空載巴拿馬型船離天津港G8泊位操縱要點

沈亮

摘 要：巴拿馬型船靠離泊天津港G8泊位時，掉頭水域狹窄，尤其在強東北風情況下空載巴拿馬型船離泊時，風壓力將對船舶造成更大的風險。文中基于風壓對船舶產生的橫向漂移、偏轉現象的分析，總結了船舶存在的風險，并有針對性地提出了強東北風中操縱空載巴拿馬型船離天津港G8泊位操縱要點，對在狹窄水域駕引人員在強風中實施的離泊作業有指導意義。

關鍵詞：強東北風;空載巴拿馬型船;天津港G8泊位;風險;操縱要點

中圖分類號：U675? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2022）01-0117-03

1自然環境

1.1碼頭環境

天津新港一港池為半封閉港池，港池口寬420m，進深430m。G8泊位位于新港一港底部，其西側有最大寬度約45m的淺點。G7、G8泊位總長約350m，碼頭走向為115o/295o。當接納巴拿馬型船舶停泊時，僅停靠一艘船舶。當G9號泊位靠泊大靈便型船舶、增6泊位有岸吊作業時，一港池內的最小調頭水域僅有300m左右，不足巴拿馬型船舶1.5倍船長。

1.2氣象環境

天津港水域具有明顯的季風特征，夏季盛行偏南風，冬季盛行偏北風。據統計，冬季風力較大，大風多出現E和ENE，尤其受強冷空氣和寒潮影響時，大風可持續數日，對天津港的靠離泊作業造成極大的困難。

1.3 水文情況

天津港水域潮汐呈不規則半日潮，漲潮流向西北、落潮流向東南，防波堤口附近水域和錨地水域流速最大。一港池位于天津新港港區里端，因附近水域水深較淺且在三凸堤的影響下，流速非常弱，最大流速小于0.3kn。

2 巴拿馬型船舶操縱特性

與滿載巴拿馬型船舶相比，空載巴拿馬型船舶排水量較小，單位排水量所分配的主機功率較大，停車沖程、倒車沖程較小;船舶艉吃水較小，螺旋槳的沉深比較小，易產生“空泡”現象，螺旋槳推進效率下降，導致舵速降低，舵效較差;受風面積較大，受風影響明顯，強風中保向界限變小。

3 強東北風離G8泊位操縱的風險分析

如圖1所示，當空載巴拿馬型船舶離泊時，受四種典型風向的影響。在西北風、東南風情況下離泊時，掉頭至船位2至船位3時，船舶相對風舷角逐漸減小，風壓力影響較小，船舶即處于安全狀態;在西南風情況下離泊時，掉頭至船位2時，可適當進車，船位即可調整至港池的上風處，船舶即可處于較為安全狀態;而在東北風情況下，掉頭至船位2以后，船舶相對風險角逐漸增大，且向下風漂移，此種情況下船舶最危險，因此，以在強東北風情況下，離泊G8泊位為例，討論分析空載巴拿馬型船舶離泊操縱風險。

3.1 解纜風險分析

當纜繩全部離樁后，在縱向風壓力、橫向風壓力、風壓力矩[1]的作用下，船舶運動姿態開始變化。縱向風壓力、橫向風壓力、風壓力矩的表達式為：

公式（1）（2）（3）中，為縱向風壓力，單位為N;為空氣密度，單位為1.226kg/m3;為相對風速，單位為m/s;為船舶水線上正投影面積，單位為m3;為相對風舷角;為縱向風壓力系數;為橫向風壓力，單位為N;為船舶水線上側投影面積，單位為m3;為縱向風壓力系數;為風壓力矩，單位為N.m;為船長，單位為m;為風壓力矩系數。

在的作用下，船舶將產生縱向向前的速度;在的作用下，船舶將產生向左橫向漂移速度;在的作用下，船舶將產生向右的角加速度，導致船舶首向與碼頭走向的夾角不斷增大，存在船首觸碰岸吊或其他岸上設施的風險。

3.2 拖船放纜的風險

受拖船纜機速度、主機類型和拖船駕駛員的技術水平等因素影響，拖船放纜時間往往不同步。若船艉拖船放纜較快，則導致船艉橫移速度更快，加大了船首與岸上設施觸碰的風險。

拖船放纜時，在風平行碼頭分量的影響下，拖船將向船首方向漂移，拖船起拖時，拖船吊拖力在船舶的縱向分量將產生導致船舶向前速度加快，增加了船首與前方設施觸碰或淺灘擦淺的風險。

