重载大型矿船初落进抛北仑港区定点锚位技术探讨

2017-08-17司庆忠

世界海运 2017年7期

司庆忠

司庆忠

重载、满载大型矿船惯性大，受潮流影响大，船舶操纵、锚泊、靠泊的难度也大。再加上宁波港水域复杂的交通态势、强潮流、回流、浅滩、大角度转向等多因素影响，使得重载、满载大型矿船的操纵难度、操纵风险进一步增加。为保证船舶和港口的安全，驾引人员应熟悉并掌握相关的难点及风险节点。从重载大型矿船初落进港、抛锚北仑港区定点锚位两个方面进行阐述，描述该过程中可能存在的难点及风险节点，并提出应对措施，详细阐述定点锚泊的步骤及注意事项。

重载矿船；风险；定点锚泊

随着国民经济的快速发展，钢铁需求的不断增加，对铁矿石原料的需求量猛烈增长，北仑港区矿石码头作为我国主要的铁矿石进出口中转基地，面临的压力巨大。为了提高码头的利用效率又不违背港章的规定（矿船需在白天进出港），北仑港区内设了几个矿船的待泊锚位，各锚位之间的距离基本为0.5海里，锚位距码头的距离也仅仅为0.5～1海里，如此狭小的锚位间隔对于待泊抛锚的重载矿船（此类船型船长一般在290米，吃水在18米左右）来说，确显局促。如果抛锚锚位不准确，既不利于锚泊船安全，也不利于港口安全，因此定点锚泊的准确性至关重要，熟练掌握定点锚泊技术对驾引人员来说尤为迫切。重载船舶在进入宁波北仑港区的航路也存在诸多的风险点及操纵难点，同样需要高度重视。因此以此文来对进港及定点锚泊过程中可能存在的问题及注意事项进行分析及阐述并与大家探讨。

一、北仑港区潮汐及气象水文条件

北仑港区是天然深水良港。北仑锚地位于港区内金塘水道南侧，通常是指北仑山、金塘岛、涂泥咀、穿山西口等连线范围内，是强潮流地段，潮流基本呈往复流，落流时间多于涨流时间。一般情况下，落流始于镇海高潮时，流向110度；涨流始于镇海低潮后2～3小时，流向290度，最大流速3.5节。夏季多为东南风，且时常受台风侵扰；冬季多为西北风，冷空气频繁。

二、北仑港区锚泊点简介

VTS规定，北仑港区共设有9个锚泊点，位于北仑山与涂泥咀之间的水域，水深在25～65米之间，底质为泥底，供船舶待泊、检疫、中转、办理相关手续等使用。其中5#、7#锚泊点平时禁用，与大型重载矿船密切相关的主要是3#、4#、6#锚位，尤其4#、6#为该类矿船待泊用。各锚泊点位置及水深如表1所示。

三、重载大型矿船的操纵特性

（1）质量大，惯性大，排水量巨大，每单位排水量分配的主机功率较小，故操纵性能差，停船性能差，停车冲程大。

（2）船舶长宽比（L/B）较小，旋回性能较好，旋回速降较大；航向稳定性差，应舵性差。

（3）船舶尺度大，吃水大，浅水、岸壁效应显著，淌航中丧失舵效较早，需时不时动车增加舵效。

（4）因重载吃水较大，受流影响大，尤其在急流、不均匀流场情况下。

表1 北仑锚泊点位置、水深表

四、进北仑港区定点锚位的航道、航法、航行操纵风险及注意事项

1.航道

重载大型矿船进北仑港区经过的航道全长约30海里，该航道从虾峙门0#警戒区起，经虾峙门航道、峙头洋、螺头水道、金塘水道至北仑港区，航道助航设施齐全。如图1所示。

图1 进北仑港区航道、航法图

2.航法

虾峙门东口南、北锚地潮流明显，锚泊大型船舶较多，且渔船南北穿插往来频繁。重载大型矿船进港航行要十分警觉、注意避让。引航员一般在虾峙门东口L1报告线附近登轮，按图1、表2所示航法航行至北仑港区入口。

