曹妃甸水域船舶定线制优化

章文俊，李国帅，尹建川，宋凤祥

(1.大连海事大学 航海学院，辽宁 大连 116026； 2.唐山港引航站，河北 唐山 063611)

曹妃甸水域船舶定线制优化

章文俊1，李国帅1，尹建川1，宋凤祥2

(1.大连海事大学 航海学院，辽宁 大连 116026； 2.唐山港引航站，河北 唐山 063611)

摘要：为缓解曹妃甸水域的船舶通航压力，提高通航效率，对曹妃甸水域通航环境、船舶靠离曹妃甸港区泊位航法及对曹妃甸水域定线制的影响进行分析，在参照国内外船舶定线制的设计规定和方案及引航员实际操船经验的基础上，提出优化通航分道、调整西锚地和修改曹妃甸第二港池航道的建议。

关键词：定线制；分道通航；安全航法

曹妃甸分道通航是船舶进出天津港和曹妃甸港区的重要通道，水深基本能满足30万t级船舶安全航行[1]。随着航运业的发展，进出曹妃甸水域定线制[2]及附近水域船舶日益增多，给海事监管带来的压力逐渐增大，对驾引人员提出更高操船的要求。为维护曹妃甸水域通航秩序，提高船舶通航效率，保障船舶航行安全，促进航运发展，有必要对曹妃甸水域定线制进一步优化。

1曹妃甸水域通航环境概况

1.1曹妃甸水域船舶定线制

曹妃甸水域船舶定线制由第一分道通航制、第二分道通航制、第三分道通航制和警戒区组成，见图1。第一分道通航制通航分道长10 n mile，宽1 n mile，西行船舶主流向为278°，东行船舶主流向为098°。第二分道通航制通航分道长为5 n mile、宽1 n mile，西行船舶主流向为278°，东行船舶主流向为098°。第三分道通航制船舶驶进曹妃甸港的通航分道长4 n mile，宽0.6 n mile，船舶主流向为335°；船舶驶出曹妃甸港的通航分道长3.2 n mile、宽0.6 n mile，船舶主流向为155°。警戒区为长4 n mile、宽2.5 n mile的长方形水域[3]。

图1　曹妃甸水域船舶定线制示意

1.2港口概况

曹妃甸港区与曹妃甸水域定线制紧邻，目前曹妃甸港区共有已投产泊位59个，已建成并且即将投产的泊位18个，见图2。距离曹妃甸水域定线制较近的主要有甸头区、第一港池和第二港池。一港池航道全长1 074 m，其整体水深已达到18.3 m以上；二港池航道全长4 809 m，设计底标高程-13.8 m。曹妃甸港区有东锚地、西锚地和大型油船锚地。东锚地面积约148 km2，自然水深-21～-32 m；西锚地面积约52 km2，自然水深-12～-29 m；西锚地东南角为大型油船锚地，该锚地作为天津和唐山港曹妃甸港区的共用锚地，在无大型油船锚泊时，经监督管理部门批准可作为大型散装货船锚地。

图2　曹妃甸港区示意

1.3自然条件概况

曹妃甸水域自然条件良好，曹妃甸甸前水域500 m水深就达20～30 m，且25 m水深水域直通渤海海峡，通向黄海。本水域多年常风向为S，次常风向SW；常浪向S，次常浪向SW，强浪向ENE；水域涨潮流偏西，落潮流偏东，其流向受地形控制明显，近岸水域及甸头附近的潮流沿等深线运动，实测最大涨潮流速1.92 m/s，流向248°，实测最大落潮潮流速1.08 m/s，流向103°。

2船舶靠离泊曹妃甸港区航法分析

2.1甸头区泊位安全靠离泊

曹妃甸港区甸头区有LNG码头、原油码头和矿石码头。LNG码头受东北侧灯浮的影响，只能采取左旋靠泊，靠泊LNG码头航路如图3中A所示，出港航路如图3中I所示。原油码头靠泊船受潮流影响，只能采用左舷靠泊，靠泊原油码头航路如图3中B所示，出港航路如图3中II所示。矿石一、二、三期的码头满足船舶左、右舷安全靠泊的需要，船舶右舷靠泊矿石一、二、三期码头航路如图3中C1所示，左舷靠泊矿石一、二、三期码头航路如图3中C2所示，出港航路如图3中III1、III2所示。

