“科学一号”轮靠泊海事码头方案分析

国家海洋局第一海洋研究所 张志平 俞启军 石 凯 谢博文



“科学一号”轮靠泊海事码头方案分析

国家海洋局第一海洋研究所 张志平 俞启军 石 凯 谢博文

摘要：分析船舶自身条件以及船舶自身的基本参数和操纵性能，以及码头的地理条件、自然条件和气象条件等影响船舶安全进港的主要环境因素，并综合考虑各种内、外界因素对船舶进港操作的影响，归纳合理利用外界的有利因素，克服外界不利因素对船舶操纵的影响，对靠泊方案进行仔细研究，把握船舶进港时几个关键位置的控制，合理选择船舶进港的时机，在船舶进港过程中不断地调整船位和船首向，使船舶在进港过程中始终处于可控状态，实现船舶安全进港口之目标。

关键词：“科学一号”轮；靠泊方案；海事码头

船舶进港靠泊操作是一项涉及人员、设备和环境等多方面因素的系统工程，船舶进港前必须全面细致分析、研究码头的地理条件、自然条件、气象条件等，并掌握本船的各种参数和船舶的操纵性能，综合考虑各种内、外界因素对船舶进港操作的影响；掌握本船的船舶特性，包括操纵性能、载重吃水、各种操纵方式及系泊设备的有效性和可靠程度；掌握外界客观条件，包括港口、航道、码头的情况，泊位水深、流速和流向、潮高和潮时，风力大小和风向等。［1］安全、成功的靠泊作业离不开周密而细致的计划，并合理利用各种设备、仪器实现船舶的各种操作，在操纵过程中正确利用外部的有利因素，排除外界的不利因素。船舶的进港靠泊作业就是分析船舶在水中的受力情况，提前预知船舶在外界风流和惯性的作用下的运动趋势，有效地利用车、舵、侧推器等控制船舶的运动，确保安全完成船舶靠泊的各项操作。

本文对“科学一号”轮靠泊青岛海事码头的靠泊方案进行了分析、研究，为这种双车单舵型的科考船靠泊类似限制水域的码头提供了可操作性方案。

一、码头基本情况介绍

1. 码头地形情况

青岛海事码头位于团岛湾的最东端，东临青岛湾，西面通过青岛中苑码头，可望团岛口，南临青岛港主航道，码头的基本走向为069°～249°，码头开口方向为148°。码头泊位的地理坐标为 36° 3.1′N/120°18.2′E，码头总长度160 m，有效长度130 m，码头水深-7～-10 m，码头纵深70～ 120 m，港池东西长度约为350 m（如图1所示）。

港池的东面和北面是小型的游船码头，经常有游船进出和停泊，且浮码头外面有交叉锚链；进口航道的左侧有一沉箱（码头建造时留下的，在低潮时可清楚地看到），进口航道的正前方有浅水区并投掷了大量的石头，以保护北岸的码头堤坝；航道入口处码头端部有5～10 m的丁子石，用来防止海浪对码头的冲刷和损坏，在码头的东侧端部约25 m处是浅水区，靠泊时尽量不要超过130 m。由此看来在港池入口处只有80 m宽度、110 m纵深的安全水域，可供船舶安全操纵和旋回。

2. 码头潮流情况

青岛海事码头位于胶州湾外面，潮汐情况与青岛主港类似，属于规则的半日潮港。潮时较青岛主港提前40 min左右，在天文大潮时会再提前5～10 min，在天文小潮时会滞后5 min左右，潮高比青岛主港（按潮汐表数据）高出30 cm左右。由于码头位置的岸壁效应和地形的影响，在码头入口处水流有明显的分水岭，船一旦进入港池内，表层流影响很小；在入口处涨落潮流流速非常明显。在本地落潮时潮流的主体方向为东南流，较涨潮流流速强，平流持续时间短，受其影响，船在低速进港时，船身极易被压向东面的海事码头一端；在本地涨潮时潮流的主体方向为西北流，较落潮流流速弱，持续时间长，受其影响，船在低速进港时，船尾极易被压向西侧中苑码头一端。

图1 青岛海事码头示意图

二、船舶基本情况介绍

“科学一号”轮船长104.28 m，船宽13.7 m，总吨位2 748 t，最大吃水6.0 m，主机功率5 280×2 kW，双车单舵中机型特种用途船，四档港内转速下的船速分别可达6、11、15、18 kn，同时由于本船吨位小，主机功率大，船舶港内起速很快，在船舶低速进港时，船舶的旋回圈很大。狭窄港池、潮汐潮流、舵效、主机启动功率、旋回余地等因素对船舶的操纵尤其是旋回的要求极高。

三、船舶进港前选择合适的进港时机

由于码头的特殊地理条件、自然条件和潮流的变化情况，尽量选择本地高潮平流时刻船舶抵达港池入口，参考青岛主港潮汐表，在主港高潮前40 min左右，根据大小潮旬和实际情况适当提前或滞后。

主港潮汐表中潮高一般选择在3 m以上，潮高变化率小于0.6 m/h，这样既可以保证有足够的安全水深，又可以保证潮汐较弱，潮流流速较小。

足够的富裕水深不仅可以提高船舶的操纵性，使得船舶便于操纵，还可以避免螺旋桨转动时带起的泥沙影响推进效率和损坏螺旋桨。缓小的流速会使低速进港的船舶更加容易控制，从而避免各种紧迫局面的产生，船舶的进退与旋回状况始终掌握在指挥人员的手中。

应尽量避免风力超过蒲氏6级、入口处表层流速超过2 kn时进港。风会对船舶轨迹产生影响，在风的作用下，船舶逐渐向下风漂移，不易被控制，同时还会受到海水表层流的影响。