表2 进北仑港区航路转向点、航向、航程表

3.航行操纵风险及注意事项

（1）风险节点一及注意事项

风险节点一位于宁波-舟山港区定线制水域的1#警戒区，该区域位于上溜网重岛北侧，马峙2号锚位西侧，其西侧是佛渡水道，北侧是第二通航分道，是引航员从虾峙门东口登轮后所经历的第一个“十字路口”。该区域还是许多高速集装箱船追越慢速大型矿、油、杂货船的起点，两船甚至多船并行的情况时有发生，再加上有许多穿越1#警戒区的船舶，此处的交通流密度非常大，通航环境相当复杂。如图2所示。

图2 1#警戒区船舶交会态势示意图

在众多的船舶航线中（如图2所示）：

a.按通航分道正常航行的进出口船舶如①，其种类包括各种类型，其航行特点是除非避让需要，一般在自己的航道内航行，不会随意改变航向。重载大型矿船进北仑港区就是按照①的进港航道航线航行的。

b.穿越1#警戒区的船舶如②，包括从佛渡水道方向过来去马峙锚地的船，以及从马峙锚地方向过来的穿越船。因与重载矿船进港航线处于大角度交叉状态，并且佛渡水道（VHF CH28）、马峙锚地（VHF CH71）与进出港主航线（VHF CH14）值守交管频道各不相同，导致在此处交会时甚高频联系也相当不顺畅。故对于②的穿越船要详细标绘，及早联系，提前控速，确认交会方案。

c.进出口转向船如③④⑤⑥，包括从佛渡水道方向过来右转出虾峙门航道的船，从马峙锚地过来左转出虾峙门的船，以及虾峙门航道进来向左向右转向的船，此类船舶的特点是转向角度大，易受急流影响而出现短时间操纵困难的情况，尤其是⑤⑥这两种情况对进港的重载大型矿船影响更大。由于重载大型矿船选择初落进抛北仑锚位，此时1#警戒区处于急涨水时段，从佛渡水道过来出虾峙门的船如⑤转向角度高达80度，受向右转向船体反移及顶流急涨水影响，船整体向进口航道漂移幅度很大，一旦转向过晚将对进口船产生巨大影响。而从马峙锚地出虾峙门的船如⑥，要横越进口重载矿船船头且转向角度也高达90度。因此，遇到此两类船舶要提前控制速度，及早联系，及早协调，尽可能避免与其在此处交会避让。

d.桃花岛西北面至上溜网重南侧的双向穿越船如⑦⑧，尤其⑦对进口矿船影响较大，从桃花岛西北边过来的小渔船或小货船雷达不易发现。按照避碰规则，我们是让路船，因此要格外小心，可以通过发布航行动态、询问VTS或周围其他船来获取穿越船信息。及早判断会遇态势，确定会遇方案。

（2）风险节点二及注意事项

风险节点二位于宁波舟山港区定线制水域的4#警戒区，该区域位于涂泥咀正北侧，西侧是北仑港区，东侧是半洋礁锚地，北侧是册子水道西侯门方向。此处进出北仑港区、半洋礁锚地，通过西侯门大桥的船舶相互交织，交通流量甚大，会遇态势复杂。且此一线水域由于受到大榭岛涂泥咀尖角的挑流影响以及金塘岛宫山角的分流影响，历来流态复杂多变，对船舶进出港操纵造成一定的影响，特别是对于重载油、矿船，由于涂泥咀西面-12.7米礁石的存在，给操纵带来更多的限制和困难。且螺头水道涨水时涂泥咀西侧万华码头的北端水域会形成一个巨大的回流区域，当涂泥咀外主航道上涨流越明显，则回流区域越大且明显，当主航道上流变缓，则回流区域缩小甚至消失。此处重点介绍潮流对重载大型矿船操纵的影响及注意事项：