图3　甸头区船舶安全靠离泊示意

2.2船舶进出第一港池

抛锚在东锚地或直接从东面到港的小型船舶会选择图4中的D1航路进入第三通航分道，出第三通航分道以后按D1-1航路驶入第一港池航道；抛锚在东锚地的大型或超大型船舶会选择图3中的D2航路，从东锚地穿越第三通航分道，接近西锚地时向右调整航向，然后驶向第一港池航道；抛锚在西锚地的船舶，会选择图4中的D3航路驶向第一港池航道。船舶进入第一港池后，大致分为5个方向驶向各自泊位。出港船会从各自泊位驶向第一港池航道，驶出航道后，向左转向驶入第三通航分道，如图4中的出港航路IV所示。

图4　船舶进出第一港池港示意

2.3船舶进出第二港池

抛锚在东锚地或直接从东面到港的船舶会选择图4中的D1航路进入第三通航分道，出第三通航分道以后，按D1-2航路驶入第二港池外航道；或选择图4中的E1航路，从东锚地航行穿越第三通航分道后，直接驶入第二港池外航道；抛锚在西锚地的船舶会选择图4中的E2航路驶向第二港池外航道。船舶经由外航道和内航道进入二港池，然后驶向各自泊位。出港船会从各自泊位驶向第二港池内航道，经由外航道后即向左转向驶入第三通航分道，如图4中的出港航路IV所示。

3船舶靠离曹妃甸港区与曹妃甸定线制影响

3.1船舶靠离泊甸头区泊位

船舶左舷靠泊矿石二期泊位时，在船舶向右掉头前或掉头过程中，由于向西涨潮流的作用，使船舶偏向曹妃甸第三通航分道，如果第三通航分道有进出曹妃甸第一、二港池的船舶，2船或多船之间易发生紧迫局面。

矿石码头大部分出港船会选择图3中III2所示出港航路，船舶离泊出港时，容易与第三通航分道内航行的船舶发生紧迫局面。

3.2船舶进出第一港池

船舶由图4中D1所示航路进入第三通航分道，出通航分道后由计划航向335°快速转向到计划航向035°，既须在航道入口处向右转向60°，这对于处于横流入口的船舶，尤其吃水较大的大型船，操纵困难。因此，大型船或超大型船舶，实际上选择图4中航路D2进入第一港池，虽然穿越第三通航分道后须向右转向超过90°，但处于水域宽阔且转弯半径大，因此转向操作比较轻松。但该航路须穿越第三通航分道，影响第三通航分道内船舶的航行安全；且转向期间须贴近西侧锚地，当西锚地东侧有锚泊船时，担心船舶转向时间偏晚有滑入锚地，压向锚泊船的可能，所以船长和引航员的心理压力特别大。

从第一港池离泊出港船，大部分会选择图4中航路IV，该航路需要船舶驶出第一港池航道后须马上向左转向60°，然后驶入第三通航分道出港方向，对于大型或超大型船舶，在这样短的距离内驶进第三通航分道，操作比较困难。

3.2船舶进出第二港池

引航员或对曹妃甸港区比较了解的船长会选择图4中E1航路进入二港池，优势是此航路虽然穿越第三通航分道和进出一港池航路，但航向须调整幅度不大，易于使其他航行船舶判断未来互相之间的航行趋势和以便做出正确的避让行动，但是给VTS指挥中心带来管理上的压力。船舶选择图4中D1转D1-2的航路，在进入二港池航道前，须进行两次航向调整，容易和第三通航分道内及端点附近的船舶形成紧迫局面，同样也会给交通指挥部门带来指挥的压力。

曹妃甸第二港池的出港船，驶出二港池航道后，即须左转向第三通航分道航行，汇入到一港池的出港船流中，对第三通航分道影响较小。

4曹妃甸水域定线制优化建议

根据曹妃甸水域通航环境和船舶靠离泊曹妃甸各泊位航法进行的分析，在参照国内外船舶定线制的设计规定和方案[4-6]及引航员实际操船经验的基础上，提出了以下曹妃甸水域船舶定线制优化建议。

4.1优化通航分道

1) 将第三通航分道修改为图5中的甸头区超大型船舶靠离泊操纵、驶向警戒区和从东锚地进靠第一港池或靠泊华能煤码头船舶的航行等待缓冲区。这样可以给甸头区靠离泊的超大型船舶和进靠第一或华能煤码头的船舶提供宽阔的回旋和缓冲待航区。

2) 设立图5中所示通航分道三，通航分道边界线与锚地边界线距离为680～1 020 m，供船舶进出第一港池和华能煤码头船舶使用，这样进出一港池和华能煤码头的船舶和甸头区的操纵船舶不会互相干扰，有利于进靠一港池超大型船舶的航行安全。