3.3 船位落下風的風險

船舶自船位2到船位3的過程中，相對風舷角不斷加大，橫向風壓力和風壓力矩不斷變大，導致船艉加速向下風橫移;同時，船艏受到向右的橫向風壓力，若船舶向前運動，水動力作用中心靠近船艏，導致船艏拖船吊拖效果下降，因此存在船位落下風的風險。

在船位3狀態，船舶處于加速階段，受左舷橫風影響，船舶將向下風漂移，航行中風致漂移速度表達式[2]為：

（4）

公式（4）中，為風致漂移速度，單位為m/s;是船舶水線長度，單位為m;為船舶平均吃水，單位為m;為正橫風速，單位為m/s;為船舶航速，單位為kn。該公式根據實際水深與船舶吃水比存在修正系數，比值越小，修正系數越小。

由公式（4）可知，船舶平均吃水越小、船舶加速性能越差，則風致船舶下風漂移速度越快，風致漂移時間越長，風致漂移距離越大。因此，橫風加劇了船舶向右舷漂移，增加了船舶落下風的風險。

3.4 轉出港池的風險

在船舶轉出港池階段，隨著船舶向左轉向，船舶的相對風舷角不斷減小，風壓力阻礙船艏向上風橫移，風壓力作用中心前移，此外，船舶速度增加，水動力作用中心前移，上述因素直接導致船舶在轉向時，船艏向左橫移速度很小甚至不向左橫移，而船艉在舵力、風壓力的作用和橫風致船舶漂移速度的影響下，較快地向下風漂移，最終導致了船舶被吹出閘東航道的風險。

4 強東北風中離泊操縱的要點

4.1 解纜

在解纜時，為了減少縱向風壓力的影響，在拖船頂推時，應解掉船舶頭纜、船艉所有纜繩，確保船舶能及時用車控制船舶縱向速度，而船艏倒纜應在令船艏拖船停車放纜時解掉，這樣就縮短了縱向風壓力導致船舶產生縱向運動速度的時間，從而降低了在拖船開始吊拖前船舶因縱向進速較快而產生的風險。

4.2 拖船放纜

若船艏拖船、船艉拖船同時放纜，則船舶將在橫向風壓力、風壓力矩的作用下，船艉向左橫移速度不斷增加，船舶向右的偏轉速度不斷變快，船舶首向與碼頭走向的夾角不斷變大。為了減少船首向與碼頭走向的夾角，應先令船艏拖船放纜，而船艉拖船根據船艉橫向漂移速度和船舶偏轉狀態，選擇是否需要令其慢車短時頂推船艉，然后選擇合適時機令船艉拖船放纜。

4.3 上風船位

船位2至轉出港池之前，風致船艉向下風漂移的速度較快，但部分操縱者為盡快完成掉頭而令船艉拖船收拖攬頂推船艉，這樣將導致船艉以更快的橫向漂移速度向下風移動，而正確做法是令船艉拖船處于吊拖位置，以降低船艉橫移速度，確保船位處于港池中的上風處，此外，為便于進車加速，應根據實際情況，及時解掉船艉拖船，并令其去船舶右舷船艉準備頂推。

4.4 盡快提速

當船舶掉頭完畢且確定港池外通航環境安全后，需盡快解掉船艏拖船，盡可能快地加車提速，以減小風對船舶的影響。另一方面，令船艉拖船去右舷船艏準備頂推，船艏拖船去左舷船艉準備頂推。

4.5 轉出港池

船舶向左駛出港池時，風力越大，轉向時機越早，且坐舵應先大舵角后小舵角，以確保船舶盡可能處于港池上風位置。若風力過大，船舶轉向速率達不到預期且向下風漂移過快，則令右船艏拖船頂推以加快船舶轉向角速度，必要時令左船艉拖船頂推，以確保船舶在閘東航道時處于良好的船位和把定在較好的船首向上。

5 結語

以船舶在強東北風下離泊天津港G8泊位為例，系統性地分析了船舶在各個關鍵節點存在的風險，結合船舶操縱實踐，提出了船舶離泊操縱的要點，進一步提高了在強風中空載船舶如何在狹窄水域完成離泊操縱的安全性。

參考文獻：

[1]洪碧光.船舶操縱[M].大連：大連海事大學出版社，2008.

[2]龔雪根，陸志才.船舶操縱[M].北京：人民交通出版社，2000.