重载大型矿船初落进抛北仑锚地通常在镇海高潮时，船舶通过涂泥咀的时间一般在镇海高潮前1小时左右，此时主航道处于涨水时段，当船舶转向进入北仑水域时，由于本船的向左转向惯性以及左船尾受到螺头水道主航道涨水的推尾作用，加上涂泥咀西北区域的回流影响，船舶有时会出现急剧向左甚至右满舵都无法把定的现象，这样短暂的失控状况会给进出口船的避让带来比较大的困难，也很有可能触及-12.7米的礁石。如图3北侧①②③④⑤的航法。

根据本人的工作实践认为涂泥咀过弯采用南侧①⑦⑧⑨⑥的航法是较为安全、稳妥的。如图3所示。

图3 涂泥咀潮流切变及航道、航法示意图

a.转向前速度。在实际操作中，10～12节的转向前速度都是可以接受的（以抛北仑港区4#锚位为例）。矿船在转向后速度衰减非常大，通常为转向前的一半左右。为有利于尽快通过该乱流区域，减少流致漂移，保持较好的舵效，宜转向前保持较高的速度。假如小潮汛有时在转向过程中速度衰减不是很明显，则宜在转向完成航向稳定后马上大幅度减速，以符合抛锚的速度要求。

b.横距的把握。为了安全避开涂泥咀西面的-12.7米的浅滩，在整个旋转过程中，保持与涂泥咀尖角的距离在5～6链之间，因此船舶起转前离大榭岛岸线的横距不能太大，通常6～7链比较合适，但此时船位已在定线制的出口航道上，所以必须和VTS有良好的沟通，同时和进出口船协调好避让方法。在转向的过程中最好避免叫航向，应自己控制转向舵角使船舶的航行轨迹更符合自己的要求，同时也应避免舵工误操作导致船舶出现不良姿态。

c.在转向前把可能出现的情况和船长进行解释说明，获得船长和机舱的配合，同时也对舵工进行一些急流区域的警示，以使舵工在操舵中更加认真。并做好备锚等应急措施。

五、北仑港区定点锚位锚泊操纵

宁波北仑港区内锚地资源极其有限，各锚位之间以及锚位距最近码头基本只有5～6链，所以锚位必须抛得相当准确，否则会离码头太近，或者离他船太近，影响码头安全或其他船舶的锚泊安全。现就定点锚泊的影响因素及锚泊操纵的步骤及注意事项进行阐述：

1.定点锚位锚泊操纵的影响因素

（1）倒车横向力对定点锚泊的影响

重载大型矿船在进行定点锚泊时，随着倒车的启动，船速的下降，船舶受倒车横向力的作用船首产生偏转。该偏转受风、流、吃水与水深比、倒车横向力影响。一般重载大型矿船产生的倒车横向力致船首右偏，但由于螺旋桨转向不同也可能产生左偏。无论如何偏转，即使船首向方向的速度为零，而船首偏转产生的以驾驶台为圆心、以船首到驾驶台距离为半径的线速度在落锚后同样会拖锚一段距离才会逐渐停止。该拖锚淌航的距离又受船舶排水量、船舶余速、锚抓力、船体阻力、流速的影响。因拖锚余速较低，船体阻力很小，船体阻力影响忽略不计。则拖锚淌航距离估算公式为

式中：St为拖锚淌航距离（m）；△为船舶排水量（t）；VS为开始拖锚时的船舶余速（kn）；Pa为抛锚锚抓力（9.8 kN）。

例1 重载大型矿船T轮初落顶流进抛北仑4#锚位，T轮长292 m，驾驶台到船首250 m，△= 200 000 t，锚重14 t，水深35 m，倒车时横向力使船首向右偏转，偏转速度ROT为5°/min，船速为零时初始下锚3节入水，船首继续向右偏转，后逐渐送链至4、5节入水，此时船首被拉住停止偏转，偏转角度约15°，求拖锚淌航的距离。

