大型船舶靠离蓬莱港新泊位引航技术研究

第09卷 第11期 中 国 水 运 Vol.9 No.11 2009年 11月 China Water Transport November 2009

大型船舶靠离蓬莱港新泊位引航技术研究

张名军

（山东蓬莱引航站，山东 蓬莱 265609）

摘 要：随着经济的高速发展，进出山东蓬莱港的大型船舶越来越多。由于蓬莱港航道弯度大、港池窄、水文复杂，为确保大型船舶进出港、靠离泊安全，引航站立项进行了研究，提出了安全航行的主要措施。 关键词：大型船舶；安全系数；助航设备；操纵性能

中图分类号：U675.98 文献标识码：A

一、前言

近年来，进入中国的船舶数量不断增加，同时船舶逐渐向大型化方向发展，从而给港口带来难得的发展机遇，以蓬莱港为例，目前东港区已经建有3.5×104吨级较大泊位，港池航道水深为－11.8m，能满足5×104吨以下船舶进出港。为适应发展，蓬莱港又投资在东港区新建了航道及能停靠1×105吨级船舶的8#、9#泊位，目前这两个泊位即将投入使用。

新泊位启用后，随着船舶进出港数量的增加，船舶在港内航行的空间将被进一步压缩，引航业务面临着严峻的挑战。尤其是新航道弯度大、港池窄、水文复杂，引航难度极大，确保大型船舶进出港、靠离泊的安全已成为船舶引航人员研究的课题及关注的焦点。为此，蓬莱港引航站本年度对即将竣工使用的新航道通航技术和即将竣工投产的8#、9#泊位靠离技术进行立项研究，借助航海模拟器等设备进行实验操作，基本掌握了安全操纵的技巧，取得了一定成绩。

二、蓬莱东港港口情况及大型船舶操纵特异性简述 1．新航道及泊位情况

绑浮 方位线 绑浮 中潮高以上流向 157-337° 中潮高以下流向 2#浮 余流 3#浮 9# 8#

图1 新航道和8＃、9＃泊位

蓬莱东港新航道（见图1）长为1,400m，底宽150m，港池航道乘潮水深为15.44m（理论深度基准水深14m+平均潮高1.44m），8#、9#泊位理论深度基准水深分别为15m、

收稿日期：2009-09-23

作者简介：张名军（1956-），男，蓬莱引航分站副站长。文章编号：1006-7973（2009）11-0001-02

16m，设计靠泊分别为225m长的7万载重吨船舶、250m长的10万载重吨船舶。经权威部门实测：该港水域潮流流向主要为EN－WS向，中潮高以上向西流，中潮高以下向东流，西流强于东流，流转方向为顺时针方向，实测最大涨、落潮潮流流速一般为50cm/s－60cm/s（1~1.17节）。受地形影响，9#泊位西北端水表层最大流速一般为148cm/s。

2．大型船舶操纵特点

（1）大型船舶特点：① 线型尺度大，重载时的浅水效应和岸壁效应均较为突出，且停车后会在很短的时间内丧失舵效。在海上，一般万吨级船舶余速2kn左右时尚有舵效，在港内，由于浅水效应、岸壁效应及海底形状的影响，部分超大型满载船舶，一旦停车就丧失舵效。因此，如何维持舵效，保持船舶在预定的航向上将是超大型船舶在港区操纵的一个重要难题。② 质量大，每单位所分摊的主机功率较一般船舶低，变速机动操纵较为呆笨，停船性能较差。所以靠泊前，一般超大型船舶在距泊位2nmile时，余速应控制在4kn以下，距泊位1n mile时，余速控制在2kn以下，距泊位1

倍船长时，余速控制在lkn以下。故超大型船舶在靠泊前，如何控制好船速又是一个关键的难题，它与保向维持舵效相矛盾，速度高舵效好保向容易，而速度低舵效差保向难。③ 超大型船舶的施回性及航向稳定性。由于超大型船舶船型肥大粗短，方形系数Cb多高于0.8，尽管舵面积比多低于1／65，

却具有良好的施回性，也就是说它的K值较大，但航向稳定性差，追随性差，即具有较大的T值。操纵中特别是在浅水域，为保向就须频繁用舵且舵角较大，还应早用舵早回舵。四是动量大，由于超大型船舶的质量很大，在船舶速度很低时仍具有很大的动量，靠泊时必须控制好靠泊速度。