船舶在进港过程中要不断地修正船位，不论是涨潮还是落潮，都始终将船位置于上风上游的有利位置。

四、进口入泊的操作

设计船舶的进港航线要综合考虑码头的地理条件、自然条件和气象条件以及当时的风流、潮汐情况。首先充分了解本船设备的工作情况，做到稳操胜券；同时结合进港时的天气、潮汐、潮流等情况，以及各种因素对船舶靠泊操纵的影响，做好紧急情况下的各种应急预案。特别是对主机的暖机和空压机准备要充分，确保有足够的启动空气以使主机按时迅速启动。保证锚机和绞缆机正常运转，随时可用。将所需的撇缆绳、缆绳、碰垫准备充足、到位。

船舶进港前，选择好船舶上线的预备点，一般在0.2～0.3 n mile提前上线，如图1所示，当船抵达位置a时，同时调整船舶航向在328°，船舶上线后，保持左车微速前进，此时航速在6 kn左右，随时将船舶置于上风、上流的安全位置。随着水深的变化和岸壁的接近，风和流都会产生变化，根据情况的变化进一步修正船位和航向，以抵销风流压对船舶的影响，保证船舶按计划航线行驶，同时由于安全航速和限制水域的要求，应及时停车淌航以方便控制余速。一般情况下船首距离港池入口200～250 m，即2倍船长左右时及时停车滑行，停车前调整好舵角，保证船位和航向的稳定，在滑行过程中要密切观察风流的变化，特别注意其对船位的影响，不断观察风流对船舶的影响，随时调整因风流压对船舶位置的影响。随着船位逐渐接近入口，风流影响、伴流影响、狭管效应、浅水效应、岸壁效应等因素给船速、航向、船位带来愈来愈明显的影响，提前采取抑制措施，防止将船舶置于不利的位置而影响操纵。

当船首滑行至港池入口时，船速在3～4 kn，应马上启动右车微速后退，注意观察船速和船的位置。由于船舶惯性的作用，船舶会继续向前滑行，至驾驶台（距船首33 m）齐码头内壁前端，时间有20～30 s的余地，主机应能够顺利启动，保证船中越过码头内壁时船刚好被倒车拉住，船速接近于零，也就是图1中的位置b（为了以防万一，我每次进港都把双锚备妥）。在船产生退速之前及时启动左车微速前进，船会在进车的推力和倒车的拉力的作用下，一边绕着转心向右掉头，一边继续向前滑行，同时在螺旋桨的横向力的作用下，整体向码头靠拢，这一过程要密切注意船舶中后部与码头的横距，适时增减左右车的转数，保持在15～20 m为宜。在船舶到达位置c时，应保证船舶一边右转，一边向前滑行且转头速度不要太快。

这一过程中操作的要领是及时将两部车迅速启动起来，操作过程中尽量不停车，以免造成主机启动困难，或是高压空气不足来不了车，把操作主机的主动权掌握在自己手中。机舱主机加减速的操作比启动操作容易些，因此通过调整主机车速来控制船的前进、后退和转向相对容易些。注意到船速为前进时，其转心在距尾部1/3到1/2船长之间；当船速为后退时，其转心在距首部1/2到1/3船长之间，利用进退速的调整来调整转心的位置，从而不断地调整转头和甩尾的速度，不断地调整船首、船尾离码头的距离。间断性地利用高速车来增加螺旋桨的横向力，以提高船舶的转头效果。作为船舶操作者，在操船过程中，不仅要注意船头的方向、距离和速度，还要注意船舶转心位置的变化以及船尾与码头的安全距离和运动趋势。只有这样才能兼顾首尾，保证船舶的安全靠泊。

在操作过程中，如果机舱车启动慢了一点，可以短时用快车把船控制住，不断地调整两部车的主机转数，增大船舶的推力或拉力，始终保持船慢速右转和前滑，直至首部倒缆上桩后用缆绳将船首控制好，顺次停下右车、左车，双车停下时船速的理想状态在0.8～1 kn，在余速的作用下，船刚好到位停住。对于初次操纵本船的操纵员，在对船舶的操纵性能不够了解的前提下，应适当早施舵、早用车，打好提前量。［2］如果船首靠拢速度过快或者船尾甩得较开的话，应提前用外档满舵加以抑制，还不能有效的话，及时将双车换向，这样操作一定要让船先略有退速再进车，进车时一定要注意首倒缆的受力。

综上所述，船舶进口入泊的操作要领为：（1）控制好初始船位；（2）把握好几个关键船位点；（3）及时将双车启动起来；（4）尽量用加减主机转数来控制船舶进速和横移速度；（5）通过双车的加减速来控制船舶转心的位置；（6）不轻易要把定的舵令，始终把船舶指挥权把握在自己手中；（7）双车换向前给机舱留有足够的余地，防止空压机气量不够起不来车，避免船舶进港时紧迫局面的发生。

五、结束语

船舶进港靠泊的方案必须在进港前仔细研究，进行周密的部署，利用有利的外部条件，克服不利因素的影响。因为每次进港的气象条件、潮汐潮流情况、船舶的装载状态、水深、人员和设备的反应能力、周围小船的干扰都不相同，所以每次进港都要认真研究，并不断地总结经验，吸取教训。将进港的几个关键点把控在自己手中，同时准备好应急方案，免得措手不及造成船舶的紧迫或危险局面。

参考文献：

［1］毛睿.影响船舶进出港及靠离泊引航方案分析和探讨［J］.中国科技博览，2015（20）：44.

［2］李迎军.浅谈中小型船舶靠离泊的特点［J］.大连海事大学学报，2008（S）：47-50.

DOI：10.16176/j.cnki.21-1284.2016.03.008