間。那么，在集裝箱碼頭建設(shè)中還能不能采用船舶營(yíng)運(yùn)吃水，如何確定經(jīng)濟(jì)合理的通航水深，本文將從集裝箱船舶特征、運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)、營(yíng)運(yùn)吃水帶來(lái)的影響等方面進(jìn)行研究和探討。

2 集裝箱船舶的幾個(gè)特點(diǎn)

1）大型化發(fā)展趨勢(shì)顯著

船舶大型化是集裝箱船舶最顯著的發(fā)展特征，這在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系中也清晰可見(jiàn)。在1992年的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中[1]，給出的最大設(shè)計(jì)船型為3.5萬(wàn)DWT（載箱量3 000 TEU以下）；在2009年的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中[2]，給出了12萬(wàn)DWT集裝箱設(shè)計(jì)船型尺度和15萬(wàn)DWT的實(shí)船資料；到了2013年，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[4]中給出了15萬(wàn)DWT集裝箱設(shè)計(jì)船型尺度和20萬(wàn)DWT的實(shí)船資料；2019年，對(duì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了局部修訂[5]，給出了20萬(wàn)DWT（載箱量達(dá)22 000 TEU）集裝箱船舶的設(shè)計(jì)船型尺度。根據(jù)船舶數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)資料，2006年出現(xiàn)了載箱量為17 816 TEU的集裝箱船，2012年出現(xiàn)了載箱量為18 270 TEU的集裝箱船，2013年出現(xiàn)了載箱量為19 224 TEU的集裝箱船，2015年集裝箱船舶載箱量超過(guò)了20 000 TEU，目前最大載箱量已經(jīng)達(dá)到23 964 TEU，且有進(jìn)一步大型化趨勢(shì)。

2）淺吃水且呈現(xiàn)批次性特征

在船舶噸級(jí)相同的情況下，集裝箱船舶滿(mǎn)載吃水明顯小于其他貨種船型，尤其是10萬(wàn)噸級(jí)以上的設(shè)計(jì)船型。如：12萬(wàn)噸級(jí)散貨船滿(mǎn)載吃水16.7 m，12萬(wàn)噸級(jí)油船滿(mǎn)載吃水16.0 m，而12萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船的滿(mǎn)載吃水是15.5 m；15萬(wàn)噸級(jí)散貨船滿(mǎn)載吃水17.9 m，15萬(wàn)噸級(jí)油船滿(mǎn)載吃水17.1 m，而15萬(wàn)噸級(jí)集裝箱船的滿(mǎn)載吃水是16.0 m。對(duì)于20萬(wàn)噸級(jí)以上的不同貨種船型，這個(gè)特性就更加明顯。

另外，在船舶滿(mǎn)載吃水方面集裝箱船舶還體現(xiàn)出了較為明顯的批次性集中分布特征。這里對(duì)船型庫(kù)資料中載箱量在15 000耀23 964 TEU的集裝箱船舶滿(mǎn)載吃水進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，共178艘，載箱量15 000 TEU以上集裝箱船舶滿(mǎn)載吃水情況如表1所示。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)滿(mǎn)載吃水為16.0 m的船舶數(shù)量為106艘，占統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的59.55%；滿(mǎn)載吃水16.35耀16.50 m的船舶數(shù)量為34艘，占19.10%；其他船舶滿(mǎn)載吃水均不大于15.5 m。我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦采用85%保證率的概念，但根據(jù)以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如滿(mǎn)載吃水取值為16.0 m，則保證率不足85%，如取值16.5 m，則幾乎是100%。這一相對(duì)集中分布的特征對(duì)集裝箱碼頭建設(shè)也具有一定的影響。

表1 載箱量15 000 TEU以上集裝箱船舶滿(mǎn)載吃水情況Table 1 Loaded draft of container-ship with container carrying capacity more than 15 000 TEU

3）營(yíng)運(yùn)吃水的客觀(guān)存在

由于各種原因[6-7]，集裝箱在港口的周轉(zhuǎn)不能平衡，各船公司都要大量的調(diào)運(yùn)空箱。根據(jù)相關(guān)資料[8-13]，目前各港區(qū)均存在較高的空箱調(diào)運(yùn)比例，進(jìn)口空箱率相對(duì)較高，平均46.05%，最高的作業(yè)區(qū)超過(guò)了85%；出口時(shí)空箱率較低，平均值為21.05%。見(jiàn)表2。

