基于“創新一”號近海科學考察船談海上科考作業要點

王述強

摘 要：利用科考船開展科學考察是我國海洋生態環境監測體系中的重要組成部分。海洋科考過程中因涉及人員、設備安全和作業方式復雜等因素，具有其特殊性。在科考過程中如何安全合理地利用用近海科考船完成近海綜合科學調查與監測作業，是涉海科研院所和相關職能部門共同關心的問題。本文基于創新一”號近海科學考察船，根據多年來的科考工作經驗，對海上科考工作進行了梳理和分析，指出工作要點及注意事項，為科考船舶運營和相關科考人員提供參考。

關鍵詞：創新一;海洋監測;科考船;科考作業

中圖分類號：U698? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2022）01-0050-03

黨的十八大報告中首次提出“建設海洋強國”戰略，2020年6月生態環境部提出“十四五”規劃將以改善海洋生態環境質量、保護海洋生態安全為核心，構建覆蓋近岸、近海、極地和大洋的海洋生態環境監測體系。為此，我國已基本組建了全國立體監測網，利用海洋站（點）、雷達、海洋觀測平臺、浮標、移動應急觀測、科考船調查和衛星等多種手段開展海洋監測。其中，科考船現狀調查是其中必不可少的一環。與商船、漁船等作業方式完全不同，科考作業即考慮科考人員和監測設備的安全性，又需考慮監測數據的合理有效性，具有其特殊性。因此，安全、合理利用近海科考船完成近海綜合科學調查與監測作業，為提升海洋生態監測能力勢在必行。

筆者從事船長工作15年，具有豐富的遠洋商船經驗，從2011年開始作為 “創新一”近海綜合科學考察船船長，從事海洋科考工作。今基于“創新一”從科研航次起始準備至結束的科考過程為視角，探討在近海海域進行常規科考作業時應遵循并注意的事項，供科考船舶人員和科考隊員參考。

1“創新一”號簡介

“創新一”近岸綜合科學考察船隸屬于中國科學院煙臺海岸帶研究所，重點開展海岸帶——近海的資源-環境-生態綜合科學考察、海洋災害（溢油、赤潮和綠潮等）應急調查任務，具有一定的自持能力，能夠滿足短期連續作業需求，基本具備近海海洋生物、生態、環境、化學諸要素觀測和采樣能力。

“創新一”總長48.7米，型寬9.0米，型深4.0米，總噸499噸，排水量589噸（滿載），滿載吃水2.65米，配有2套獨立運行的610千瓦主機和推進系統，2臺150千瓦發電機組，服務航速約為11節，最大航速13節，續航力約為2000海里，自持力15天，定員32人，其中船員14人，科考隊員18人。配有GPS和北斗全球定位系統、中央空調、衛星電視、衛星電話、4G和衛星網絡、熱水淋浴等生活設施（圖1）。

2 航次前期準備

2.1 掌握船舶設備運行及必要的生活物資

船舶除日常維護外，在確定航次任務后，需要進行船舶的全面“體檢”，保證各項設備的正常運行，并備足相關配件，以應對海上突發事件。此外，根據船員及科考隊員數量、航次預計天數、海域狀況、調查站點設置等情況，預備充足的淡水、食物等生活物資。

2.2 熟悉航次信息和站點

航次開始前與首席科學家進行密切溝通，待確定調查海域和具體調查站位后，認真搜集作業海域的氣象、海況、通航和漁船作業、海水養殖區等基礎信息，同時盡可能熟悉調查站位的具體情況，包括潮流、水深、底質類型，做到萬無一失。

2.3 檢查科考設備的工作狀態

待全體科考隊員登船后，在錨地召集科考隊員進行正式調查前的現場操作演練，檢查并熟悉主要設備的運行情況，尤其是對于新設備以及第一次上船的科考隊員，熟悉操作流程及注意事項至關重要。

2.4 組織航次安全動員會和救生演習

正式起航前，與首席科學家召開航次協調會。確定人員分工、作業方式，依據不同人員對水樣和沉積物樣品的需求量，確定采樣次數等工作量，估算工作時間和航行時間。同時，召開安全動員會，介紹安全注意事項，并開展一次現場救生演習。在出航前進行設備裝船時，應將所有實驗設備、器材盡數用繩子固定實驗臺或船體上，保證在船舶遇風浪顛簸時不會輕易脫離而發生危險。

