“科學三號”科考船回收深海潛標實踐

劉合義

（中國科學院海洋研究所，山東 青島 266000）

潛標由于其自帶的自容式數據存儲器容量的限制，需要在特定的時間段進行維護，通常的作業流程為：在現場釋放回收潛標，讀取數據，更換電池后重新布放，以實現獲得連續數據觀測的目的。深海潛標一般長幾千米，搭載的觀測設備幾十種之多，結構復雜，布放的水域比較開闊，通常此類維護作業由大噸位、具有動力定位的遠洋科考船負責完成。

近些年，我國周邊海域的形勢嚴峻復雜多變，對正常的科考活動造成了眾多不利影響。原計劃由其它科考船船執行的航次任務，最終不得不由“科學三號”科考船執行回收于2018年1月份放置在呂宋島東菲律賓海域的用于加強觀測西邊界流的3 套潛標陣列。全船經過精心準備，合理統籌規劃，最終在菲方給定的期限內提前一天、順利成功回收3 套潛標返航。

作者作為船長，在沒有相關類似經驗可以借鑒的情況下，在整個實施過程中獲得的心得體會，對比結合其它型科考船的潛標作業經驗，和同行交流探討。

1 “科學三號”概況

“科學三號”是2005年由武昌造船廠建造的近海綜合性科學考察船，主要用于中國近海物理海洋學、海洋地質學、海洋生態與環境科學和海洋化學等綜合考察與實驗。

“科學三號”總長73.9m，型寬10.2m，型深4.6m，最大吃水3.4m，滿載排水量1224 噸，經濟航速14 節，最大航速16 節，續航力5000 海里，自持力30 天，定員48 人（科學家30 人，船員18 人）。

“科學三號”由一臺額定功率1720 KW的主機推進，為滿足科考需求，配置了可調槳、前后側推和減搖裝置。

圖1 科學三號左視圖

2 潛標陣列所在海區的洋流、水文氣象情況

潛標觀測陣列投放于北緯18°,東經122°.7 及其附近海域，位于黑潮發源地，北赤道流(簡稱：NEC)在呂宋島近海岸遇陸地后形成向南方向的棉蘭老流（簡稱:MC）和向北方向的黑潮（全稱:Kuroshio Current），同時，在表層海流黑潮下方又存在南向的呂宋潛流（全稱:Luzon CUrrent）。

潛標觀測陣列所處海域的海浪波高總體來說冬季大于夏季，涌浪大于風浪；南北相比較北部大于南部，尤其是巴士海峽、呂宋海峽及巴林塘海峽海域；夏季海區以西南浪為主，冬季以東北浪為主。

春季的4—5月份，海區多東向浪，大部分海區的風浪浪高為1．0～1．5 m，是科考作業的黃金時間。但在少數年份例外，特別需要關注熱帶氣旋和大陸東移入海的氣旋對潛標回收作業的影響。

3 航次備航情況

3.1 新冠疫情防控

2020年1月底武漢爆發嚴重的新冠疫情，由于對這種新病毒缺乏足夠的認知和了解，全國各地均實行了嚴格的防控應對措施，主要有：對生活處所進行消殺；對人員實行測溫監控、物理隔離、核酸篩查和藥物治療。受限于船上的條件，船上針對參加本航次的人員提前一周采取測溫、隔離措施，并在開航前一天全員核酸檢測，以確保人員安全。

3.2 全船展開自查自糾，結合內部檢查，確保船舶適航

自接到航次任務書以后，全船立即布置開展自查自糾工作，大到系泊設備、應急照明設備、主推進裝置、舵設備、消防救生等，小到備品備件，不放過任何一點安全隱患。自查自糾通過后，根據體系文件規定，邀請體系代管公司華洋海事專業人員上船現場內部檢查，并對提出的整改項落實到人，確保整改到位，保證船舶適航。

3.3 密切關注天氣，確定出航時間，合理規劃航線并適時調整

根據菲方回復函，菲方給定的作業期限為2020年5月15日至5月25日，然而天公不作美，16日大霧，直到晚上八點鐘出境手續才辦妥，根據預報，17～18日黃渤海受東移入海加強的黃淮氣旋影響，風力8～9 級，陣風十級；同時，千里之外的工區內，形成的熱帶低壓緩慢過境并橫掃臺灣東部。在此種情況下，果斷打破本單位內為保安全夜不開航的內部規定，20:00 開航南下，并根據上述天氣情況，選擇從臺灣東南下至工區。

圖2 影響工區的熱帶低壓移動路線圖

3.4 完善備齊辦理出境手續所需的證書及相關文件

在確定代理公司后，船方及時和船代聯系溝通，落實辦理手續船方需提前準備的各類證書和相關文件。辦理出境手續所需的資料比較多，因而準備文件的人員需要仔細和極大的耐心，文件準備完畢后，由其他人多次核查，無誤后方可提交船代，避免由于文件有誤造成船期的不必要的拖延。

3.5 潛標回收所需專用設備及工具的準備

潛標回收所需的專用設備有：和海底聲學釋放器建立通訊的甲板機單元和水聽器探頭、潛標收放絞車、主浮球專用托架、專用打撈鉤以及專用拆裝工具。甲板機單元和水聽器探頭是和海底聲學釋放器建立通訊的關鍵設備，除數量滿足外，更要做好效能試驗。收放絞車根據作業甲板的實際情況做好焊接固定后，加做拉力試驗。后三種設備做好數量、型號的清點準備工作，對主浮球專用托架要做好綁扎固定，以防船舶橫搖時移動造成損壞或丟失。

