沿海航道燈浮標錨鏈長度配置探討

■李 陽

（福建省港航勘察設計院有限公司，福州 350001）

根據JTS181-2016《航道工程設計規范》[1]規定，在風浪、流速較小，錨抓力較好的航道水域，浮標錨鏈的長度宜取最大水深的3～4 倍；當風浪、流速較大，錨抓力較差時，錨鏈長度應根據具體情況適當增加。 但在實際工程中，常常發現錨鏈配置過長會導致某些燈浮標回旋半徑過大而侵入航道邊線內水域，使航道內可航水域縮小，反而影響了船舶安全航行。

為更好配置沿海航道燈浮標錨鏈，充分發揮燈浮標的導助航功能，有必要對燈浮標錨鏈長度配置進行探討。

1 燈浮標錨鏈長度配置方式

燈浮標錨鏈配套形式主要由馬鞍鏈、 全鏈節、半鏈節、短鏈節和鏈環、轉環、卸扣組成，其中馬鞍鏈根據規格不同長度為2.27～5.24 m、全鏈節的長度約27.5 m，半鏈節的長度約13.7 m，短鏈節的長度約4.5 m，詳見圖1[2]。

圖1 燈浮標錨鏈配套形式

根據JTS181-2016《航道工程設計規范》[1]規定，在風浪、流速較小，錨抓力較好的航道水域，浮標錨鏈的長度宜取最大水深的3～4 倍，其中最大水深通常按當地理論最低潮面水深+平均高潮位計算。

根據國際航標協會2006 年出版的《助航指南》[3]，關于標準錨碇設計的建議指出浮標最大的回旋半徑為：

式中rm為最大回旋半徑（m）；L 為錨鏈長度（m）；H 為水深（m）。

從圖2 可知，配置3 倍最大水深錨鏈長度的燈浮標在18 m 水深處最大回旋半徑超過50 m；配置4 倍最大水深錨鏈長度的燈浮標在13 m 水深處最大回旋半徑超過50 m。

圖2 配置3～4 倍最大水深錨鏈長度燈浮標的最大回旋半徑

根據GB/T26781-2011 《海區浮動助航標志配布導則》[4]規定，標識航道、港池界限的標志，其設置位置根據標志結構特性和船舶通航要求、 底質、邊坡、風浪流條件和維護疏浚等要求確定，通常在航道邊界外30～50 m。 因此必須按設標位置水深、潮流等因素，有效控制浮動助航標志回旋半徑，避免浮筒侵占航道水域。

根據最大水深-回旋半徑關系圖， 按規范要求燈浮標的錨鏈長度取最大水深的3～4 倍，則當水深超過18 m（或13 m）時，位于航道邊線外50 m 處燈浮標的浮筒即可能侵占到航道水域；當水深超過11 m（或8 m）時，位于航道邊線外30 m 處燈浮標的浮筒即可能侵占到航道水域。

2 工程實例簡析

2.1 工程概況和自然條件

福建漳州液化天然氣（LNG）接收站項目航道錨地工程位于福建省漳州龍海市興古灣，后石電廠南側流會村南側海域。 擬建工程北向距廈門島約18 km，東北向距金門島約25 km，隔臺灣海峽距澎湖島約160 km，距高雄港約250 km。工程概位為東經118°08′，北緯24°15′，為漳州LNG 接收站配套的進港航道錨地工程， 建設26.6 萬m3LNG 船單線不乘潮航道，航道全長約15.1 km；航道建設范圍從東碇島西南側約6 km 處至漳州LNG 碼頭船舶回旋水域，航道H1～H2～H2’航段設計底高程-14.8 m（基面：理論最低潮面，下同），H2’～H3 航段-14.3 m，航道通航寬度366 m。

2.1.1 風況

本地區春、夏兩季以SE 向風為主，秋、冬兩季以NE 向風為主， 每年5-6 月下午常有較強的NE或SW 向風，平均風力3～4 級，最大5～6 級，瞬時極大風力可達7～8 級。 全年大于等于8 級風日數平均為6.3 d、大于等于6 級風日數平均為27 d。

根據國家海洋局第一海洋研究所在擬建工程區布設的臨時氣象觀測站（位置：24°16.141′N、118°07.915′E， 測風站海拔高程85 m）2012 年5 月-2013 年4 月的觀測資料統計，工程區附近平均風速為4.7 m/s，平均風速最大值為15.0 m/s，最大風速為21.8 m/s；全年NE 向風速頻率最大，為29.6%，其次為NNE 向，頻率為24.7%。

2.1.2 潮汐

工程海域的潮汐性質屬于正規半日潮，根據工程區附近臨時潮位站實測的逐日高低潮出現時間和對應潮高資料，工程區平均高潮位為5.47 m。

根據實測資料， 工程區附近常浪向為E 向，頻率為40.6%，次常浪向為ENE 向，頻率為12.1%；強浪向為ESE 向，Hm為5.2 m； 次強浪向為E 向，Hm為5.1 m；全年H1/10 波高主要分布在0.5～2.0 m，約占82.11%；平均周期主要分布在4～6 s，約占69.87%，大于7 s 則占3.21%。