阿里望了望細(xì)婆，伸手接過(guò)面，把整個(gè)碗都捧在臉邊，聞了又聞。阿里平常都是在家里吃母親買(mǎi)回的早點(diǎn)。有時(shí)是油條豆?jié){，有時(shí)是面窩稀飯，當(dāng)然也有熱干面。這是阿里的最?lèi)?ài)。但母親卻不經(jīng)常買(mǎi)。母親說(shuō)熱干面要排隊(duì)，哪有空等？

表2 各港某作業(yè)區(qū)進(jìn)出口集裝箱空箱率Table 2 Empty container ratio of import&export containers in different port operation zones

較高的空箱率在各港區(qū)普遍存在，再考慮虧箱、虧重（箱）等原因，就導(dǎo)致了集裝箱船舶虧載明顯，船舶吃水也明顯小于其滿(mǎn)載吃水，這一吃水值就叫做營(yíng)運(yùn)吃水。且船型越大營(yíng)運(yùn)吃水與滿(mǎn)載吃水的差值越明顯，一般為1耀2 m。

3 營(yíng)運(yùn)吃水對(duì)港口建設(shè)管理的影響

若采用營(yíng)運(yùn)吃水作為建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)大幅降低疏浚量、減少航道開(kāi)挖長(zhǎng)度，從而降低工程造價(jià)，尤其是對(duì)需要建設(shè)長(zhǎng)航道的港口；同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境更友好，符合綠色低碳發(fā)展要求。假定：某港口設(shè)計(jì)船型滿(mǎn)載吃水16.0 m，營(yíng)運(yùn)吃水15 m或14 m，需建設(shè)的航道寬度260 m，底標(biāo)高-18.0 m，疏浚邊坡1頤5，航道沿程的天然水深-8.0耀-18.0 m。若需建設(shè)的航道長(zhǎng)度分別為6 km、8 km和10 km，采用不同吃水值計(jì)算其工程量，結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表3。可見(jiàn)，在采用營(yíng)運(yùn)吃水后，航道長(zhǎng)度可縮短10%耀20%，疏浚工程量可大幅減少20%耀40%。

表3 不同營(yíng)運(yùn)吃水情況下航道疏浚工程量比較Table 3 Dredging volume comparison between different conditions of operation draft

對(duì)港口建設(shè)者而言，工程造價(jià)的大幅度降低是尤為重要的，但營(yíng)運(yùn)吃水值的不確定性對(duì)管理來(lái)講就是隱患，要進(jìn)行充分的研究論證，確定經(jīng)濟(jì)合理、安全可控的營(yíng)運(yùn)吃水值。

4 采用營(yíng)運(yùn)吃水的幾點(diǎn)建議

1）營(yíng)運(yùn)吃水的論證采用

各港普遍存在的空箱率、虧箱、虧重（箱）等問(wèn)題導(dǎo)致了集裝箱船舶虧載運(yùn)營(yíng)，在集裝箱碼頭建設(shè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)這一特征的客觀(guān)存在，進(jìn)行充分的研究論證確定合適的營(yíng)運(yùn)吃水值。

2）船舶通航水深的確定

通常在集裝箱碼頭建設(shè)中采用設(shè)計(jì)低水位作為通航水位，再采用設(shè)計(jì)船型滿(mǎn)載吃水來(lái)計(jì)算通航水深，這是相對(duì)保守的做法。設(shè)計(jì)低水位幾乎是全天候的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，再采用船舶的滿(mǎn)載吃水，這兩個(gè)因素的疊加就形成了“萬(wàn)無(wú)一失”的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上導(dǎo)致了過(guò)度投入。故建議在集裝箱碼頭建設(shè)時(shí)，采用“乘潮水位+滿(mǎn)載吃水”和“設(shè)計(jì)低水位+營(yíng)運(yùn)吃水”雙控標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定通航水深。

3）合理劃分運(yùn)營(yíng)管理職責(zé)

明確船舶在不同吃水值情況下的通航標(biāo)準(zhǔn)和作業(yè)要求，劃清建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、管理等各職能部門(mén)責(zé)任，運(yùn)用信息化手段進(jìn)行精細(xì)化管理，以確保港口生產(chǎn)作業(yè)安全、綠色、高效。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)沿海多有集裝箱碼頭建設(shè)和升級(jí)改造計(jì)劃，且大多需要建設(shè)長(zhǎng)航道。采用經(jīng)論證的營(yíng)運(yùn)吃水來(lái)做為集裝箱碼頭的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，可確定經(jīng)濟(jì)合理的方案，貫徹綠色低碳發(fā)展理念，體現(xiàn)管理價(jià)值，實(shí)現(xiàn)多方利益最大化。