3 科考過程中的科考作業項目及注意事項

3.1室內實驗

實驗室是隨船固有設備，未經實驗室負責人許可，任何人不得擅自開關、使用和移動實驗室中的任何設備。當實驗室無實驗作業時，值班隊員應2～3小時巡查水、電、氣一次，及時發現并消除安全隱患。

航次過程中應做好化學試劑的管理，各個課題組必須將航次所需上船的危險品清單（包括品名、數量、性質、用途、危險級別及應急處置措施）提交給船載實驗室向實驗室主任進行說明，按照指定位置存放;有毒危化品的廢液須嚴格回收處理，不得隨意入海。

3.2水文取樣作業

“創新一”使用水文絞車和911型CTD，掛載12×10L采水瓶進行不同深度海水采集和水文要素實時同步觀測。在船舶到達預定站位前15分鐘，駕駛臺通過對講通知水文組值班人員，提前將CTD的甲板單元、水下單元開機預熱，采水瓶清空掛瓶。

在近海區域，若船舶無動力定位系統，駕駛臺應將CTD釋放側船舷保持迎風，這樣可防止CTD下放后流向船底，給纜繩和CTD帶來損傷。待駕駛臺通知可以作業時，首先進行CTD作業，此時不可同時進行沉積物采集作業，防止對水樣產生人為干擾，增大實驗數據誤差。在作業過程中，駕駛臺應利用對講機與甲板人員保持聯絡，若發生緊急情況，值班人員應第一時間與駕駛臺、首席科學家和實驗室負責人溝通，并采取相應緊急措施，保證人員和設備安全。

3.3地質取樣作業

地質沉積物作業主要有箱式取樣、重力柱狀取樣等。待水文取樣結束后，在船尾使用箱式采泥器和地質絞車進行沉積物采樣。由于箱式采泥器和重力柱狀取樣器重量都比較大，因此在有風浪情況下，操作具有很大的危險性，此時絞車操作員的技術非常關鍵，在與甲板科考人員密切配合的前提下，應盡量減少起吊至設備入水之間懸空的時間;待采樣器扎入海底沉積物中后，應緩慢將纜繩回收至吃力后2～3秒，在逐漸加速至正常回收速度，以防纜繩拉力突然增大超過最大拉力上限而斷裂;待設備出水后，若采樣器隨船體搖晃幅度較大，則再次下放采樣器至海面一下，利用海水阻力，降低搖擺幅度，等待船體相對平穩后，在盡快將采泥器回收至甲板。在風浪加大增大操作危險的情況下，船長須及時與首席科學家協商，停止或暫緩作業。

3.4物理海洋觀測作業

物理海洋觀測內容主要有ADCP海流監測、多波束海底地形探測、LISST（激光粒度儀）沉積物粒度探測和側掃聲吶水下物體探測等。其中，多波束需備航時提前安裝至濕性實驗室的豎井中，由于安裝完成正常作業時多波束換能器突出船體下部，因此，在淺水區航行時，駕駛臺應時刻注意水深要大于船舶吃水+換能器探出船底的長度，避免換能器與海底觸碰，同時應注意避讓養殖區漁網。

3.5垂直浮游生物拖網作業

垂直浮游生物拖網一般使用前甲板左舷的電動實驗吊桿完成，需一人操作電動吊桿，另一人輔助、觀察拖網入水情況，兩人配合完成。在拖網完成采樣出水面至上甲板前，需要使用對講聯系機艙值班人員開啟消防水，對樣品進行沖洗;作業完成后應及時告知機艙關閉消防水，同時將吊桿纜繩末端固定并略微吃力，以防纜繩脫力導致盤內錯位。