（2）大型船舶港内操纵要点：

① 注意航道是否清爽。超大型船舶进港通常均为单向通航，只有当条件允许本船不与其它较大船舶在航道上会遇时

方可进入，并向VTS中心报告。

② 注意水位情况。潮水水位要满足船舶在航道上行驶时，龙骨以下至少留有0.8m的富余水深。

③ 注意泊位情况。泊位有否它船靠泊及泊位水深、长度。

2 中 国 水 运 第09卷 总之，因航道两侧水深的限制，超大型船舶一旦进入航道，尤其是主航道，要想驶出就很困难，所以船舶进入航道前要特别谨慎，切不可盲目进入。

三、大型船舶进蓬莱新航道、靠离泊安全操纵分析 1．操纵技术难点分析

通过对蓬莱港新航道情况分析及大型船舶操纵特点分析，我们不难发现，由于受港池短、航道窄、弯度大、横流压所致，港口对长度为250m，吃水为-14m的大型船舶进出新航道靠离泊的最大难点在进港方面：既要控制好船舶进港的惯性，又要克服掉流压对船舶的作用。出港方面与进港相比要容易一些，只要在船舶驶入航道前把角度摆好，将船速提到足以克服流压的程度即可。另外，大型船舶在港内航行，应随时注意运用拖轮克服地形产生的不均匀流作用于船舶会出现船体受流作用不平衡而带来转船力矩。经测算和模拟器实验，长度250m的重载船舶在拖船的辅助下沿新航道以4节船速行驶，在流压角不超10度的正常范围，能够克服0.5节以下横流流压，满足船舶在有流影响下基本稳定在航道上。如果有风同时作用本船，可考虑风向和风力，根据不同装载状态下风致漂移公式（见式1），计算得出船舶横移的速度和方向，看与流的流速和方向是一致还是相反，得出船舶在风流合力下横移的速度和方向，推出所需的风流压差角，以决定是否具备安全进港条件。

V'.14VST?VT?e?0??KVBaB?e?0.14VSa?w （1） 上式中：V'T—航行中船舶风致漂移速度，m/s；

VT—船舶静止中因风漂移速度，m/s；

VS—风中船速，节（Kn）。

?—浅水修正系数；

K—系数，一般取0.038～0.041； Bw—船体水线下侧面积；

Ba—船体水线上侧受风面积

船舶在港内、疏浚航道或受限水域中航行时，应按照实际水深与吃水之比H/d，对其进行相应的浅水修正。修正系数?如表1所示。

表1 船舶浅水中漂移的修正 H/d 船舶种类 1.1 1.5 2.0 普通船型 0.6 0.7 0.8 超大型船

0.5

0.6

0.7

2．操纵技术研究

经推算可得，250m长度的重载船舶进新航道应选择在风流压差角不大于10°、天气较好、高潮时段的平流或缓流情况下进行。船舶进港前及时在大船首部左右舷各系一条全回旋大马力拖船，主要用于在港池掉头区对大船的制速和左转向（拖船顶推首部左转时，大船进速不要超过5~6节以上的极限航速，否则拖船协助转头将毫无效果甚至出现相反的效果）。同时在左舷尾部也系一条大马力全回旋拖船，主要用于港池掉头区推尾左转向（尾部拖轮顶尾时，可使航进中的大船右前方产生相对水流，其产生的水动力转船力矩和拖船

产生的转船力矩一致，将有利于船舶向左掉转）。

船舶进入航道前，应适时稳定4节船速，利用GPS操作系统及早测定风流压差角，摆正船舶入槽前的船位、角度，再根据以往经验提前判定航道各段的流压、流向，在心中对船舶未来的运动趋势事前作好应付准备。必要时用首尾拖船辅助校正船位，在不大于4节的船速中，适时进车维持舵效，当航至2#、3#浮时，视船速的大小决定拖船的制速方式和顶推方式。必要时大船可倒车，并备妥双锚以备急用。

大型船舶重载出港8#、9#泊位时，应在大船外舷首尾各系一条大马力全回旋拖船，另在大船尾部系一条大马力全回旋拖船，在拖船的辅助下，将大船船位臵入掉头区内，在船位和角度摆好后，大船开始进车，同时令尾部拖船全速顶推，以助大船提速后进入航道。大船离泊位时，切忌将船位摆在航道出口的2#、3#浮标附近，以避免大船没有距离在港内提速，进入航道后因船速过慢被流压向浅水区而造成搁浅。

0#浮 1#浮 高潮时流向 余流 2#浮 位1 9#浮 5#浮 7#浮

图2 大型船舶满载高潮时出新航道离泊

0#浮 1#浮 高潮时流向 余流 2#浮 位1

9#浮 5#浮 7#浮

图3 大型船舶满载高潮时进新航道靠泊操纵要点 四、结束语

船舶在港内航行的安全系数主要由以下几个因素所决定：船舶驾引人员的操船技术水平、当地水文气象情况、助航设备及其应用情况、船舶自身的操纵性能、拖船的性能及其运用等等。为了提高大型船舶引航技术水平，蓬莱引航站就上述影响因素进行了模拟器实验及探讨，总结出了港内新航道、新泊位航行、靠泊要点，制定了更为系统化的大型船舶引航培训制度，船舶在港内的操纵安全性得到改进与提高。

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