宁波港大型船舶通航安全因素分析

2010-01-16，

船海工程 2010年4期

，

(宁波海事局 VTS监控室，浙江宁波 315800)

随着全球经济回暖和虾峙门人工航槽的开通，宁波港进出船舶趋向大型化，且大型船舶进出港艘次明显增加, 2009年宁波港货物吞吐量达到3.84亿t，同比增长6.07%，继续位居我国沿海港口第二；完成集装箱吞吐量1 042.3万TEU，同比减少3.9%，居我国沿海港口第四位。其中，载箱量1万TEU以上的集装箱船进出港口369艘次，比2008年增长近一倍；20万t级以上超大型矿轮进出港口926艘次，同比增长 47.9%；30万t级油轮为579艘次，增长82.6%。大型船舶的明显增加同有限的锚地资源、航道通航能力之间的矛盾日趋突出。为了确保大型船舶在港内的安全和高效生产，对大型船舶在港内的监管和服务提出了更高的要求[1-2]。

1 港口概况

宁波港是中国大陆主要的集装箱、矿石、原油、液体化工中转储存基地，华东地区主要的煤炭、粮食等散杂货中转和储存基地。宁波港由北仑港区、镇海港区、大榭港区、穿山港区和宁波老港区组成，是一个集内河港、河口港和海港于一体，大、中、小泊位配套的多功能、综合性的现代化大港，共有生产性泊位315座，其中万吨级以上深水泊位74座，是中国超大型船舶最大集散港和全球为数不多的远洋运输节点港。同时宁波也是海上客运的繁忙区域，有6条客运航线穿越大型船舶进出港的南航道。其中有交通部水上交通安全监管重点“四区一线”之一的舟渡航线，客运量大，频次高，和进出大型船舶交会频繁。

2 大型船舶操纵特点

2.1 大型散货船舶的操纵特性

1) 船舶尺度大，船体所受的风流作用力明显增大，尤其在船舶低速时受风流影响极其明显；而且，瞭望盲区比小型船舶增大很多。

2) 船舶排水量大、惯性大，单位排水量分摊的主机功率小，船舶冲程增大，变速、变向时间较小型船舶显著延长，停车和倒车制动性能差。

3) 船体肥大，船舶方形系数大(Cb>0.8)；舵面积比小，舵效差，应舵迟钝，淌航时丧失舵效的余速较高。

4) 船舶斜航阻力大，在旋回时船舶速降明显。

2.2 影响大型船舶在港内操纵的几个因素

港内和外海相比，通航环境、水深等都有所不同，因此给大型船舶的航行带了一定的变化和影响，所以大型船舶在港内航行时要注意以下几点对船舶操纵带来的影响。

2.2.1 浅水效应

船舶驶入浅水水域后，由于船底以下的自由水体体积减小，水流受阻。当水深吃水比小于2．5时，即出现明显的浅水效应，使船艏兴波形状发生变化、船体振动加剧、船速下降且加速困难，导致船舶舵力下降舵效变差、旋回性变差、船体下沉、船舶纵倾改变。浅水效应对大型船舶的影响，主要表现在：

1) 当水深吃水比小于2.0时，船舶旋回直径将急剧增大，所以大型船舶在浅水区域要留有更多的操纵余地；船舶冲程将减少约10%以上；同时倒车产生的偏离原航线距离将显著增大。

2) 由于船体周围的水流相对流速增大，导致兴波阻力和摩擦阻力显著增加,主机负荷迅速增大，船速明显下降。

3) 在浅水域中航行，由于船底水流速度相对增大，水压力相对变小，导致船体下沉；对于中低速大型船舶来说，还会出现艏倾趋势[3]。

因此船舶在虾峙口外浅滩附近水域要控制好富裕水深，一般要控制在自身吃水的10%以上;在港内要保持安全航速，加强瞭望、注意穿越航道的小船，同时要充分考虑浅水效应对船舶操纵的影响。

2.2.2 岸壁效应

在狭窄水道中航行，当船舶未在航道中央时，将受到吸船体向岸、推船艏向航道中央的岸壁效应。岸壁效应产生的转船力矩将使船艏向航道中心侧偏转；另外，船舶在浅水区域中航行，若两舷水深不同，也会产生推船艏向深水侧，吸船体向浅水侧的作用，这也是岸壁效应的一种表现。

岸壁效应主要与下列因素有关：①船型越肥大岸壁效应越显著，所以超大型船舶使用的保向舵角较一般船大；②船速越快岸壁效应越显著(与船速的平方成正比)；③水道宽度越小岸壁效应越明显；④航道水深越浅、船舶吃水越大越显著；⑤船舶偏离航道中心越多、越偏近岸壁越显著，甚至导致船舶无法保向。