3.6底棲生物阿氏拖網和水平浮游生物拖網作業

阿氏拖網和水平浮游生物拖網都是在船舶低速航行時進行作業，駕駛臺應嚴格按照科考隊員要求的航速航行，速度過慢將導致采集的樣品誤差過大;速度過快則拖網受力增大，極易發生拖網破損使得樣品流失，導致采樣失敗。一般要求船速保持3節，且盡量直線航行，以便根據下網和起網時的起始經緯度進行底棲動物群落的定量或半定量研究。應注意的是在拖網剛入水和即將出水時，船舶不能后退，必須保證一定正向航速，否則拖網易卷入螺旋槳。

4 船舶航行及設備維護

4.1管路測線及設備海試作業

管路測線和設備海試作業對船舶航行姿態要求較高，因此駕駛臺人員應提前與科考人員劃定實驗海域和航行線路，并且告知由于海上不定因素較多，雙方共同約定若遇到航行線路上有過往船舶時，是選擇減速還是轉向避讓;若遇到漁民布放漁網，是否可以臨時改變原定測量線路還是重新開始測量等。航行過程中，如有必要將關閉自動舵，改為人工操舵，以求測量更加精準。開展特定項目的測量時，則須進行“超低速定線作業”方式。

4.2養殖區附近避讓漁網航行

近年來，近海拖網和定網捕魚泛濫，部分漁民甚至將漁網布放至非養殖區，使得近海科考作業時，科考船容易誤入漁網區，導致螺旋槳被纏繞，最終失去航行動力，只能原地等待救援。因此這就要求船舶駕駛員在航行中時刻注意瞭望前方海面，及時發現海面漁網;選定通過空檔，將船首對準上流處漁網航行，防止被壓向下流處漁網。多年近海航行中發現，不可憑借之前航行時該區域無漁網的經驗記憶，就放松警惕，必要時停止夜間作業。

4.3河口區等特殊區域的謹慎駕駛

在沉積較嚴重的河口淺水區作業，需要船舶駕駛員在航行中根據水深和海底地形地貌的情況謹慎駕駛，以防擱淺或撞礁等事故。如在黃河入海口區域，因沉積以及潮汐作用的影響，某些區域的地形地貌常處于動態變化的過程中，如果僅根據海圖進行航行，會發生擱淺事故。而有些區域由于牡蠣礁、人工魚礁等礁體的布設，會改變海底地形地貌也需注意。

5 科考人員及科考設備安全

由于海上作業科考的特殊性，甲板部、輪機部和實驗室必須密切配合，值班時高度負責，方能安全、高效完成科考任務，其中科考隊員和船員的人身安全是一切工作的前提，根據作業內容、方式不同注意如下事項。

5.1 科考人員和船員的人身安全

科考人員在作業過程中的人身安全至關重要。除了航次前期的安全會議、救生演練外，在實際作業過程中，尤其在風浪較大的情況下，后甲板物理海洋觀測和沉積物取樣人員必須注意安全。凡是甲板作業時，必須穿戴好救生衣、防滑工作鞋和安全帽。

船員在操作船舶設備、協助科考隊員完成采樣任務過程中，須嚴格按照操作規程進行設備操作。遇到設備故障等突發事件時，在保障人身安全的前提下，需要保持頭腦清晰、及時有效地進行維修。

5.2 調查設備的安全

隨著我國科研監測設備的發展，許多設備比較昂貴和重要，如浮標、溫鹽深儀（CTD）、多波束測試儀等，在操作這些設備時，需甲板部、輪機部和實驗室必須密切配合，確保設備的安全，以防丟失情況，尤其是在風浪較大的情況下，需根據實際情況進行調整作業。

6 科考結束后的總結

海上科考順利結束后，需對科考過程進行總結，分析存在的問題和不足，為后期順利開展科考提供經驗積累。主要總結內容包括，航海日志、駕駛技術心得、設備操控經驗、調查區域的海流、地形、養殖區布局和礁體情況等。

由于科考調查的要求提高、海上交通的密集、近海漁船和漁網的布設不確定增多，以及海洋環境和氣候變化等諸多因素，對近海科學考察作業提出更高要求，在參考以往航行經驗的同時，也要隨機應變，旨在保障人員設備安全以及科考航次的順利完成。

參考文獻：

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[3]任憲峰，范洪濤，曹鵬飛，2006. 談科學考察船超定速定線作業的操縱方法[J].航海技術，2006（2）：12-13.