3) 增设图5中所示的通航分道四，通航分道边界线与锚地边界线距离为680～1 020 m，供船舶进出第二港池、规划的第五港池和在建的丰南港区船舶使用，这样减轻了原来第三通航分道、警戒区的通航压力。

4)将图5中警戒区西部界限从原来的A点移至B点，第二通航分道由原来的长度AD，缩短到长度BC，这样加大了原设计警戒区的水域长度，同时又增加CD段警戒区，优点是将集中在小范围水域船舶分流，有利于通航安全和通航效率。

图5　曹妃甸水域定线制优化建议示意

4.2调整西锚地

将锚地东边界线走向155°修改成为从原锚地的东北角为起点走向188°的东边界线，去掉东南部的三角部分作为第三通航分道；在西锚地的中部偏东位置建立一个走向188°、宽度1.2 n mile的第四通航分道；将西锚地的西边界线西移以扩大锚地面积。由此西锚地变为两个锚地，一个主要供靠泊华能煤码头船舶使用，另一个主要供进靠第二港池、规划的第五港池、在建的丰南港区船舶使用。

4.3修改曹妃甸第二港池航道

将原来外行道的走向修改为030°～210°，直接通向通航分道四。现有的二港池航道只能满足5万t级船舶航行，即使将来拓宽航道，由于航道走向和流向(特别是防波堤口处)的关系，10万t级及以上船舶进出也是困难重重，除非严格限制进港条件或无限制拓宽航道，但导致通航效率降低或增加不必要的成本。改变航道走向以后，如果二港池进出15万t级及以上船舶，只要适当加深和拓宽修改航道即可满足船舶安全通航要求。

5结束语

本文通过对曹妃甸水域通航环境、船舶交通流和舶泊靠离曹妃甸港区泊位航法进行分析，在参照国内外船舶定线制的设计规定和方案及引航员实际操船经验的基础上，提出调整现有第三通航分道、警戒区、西锚地和第二港池航道位置，增设船舶航行等待缓冲区、第四通航分道的建议。如果按照本方案实施，可以减少进出曹妃甸港区各码头船舶之间的互相干扰，减轻了原来第三通航分道、警戒区的通航压力，该方案可为海事部门改善曹妃甸水域通航秩序，提高码头航道的利用效率，保障船舶航行安全，促进航运发展提供参考。为保证本方案的顺利实施，应对第三通航分道、警戒区、西锚地和第二港池航道等调整位置进一步量化研究。

参考文献

[1] 中华人民共和国海事局.曹妃甸水域船舶定线制 [Z]. 2009.

[2] 翁跃宗，彭国均，张寿桂.船舶交通数据分析及定线制方案表达[J].船海工程，2007，36(2) : 121-123．

[3] 中国人民解放军海军司令部航海保证部.中国航路指南(黄、渤海海区)[Z].海军航保部，2011.

[4] 中华人民共和国交通运输部.海港总体设计规范：JTS165-2013[S].北京：人民交通出版社，2013.

[5] 颜江峰. 船舶定线制对提高通航效率的作用[J]. 船海工程，2005(4)：59-61.

[6] 范中州,吴兆麟,洪碧光，等.成山角水域船舶定线制的修订研究[J].航海技术，2013(4):2-5.

Optimization of Routing System in Caofeidian Waterway

ZHANG Wen-jun1, LI Guo-shuai1, YIN Jian-chuan1, SONG Feng-xiang2

(1 Navigation College, Dalian Maritime University, Dalian Liaoning 116026, China;2 Tangshan Pilot Station, Tangshan Hebei 063611, China)

Abstract:To alleviate the ship traffic stress and improve the ship traffic efficiency within Caofeidian sea area, optimization proposals are proposed based on the analysis of the traffic environment, the navigational approaches when ships berthing and departing the berths, and the influences of ship routing schemes in this area. The rules for designing ship routing schemes and the practical experience of the pilots are also referenced. The proposals include optimizing the traffic lanes, adjusting the west anchorage and modifying the traffic routes in the second harbor basin of Caofeidian harbor.

Key words:routing system; traffic separation scheme; safe navigation methods

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.03.038

收稿日期：2015-11-27

基金项目：辽宁省自然科学基金项目(2014025008)；交通运输部海事局项目(2013Z0112)

第一作者简介：章文俊(1977—)，男，博士，副教授 E-mail:13898478670@163.com

中图分类号：U676.1

文献标志码：A

文章编号：1671-7953(2016)03-0173-04

修回日期：2016-01-17

研究方向:船舶运动控制与通航安全