金波,關帥
(太倉海事局,江蘇 太倉 215400)
長江流域是中國乃至世界航運最發達的地區,通航河流、通航里程、通航船舶密度堪稱世界之最,長江干線是名副其實的黃金水道。
位于長江和沿海開放交匯處的太倉港,是長三角和江蘇開放型經濟發展的重要港口,也是長江下游最大的江海聯運港,國家將太倉港定位為上海國際航運中心重要組成部分、集裝箱干線港、江海聯運中轉樞紐港。2013 年,經國家發改委、財政部以及交通運輸部先后發文批準同意太倉港作為沿海港口管理。2022 年,全港已建成碼頭泊位95 個,萬噸級以上泊位40 個,太倉港船舶進出港16 萬艘次,貨物吞吐量突破2.65 億噸,集裝箱吞吐量突破802.6 萬標箱,航線航班數增至217條,成為長江航線數量最多、密度最大、覆蓋最廣的港口。
太倉港總體通航特點可以概括為:太倉水域呈東南-西北走向,江面開闊受風浪影響較大;港口碼頭與錨地、停泊區分居航道兩側,也就是常說的“南港北錨”;斷面船舶流量大,日均船舶流量1200 余艘次;落潮流速大于漲潮流速,隨著潮流變化,每天基本會有兩次上水高峰流、兩次下水高峰流,船舶高峰流明顯。
長江太倉段水域潮汐屬于不正規半日淺海潮。在一個太陰日內有兩次漲潮和兩次落潮過程,一次完整的漲、落潮平均歷時為12 小時25 分。漲落潮主流基本沿深槽流動,大潮期間各層漲急時刻的流速大于落急時刻的流速,小潮期間各層落急時刻的流速大于漲急時刻的流速。小潮期間,漲、落急時刻的流速數值較大潮相應時刻的流速小,其流速分布基本相似。長江每年的5~10 月份為洪水季節,徑流量占全年總量的70.73%,11 月至翌年4 月為枯水季節,逕流量占全年總量的29.27%。
長江太倉段地處亞熱帶季風區域,臨江近海、氣候溫和、四季分明、雨水豐沛,“梅雨”“臺風”等地區性氣候明顯,一月份是最冷月,平均氣溫 2.3℃左右。據蘇州、太倉氣象臺風向觀測,本區域冬季盛行西北風和東北風,夏季主要以東南方向的海洋季風為主,春、秋季為過渡期,以偏東風為主;霧多以平流霧為主,一般多發于夜間和清晨,于上午10 時后消散;夏、秋季節易受到熱帶氣旋的影響。
隨著太倉港快速發展,隨之而來的是太倉港水域船舶通航環境日趨復雜,加上碼頭與停泊區分居航道兩側,船舶橫越交匯現象愈加明顯,航運業的蓬勃發展與通航環境現狀的矛盾逐漸加劇。
為緩解船舶停泊困難和降低船舶進出錨地橫越航道頻率,太倉海事局結合轄區通航情況和氣象水文特點在鑫海碼頭上游和華能電廠碼頭下游碼頭側分別設立船舶停泊待泊區,停泊待泊區的設立有效降低船舶橫越航道頻率,但停泊待泊水域范圍有限,如何充分發揮停泊待泊水域使用潛力變得尤為重要。
由于進出停泊待泊水域的船舶船長多為70 米以下,且只在船首設置錨泊設備,鑒于太倉港作為沿海港口管理,以500 噸級散貨船為例,代表船型為67.5×10.8×1.6(總長×型寬×設計吃水),按照JTS 165-2013 海港總體設計規范的要求,船舶采用單錨錨泊時所占水域為一圓形面積,其半徑可按下列公式計算。
風力≤7 級時 R=L+3h+90
風力≥7 級時 R=L+4h+145
式中 R——單錨水域系泊半徑(m);
L——設計船長(m);
h——錨地水深(m);
上式可發現船舶單錨錨泊時,對于67.5 米的常見船舶,在7 級風以下,6 米水深的待泊區內,占用水域約為半徑175.5 米圓形水域,船舶錨泊占用水域面積較大導致待泊水域和港池水域容納船舶數量被制約。同時待泊區內船舶的超范圍錨泊和走錨現象給通航秩序和通航安全造成一定的影響。
鑒于以上情況,可借助系船浮筒提高待泊水域和港池水域錨泊船數量與停泊秩序。
系船浮筒,是一種浮于水面的圓筒狀系船設備,俗稱水鼓。用于系船停泊,以進行補給、避風、貨物裝卸、消磁或待機等,由系船環、筒體、錨鏈和錨構成。系船環,用于系住艦船纜索,將系船力傳給錨鏈的鋼質環,有平放式系船環和插入式系船環。筒體,具有較大的正浮力,將錨鏈一端浮出水面連接系船環,并承受系船后的拉力,有陀螺形筒體、圓柱形筒體和方形筒體以及不旋轉、傾斜小的偏心槽式筒體、可逆雙錐圓柱式筒體、偏心水平可逆式筒體等。錨鏈,連接錨與系船環、筒體,傳遞系船力,其本身受拉力作用。錨固定于海底,承受系船拉力,有鐵質錨和鋼筋混凝土錨。鐵質錨有海軍錨、霍爾錨、火箭埋設錨等,鋼筋混凝土錨有梯形塊、蛙塊、疊塊、排泥自沉錨等,可平放或埋入水底。
通過借鑒其他地方系船浮筒管理錨泊船的這一有效手段,在待泊區內布設系船浮筒,可以有力地改變停泊區內目前雜亂無序的錨泊秩序,控制錨泊船數量,改善待泊區通航情況,減少因船舶走錨引發的碰撞和污染等險情。
單浮筒系泊的半徑按下式計算,參照圖1:

圖1 單浮筒系泊水域尺度
式中:R——單浮筒水域系泊半徑(m);
L——設計船長(m);
r ——由潮差引起的浮筒水平偏位(m),每米潮差可按 1m 計算,本區域按 2m 計;
l ——系纜的水平投影長度(m),DWT ≤ 10000t 時,取 20m;10000t < DWT ≤ 30000t 時,取 25m;DWT> 30000t 時,l 可適當增大;
e ——船尾與水域邊界的富裕距離(m),取0.1L。
雙浮筒系泊水域長度按下式計算,參照圖2 所示:

圖2 雙浮筒系泊水域尺度
式中:S——系泊水域長度(m);
L——設計船長(m);
r ——由潮差引起的浮筒水平偏位(m),每米潮差可按 1m 計算,本區域按 2m 計;
l ——系纜的水平投影長度(m),DWT ≤ 10000t 時,取20m;10000t < DWT ≤ 30000t 時,取 25m;DWT >30000t 時,l 可適當增大。
目前轄區進入停泊待泊區水域錨泊船舶以代表船型為67.5×10.8×1.6(總長×型寬×設計吃水)為例,按照上述公式,船長67.5 米參考船型單浮筒系泊時所占用水域為半徑約96.25 米圓形水域,雙浮筒系泊時所占水域為111.5 米長,43.2 米寬的長方形水域。
綜上,結合轄區待泊區和港池水域形狀和面積,使用雙浮筒系泊可在有限停泊水域錨泊最大數量停泊船。
3.2.1 雙浮筒系船優點
(1)雙浮筒系船可避免因風力大和平時退潮、洪水期間水流急和漲落潮船舶轉向而引起錨泊的船舶走錨出現險情。在停泊待泊區錨泊的船舶發生走錨的情況并不少見,減少事故的發生就可減少船舶財產的損失和保障人身的安全。
(2)雙浮筒系船可避免船舶轉流影響通航安全。如,船舶在停泊待泊區內錨泊離航道近會在轉流時移至下水推薦航道附近,影響下行船舶通航安全。
(3)系船浮筒可提高對停泊待泊區管理能力,防止過境船舶隨意錨泊候潮,在日常檢查中可實現對多條系浮筒并靠船舶集中檢查。
3.2.2 雙浮筒系船缺點
(1)造價和投資較貴,同時夜間需點燈,還需要定期檢修保養和設系纜艇、系纜工作人員等一套管理辦法。
(2)相對于船舶錨泊時,雙浮筒系泊操作復雜,系泊和離泊時均需系纜艇協助。
(3)同一船舶纜繩強度遠小于錨鏈強度,當急落潮時,船舶纜繩受力較大,多船并靠系雙浮筒時,外檔船舶纜繩的角度一定程度上增加了系浮筒纜繩受力,容易發生斷纜繩險情。
(4)浮筒既是輔助系泊設施,同時也是礙航物,過多的浮筒在一定程度上影響船舶航行與操縱。
基于上述分析,如果能將錨泊與雙浮筒系泊有效結合運用進而實現停泊優勢互補,因此提出一種新型停泊方法。該停泊方式采用船首錨泊,船尾系浮筒方式實現,如圖3 所示:

圖3 新型停泊方式示意圖
該停泊方式可結合待泊區水深和潮流特點將停泊船船首方向朝向航道和上游一側,使用錨鏈穩定船首方向,浮筒設置于岸側,以上設置一方面船舶錨位于水底斜坡向上方向不易走錨,同時錨鏈可抵抗較大風流影響;另一方面浮筒位于岸側不會影響通航。該停泊方式在兼顧雙浮筒系泊優點基礎上,可在一定程度上降低雙浮筒系泊成本,同時避免了斷纜與浮筒礙航問題。
本文通過分析長江太倉段通航環境和氣象水文特點,結合目前太倉海事局已采取舉措緩解內河船舶錨泊難和頻繁橫越航道問題,探究一種新型停泊方式更大程度上挖掘停泊水域使用潛力,同時供其他內河水域結合水域與氣象水文特點將該停泊方式參考推廣應用,以期解決內河水域船舶停泊困難問題。