所以，对于大型船舶在虾峙门航道航行时，要注意尽量使船舶保持在航道中央航行，控制船速，随时注意船舶偏转情况，及时用舵纠正，而且吃水越大的船舶越应频繁地使用较大舵角。

当船舶航行于航道中心线附近时，一般不必用舵或只用很小的舵角即可把定航向；而一旦船舶偏离航道中心线，(很快就能通过舵角反应出来)时要施与船舶偏转方向相反的舵角，以实现保向的目的。也就是说，在虾峙门道中航行，一旦发现舵工长时间施一固定舵角而船首未发生明显的偏转，就说明本船已经偏离航道中心线，需要及时调整。

2.2.3 船吸作用

两船并行时，如横向距离小于两船船长之和，将会由于周围水压分布发生变化，引起两船受向内或向外的回转力矩作用，产生转头现象，发生船吸(或船推)。如果船舶舵力不足以克服回转力矩，就可能无法控制船舶偏转，而发生碰撞。船吸作用大小与以下因素相关：①两船间距离越小，船吸作用越大，当间距小于两船船长之和一半时，船吸现象极为明显；②船速越高、两船船速差越小，船吸作用越显著；③ 大小悬殊的两船，小船受的影响大：④两船追越比对遇的船吸作用更大；⑤越是大型船，水压分布越明显、压力差更大，越易产生船吸现象；⑥水深越浅，船吸现象越明显。

因此，当大型散货船近距离驶过他船，尤其是追越他船时，要充分注意以下几点：

1) 尽量给被追越船较大的横距，至少应保证两船并航时横距大于两船船宽之和。

2) 当追越至正横前后时，是最为危险和关键的阶段，应予以特别警惕，准备好应急措施，防止诸如主机停车之类的意外。

3) 当受回转力矩作用航向发生偏转时，若两船船速相差很大、可以转舵以克服回转力矩；若两船船速相差较小，应尽量不转舵，避免因转舵降速，导致两船并航时间长，增加危险。

3 在航时相关问题及注意事项

1) 虾峙门口外深水航槽为人工航槽，航槽水深22.1 m，航槽外浅滩水深18.2 m，使用航槽的超大型船舶多为20 m左右的吃水，很多时候航槽外的浅滩富裕水深很小，甚至负吃水，如果稍微偏离航槽就有搁浅的危险，因此超大型船舶使用航槽时有以下几个注意事项。

①进入航槽前督促船方严格按照公司SMS相关文件的规定，对船舶的各种助航仪器和导航通信设备等进行认真的检查、测试以确保机器设备运行正常，工况良好，对存在的缺陷要及时排除，对可能存在的隐患要采取相应预防措施；船方要保证及时更新海图，及时收取相关海上航行通告。进港时要使用最大比例尺海图，并勤于定位，准确掌握船舶的动态；保持正规的嘹望和VHF08|16的持续守听,同时要求过航槽期间船长在驾驶台，轮机长在机舱。

②船舶使用航槽要注意气象条件，当风力超过8级，能见度不足2 n mile时禁止使用。

③因深水航槽附近水域交通密度较大，船舶交会较多，而超大型船舶吃水受限，操纵困难，所以大型船舶在使用深水航槽时要视情况考虑申请拖轮护航、扫航、引航和临时交通管制。

2) 虾峙门航道介于桃花岛和虾峙岛之间，东接外海，西连佛渡水道，长约7 n mile，呈NW/SE走向，航道水深20～123 m，航道最窄处仅为700余m。该航道是大型船舶进出宁波舟山港的惟一通道，通航密度大，水域狭窄，水流复杂，因此大型船舶在该水域的通航安全尤其值得注意。虾峙门航道日均进出船舶200余艘次，其中有外轮，国轮，还有渔船，外轮中不仅有宁波引水引领的，而且还有舟山引水引领的，所以虾峙门航道里的通航秩序地维护非常重要。为了确保大型船舶能顺利有序地进入航道，需要做到以下几点：及时协助船方和引水的联系，使船方及时获得进港信息；大型船舶因吃水较大操纵困难，且符合靠泊的时间段比较短，因此在交通流组织时优先考虑大型船舶的进口计划；因岸壁效应和船吸效应，禁止大型船舶在虾峙门航道下栏山附近交会，并禁止大型船舶在航道内追越；虾峙门航道有很多岬角，造成船舶盲区，应及时提醒岬角水域可能交会的船舶注意。