4 潛標回收作業心得體會及經驗探討

4.1 做好潛標釋放后上浮至水面期間船位的控制

潛標在釋放器釋放后上浮至水面過程中，會經歷兩個階段。經研究表明，0～2秒時，為加速上升階段；2秒后，迅速變為穩定上浮階段，上升速度雖受潛標整體結構、海水密度及黏度的影響，但總體影響不大，幾乎是勻速上升，直至水面。

船舶在水面受風、流的綜合作用，通常釋放潛標前，讓船舶停車漂航十分鐘左右，得出船在風、流作用下的漂移方向，而后船移動到距潛標點500 米的上風流向作業點，保持船舶正橫潛標點，同時釋放潛標，該系列潛標主浮球位于水下450 米，根據計算的上浮速度，浮至水面大約需10 分鐘。船舶在風、流作用下向下風流向漂移，漂移期間可用前后側推調整船首向，始終讓潛標預計出水點位于船舶正橫前。隨著船舶向下風流向漂移，實際需要觀察潛標出水點的扇形水域面積逐漸減小，利于第一時間發現潛標。

作業區當天觀察到的最大表層流速為4 節，在潛標上浮的十分鐘內，船舶大約向下風流向漂移約1200 米，而此時船距潛標出水點的距離約為1300 米，既保證目視可見搜尋的效果，又留出了足夠的安全余量，以避免和船舶發生碰撞。

船舶在向下風流向漂移過程中，如保向有困難，可短暫進車配合；如遇惡劣天氣或能見度不良，搜尋難度增加時，可進車減小漂移速度，適當減小和潛標預計出水點的距離，為保安全，最小和潛標預計出水點的距離保持為1000 米。

4.2 選擇合適的搜尋潛標的船舶位置

潛標的回收作業對天氣的要求較高，一般在風力5級及以下時實施，6～7 級時應謹慎作業，7 級以上應停止作業。在有日光照射的情況下，作業時應將船舶位置放在背光的位置，根據物理原理，從暗處向明亮處搜尋潛標可能的出水點時，不會受到水面反射的太陽光的影響，可以較容易地發現潛標，進而回收；在無陽光照射的情況下，則不許考慮此項不利因素。

4.3 核實潛標的結構

潛標回收作業前應根據以前布放時的原始記錄，查閱核實潛標的結構，重點是主浮球及主浮球上下端浮力球的顏色、浮球的數量及位置分布，以利于后續潛標的實時發現、上下端的辨識及打撈。

目前，主浮球和浮力球使用的主要顏色為橙、黃兩色。經現場實測證明，天氣良好，海面平整時，兩種顏色從發現距離及辨識度上無較大差異；但當海況變差時，尤其是有涌浪時，再加上光的反射影響，黃色相較于橙色，從發現距離及辨識度上，效果要成倍降低。

一般情況下，潛標的打撈均從主浮球上端頭開始，從主浮球上下端浮力球的數量布置則可很容易的辨識出潛標的上下端頭，從而實施作業。因此，在潛標的布放階段，應未雨綢繆，做好相關的詳細記錄，并盡可能地選擇橙色主浮球和浮力球，以便后續發現打撈，提高回收成功率。

圖3 同心協力回收潛標

4.4 依據ISM 體系文件，對整個作業流程進行風險評估

經研判評估后，潛標回收作業過程中存在的風險主要集中在以下兩點：

船舶操縱方面：在操縱船舶向主浮球靠近前，作為船長，應對本船的性能參數做到心中有底，結合當時的風流情況，準確預配風流壓差，始終保持船舶和主浮球的橫距在10～15 米之間，既可保證人員手拋打撈鉤掛住主浮球上端浮力球，又留有足夠的安全余量，此時應和后甲板打撈負責人保持不間斷的聯系，隨時掌控主浮球的動態，直至主浮球安全飄過船位，進入正常回收流程，過程中應警惕瞬間增大的風力所引起的浪涌對船舶操控的不利影響。

潛標回收作業：主浮球從離開水面至安全放置在甲板期間是整個作業最危險的時期，在此期間，應操縱船舶盡量減輕橫搖程度，并協調指揮作業參與人員做好止蕩繩的收緊，做到不讓主浮球搖擺過大，同時做好人員的安全防護。本航次由于疫情的影響，參加回收人員數量少，且均沒有相應的海上作業經驗，為此，在航渡期間多次進行業務培訓，在回收過程中，體現出了風險評估及培訓的重要性和效果，人人在相應的崗位上完美履行自己的職責，保證了任務的順利完成。

5 結束語

“科學三號”科考船成功回收三套放置29 個月之久的深海潛標，開創了千噸級船舶在菲律賓海域此類科考作業的先河，所取得相關資料及后續成果大大提高了我國在太平洋西邊界流研究的話語權。航次的成功實施，驗證了經過精心統籌規劃，在此類開放水域，“科學三號”具備執行相關任務的科考能力，拓寬了該船承攬科考業務的范圍，更好地服務于我國的海洋科考事業，為早日實現海洋強國夢貢獻一份力。