2.1.3 潮流

為了調查工程區海流情況，建設單位委托國家海洋局第一海洋研究所在工程區海域開展了7 個站點大、中、小3 個潮次定點海流觀測，觀測時間：2012 年4 月28 日-5 月7 日。 大潮期興古灣外側海域測到最大垂線平均流速在0.94～1.05 m/s， 最大值為1.05 m/s，對應流向15°；近岸海域測到最大垂線平均流速在0.53～0.91 m/s，最大值為0.91 m/s，對應流向58°；興古灣內海域由于受到島礁掩護，為旋轉流且流速較小，全潮最大垂線平均流速為0.22 m/s。

大潮期落潮流平均流速最大為0.55 m/s，流向為222°、235°，漲潮流平均流速最大為0.61 m/s，流向為16°；中潮期落潮流平均流速最大為0.47 m/s，流向為214°，漲潮流平均流速最大為0.64 m/s，流向為57°；小潮期，落潮流平均流速最大為0.39 m/s，流向為221°， 漲潮流平均流速最大為0.44 m/s，流向為62°。

2.1.4 波浪

國家海洋局第一海洋研究所在工程海域布設波浪臨時測站，波浪觀測站位于工程北側煙墩山東偏南約1.6 km 處，海圖水深25 m 左右。 根據該觀測站2012 年5 月-2013 年4 月1 年的觀測資料統計分析得出，觀測期間常浪向為E 向，頻率為40.6%，次常浪向為ENE 向，頻率為12.1%；強浪向為ESE向，Hm為5.2 m；次強浪向為E 向，Hm為5.1 m；全年H1/10 波高主要分布在0.5～2.0 m，約占82.11%。 觀測期間平均周期主要分布在4～6 s， 約占69.87%，大于7 s 則占3.21%。

2.2 燈浮標錨鏈配置情況

航道工程導助航設施共新設9 座Φ3.0 m 燈浮標，均為側方位標，分別設在航道的左側和右側，標識航道左側和右側界線。 該工程航標工程已于2021 年11 月完成航標效能驗收技術測定， 本文選取其中2 座燈浮標作為實例簡析：

2.2.1 漳州LNG1 號燈浮

該浮標為右側標，設計位置24°07′54.5″N，118°10′6.2″E，距航道邊線約50 m，拋設點水深23.6 m，位于航道H1～H2 航段， 航道軸線與常風向夾角約78°、與常浪向夾角約57°。

根據規范要求，按最低標準3 倍最大水深的錨鏈長度至少應為（24.3 m+5.47 m）×3=89.31 m，配置方式為Φ42 mm 馬鞍鏈1 節×5.24 m+全鏈3 節×27.5 m+短鏈1 節×4.5 m=92.24 m。

2.3 錨鏈配置效果

通過上述配置情況可以看出，本工程海域風浪較大，且2 座燈浮標錨鏈配置均小于規范要求最大水深的3～4 倍，下面通過浮標拋設后的實測位置對錨鏈配置效果進行復核驗證。

2021 年11 月5 日實測漳州LNG1 號燈浮浮筒位置24°07′54.0″N、18°10′5.9″E，在航道邊線外距航道邊線約34 m；2022 年3 月4 日燈浮標遙測遙控系統顯示浮筒實時位置為24°07′54.18″N、118°10′5.82″E，在航道邊線外距航道邊線約35 m。

根據東海航海保障中心廈門航標處航標監測系統顯示，漳州LNG1 號燈浮自拋設至今未發生浮筒偏離設計位置50 m 以上情況， 航標浮筒位置軌跡圖見圖3。

圖3 漳州LNG1# 燈浮浮筒位置軌跡圖

2021 年11 月5 日實測漳州LNG11 號燈浮浮筒位置24°13′43.2″N、118°07′23.7″E，在航道邊線外距航道邊線27 m；2022 年3 月4 日燈浮標遙測遙控系統顯示浮筒實時位置為24°13′43.50″N、118°07′23.16″E ，在航道邊線外距航道邊線約10 m。

根據東海航海保障中心廈門航標處航標監測系統顯示， 漳州LNG11 號燈浮自拋設至今未發生浮筒偏離設計位置50 m 以上情況， 航標浮筒位置軌跡圖見圖4。

圖4 漳州LNG11# 燈浮浮筒位置軌跡圖

燈浮標錨鏈長度富裕配置主要目的是為了在海床上形成臥鏈，防止燈浮標沉塊偏移。 可以看出經過2021 年11 月-2022 年3 月的冬季大風期，2座燈浮標位置沒有發生偏移，標示航道邊線的導助航作用效果良好。 但在今后仍需對燈浮標位置密切觀測，若發生偏移現象應及時對其復位。

3 結語

通過本研究分析燈浮標錨鏈長度與最大理論回旋半徑的關系可以得知，規范推薦的錨鏈長度配置的燈浮標在水深相對較深的海域回旋半徑較大，理論可能侵入航道邊線的范圍也相應較大。 通過對2 座錨鏈配置較短的燈浮標浮筒位置情況的觀測，可以看出適當縮短燈浮標錨鏈長度并不會產生燈浮標沉塊位置偏移的情況。

因此在沿海航道水深較深區域設置燈浮標，尤其是在風浪流與航道軸線交角較大的區域，可以考慮適當縮短燈浮標配置的錨鏈長度，以減少對航道邊線內通航水域的侵入，減少可能產生的礙航影響。今后可對更多已拋設的航標進一步觀測和定位，掌握其錨鏈配置和回旋范圍的關系，為配置浮標錨鏈提供準確的參考依據。