解：ROT为5°/min，驾驶台到船首为250 m，以驾驶台为圆心的圆的周长为L：

锚抓力一般为锚体自重的3～5倍，我们取3倍锚重，根据式（1）可得：

如果ROT为10°/min，则VS为0.68 kn，拖动距离St为约127.8 m。

（2）流致漂移对定点锚泊的影响

重载大型矿船通常采用顶流抛锚法，船舶采用与流向相反的航向抵近锚位。当船舶首尾线与流向有一夹角时，流速与静水船速的合速度将使船向水流来向相反一舷运动，这种运动就称为“流压”。流致漂移距离与多种因素有关，流速越大，交角越大，船速越慢，则流压越大，产生的下流侧流致漂移就越大。因此在有流水域顶流锚泊时，应根据流速大小控制好流压角，掌握好本船船位，防止交角与船位控制不当产生大角度横压流的影响，以利于船舶准确定点锚泊。

例2 在例1中船舶顶流抛锚，在倒车横向力作用下致船首偏转15°，求流速分别为3 kn、2 kn时船舶流致漂移距离。

解：例1中船舶偏转速度ROT为5°/min，船首转过15°所需的时间为3 min。因抛锚时船舶速度接近为零，则流压力的作用点在重心附近，流压角在90°左右。流压力在船舶首尾线上的分力使船舶后退，横向上的分力使船舶横向移动。设流速为Vw，流致漂移速度为V，流致漂移距离为Sw，如图4所示，则：

经计算2 kn流速时船舶的流致漂移距离约为49 m。

图4 流压分解图

2.定点锚位锚泊操纵的步骤及注意事项

现以重载矿船初落进抛北仑4#锚位为例介绍定点锚位锚泊操纵的步骤及注意事项。各锚位相对位置及相关参考节点如图5所示。

（1）船位一：在四、3.（2）风险节点二里有详细介绍。

（2）船位二：北仑锚地8#锚位右正横时，航向240度，距大榭岛岸线约0.8海里，速度控制在7 kn左右，距4#锚位2海里时开始减速。

图5 北仑锚泊点位置及船位示意图

（3）船位三：过6#锚位南侧，距协和码头0.6海里，距4#锚位约1海里，航向260度，速度控制在5节以内，逐渐将航向调至270～280度，船首对4#锚位。注意：在船位三时开始停车淌航，根据风流压情况调整航向，宜自己用舵操控船舶（防止舵工对风流压影响反应不灵敏或操反舵），必要时可短时间进车以保持舵效与船位。

（4）船位四：过6#锚位距4#锚位0.5海里时，速度控制在3节左右，船首对4#锚位。

（5）船位五：船首抵4#锚位时速度宜控制在2节以内，航向280～290度，事先可左满舵使船产生微微向左的趋势（切忌左转趋势过大形成过大的流压角）以防倒车时船首右偏。倒车可先后退一，主机开出后再后退二、后退三，一般在半个船长内即可把船倒停，待船稍有后退速度即可抛锚。这样落锚点在4#锚位偏西侧0.1海里，锚抛好时船基本在锚位上。

重载大型矿船初落进抛北仑6#锚位，对于速度的控制基本类似于4#锚位锚泊操纵的速度要求（一般3海里7节左右，1海里5节以内，0.5海里3节以内）。由于6#锚位更靠近涂泥咀，所以在涂泥咀外就应该控制好速度、摆好船位，以利于准确抛锚。

重载大型矿船初落抛北仑定点锚位通常采用深水抛锚法：在船抵锚位前将锚备至水面，距锚位1～2链时用锚机把锚送至1节甲板（根据锚位水深确定送链节数，前提是锚不拖底），做好随时抛锚的准备，当倒车水花至八舱时，船对地速度基本为零，即可抛锚3节入水，倒车水花至七舱时，已有0.5节后退速度，可停车；待锚链稍微有些角度，稍微吃力时，可缓缓一节一节松出，送至9节甲板或9节入水刹住即可。如后退速度接近1节或超过1节，或在倒车横向力的作用下船首偏转角度过大，或与流的夹角过大，都应及时用车舵配合缓解锚链的冲击张力，以防锚链过于吃力。观察几分钟，确认锚抓牢、锚链吃力正常后即可完车舵。抛锚完成。