4 抛锚准备注意事项

1) 选择合适的路线。在抵达锚地前，应根据当时锚地的潮流情况、观测的风向风速、锚地船舶密度、其他类似船舶的艏向等客观条件，确定本船驶入锚地的航线(航向)，并注意以下几点：①尽可能顺着与锚泊船艏向相近的航向，即顶着风流驶入；②进锚地尽量从他船船尾过，以免被风流压向他船造成事故；③尽量不从两船之间穿过；④抵达预定锚位前，尽早摆好船位，为顶流抛锚创造条件；⑤关注锚地中起锚航行的船舶动态，做好避让准备；⑥在抛起锚作业中，由于船舶速度极慢，要警惕风流将本船压向下风流的他船，留足余量。在虾峙门锚地时要尤其注意低潮前的急落流流速较大，要予以充分的考虑，尤其是大潮汛期间，虾峙锚地曾发生多起大型船舶起锚过程中因对急流的考虑不足而发生与其他锚泊船的碰撞事故。

2) 选择合适的锚泊位置。虾峙门水域锚泊船数量众多，锚地资源有限，船舶锚泊时一般要注意：大型锚泊船要和其他锚泊船保持1 n mile以上的安全距离；因锚地区域有限，很多船舶都在锚地以外水域抛锚，应与人工航槽保持2 n mile以上的距离。

3) 控制合理的余速。大型船舶因惯性大，操纵所需的回旋区域比一般船大得多。在锚泊操纵过程中，要充分考虑到本船惯性的影响，抵锚地前必须严格控制船速。船舶在港内锚地锚泊过程中要充分考虑浅水效应和风流因素带来的影响，在锚泊时提早减速，保持合理的余速进行锚泊。宁波港大潮汛期间流速较大，大型船舶要格外注意。

5 锚泊期间注意事项

5.1 虾峙门锚地

虾峙门锚地位于虾峙门口外以东及东南，分南北两锚地，锚地水深17～22 m，主要用于待泊、引航。虾峙门锚地的锚泊环境并不好：锚地底质不佳，接近虾峙门航道口和条帚门航道口，底质为泥和沙冲积而成；锚地水深不足(超过20 m等深线的范围较小)，低潮前后最小富余水深有时只有2 m左右；水流急，尤其是大潮汛时，最大达3 kn以上；当风流外力方向不一致时船舶偏荡较大；有强风影响，尤其是偏西或西北强风时，风和落水方向一致时影响尤其大，所以虾峙锚地经常发生走锚事故。曾发生过在大风期间五条船同时走锚的险情。满载大型船舶或VLCC由于载重量大、富余水深小、受流影响大，船舶操纵起来比较困难，走锚后甚至连锚链都比较难绞，况且周围还有其他锚泊船及众多的进出口船，一旦发生走锚，对本船和他船都是严重的安全威胁。因此，在如何确保大型船舶在虾峙门锚地的锚泊安全方面积累了一些经验。

1) 根据进港计划或泊位的安排，若等泊时间较长，应避免在虾峙门锚地长时间锚泊，可在浅滩外寻找合适锚地锚泊，待靠泊计划明确后再选择进港或锚泊，以缩短在虾峙门锚地的停留时间。

2) 大型船舶与周围锚泊船保持安全距离至少1 n mile以上。

3) 对于吃水超过19 m的超大型锚泊船建议船长主机备车，随时处于可用状态；保持VHF的连续守听，并勤测锚位。

4) 当发现船舶走锚时，及时提醒走锚船采取措施，并提醒走锚船附近的锚泊船注意。

5) 走锚事故多半是发生在大潮汛期间，因此在每月的农历初一和十五的前两后三天定时播发大潮汛预警信息，提醒锚泊船。

6) 虾峙门南北锚地适合超大型船舶锚泊的地方有限，只有南锚地西北角一个地方较为理想，因此日常工作中严格控制其他锚泊船占用该位置。

5.2 北仑锚地

北仑锚地位于杭州湾金塘山南侧，西起算山原油码头附近，东至涂泥嘴。南岸建有2.5～25万t级泊位22座，锚地长约8 n mile，宽2～3 n mile，水深一14～一60 m不等，设锚位点9个。因舟山岛及大榭岛遮掩且底质为泥沙，抓着力好。潮汐基本为不规则半日潮，往复流，流向与等深线大致平行，涨流以西为主，落流以东为主。但受台风及大潮汛影响，时急落流可达4 kn。北仑锚地重大走锚险情也时有发生，为了安全，应把握以下几个原则：

1) 原则上北仑锚泊点锚泊计划安排5 艘为限，7#～8#锚位不能同时进行过驳作业。

2) 在北仑8#锚位东南方向0.5 n mile处有一沉船，该锚位严格控制大型油轮抛锚作业。

3) 金塘水道29°57′.06N、121°53′.59E处水域(北仑5#锚位)有一艘沉船，船舶在附近锚泊点或锚地抛锚时或应急抛锚时应注意避开。