浅析沿海测量现状及对喷水推进船舶的需求

吕文喜

摘 要：海上测量是海图绘制的基础数据来源，对经济发展有重要推动作用。为更好的发展沿海测量，根据我国沿海测量现状以及港口、航道自然条件，在该领域引入浅吃水喷水推进测量船舶是有一定必要的。本文以渤海为例，重点针对沿海海域影响测量的安全因素和对沿海测量船舶的实际需求进行了浅析，同时对喷水推进系统的原理及优缺点进行了适当阐述。

关键词：海上测量;沿海测量;影响因素

中图分类号：U664.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0134-02

0 引言

随着我国经济的不断发展壮大，海上测量事业取得了长足进步，测量用船也由早期的木质渔船升级为搭载专用设备的钢制海船，作业效率和安全性都大幅提升。与此同时，海上养殖业、捕捞业、油气开采业都日趋繁荣，自然而然给海上测量带来了一定的影响，本文重点就影响沿海测量的各种影响因素展开分析，并对如何规避影响提出了相对有效的应对措施。

1 海上测量的重要性

（1）船舶水上运输以其运量大、成本低、持续性强的巨大优势承担着主要大宗货物的运输，对局部地区、整个国家乃至世界经济的发展起着重要的推动作用。海图，作为船舶航线制定的参考依据，对确保船舶安全航行起着举足轻重的作用。离开海图，船舶随时都可能有搁浅、触礁甚至沉没的危险。而海图制作最基础的工作就是海上测量。（2）伴随着国家十三五规划中建设海洋强国战略的提出，海洋装备、海洋生物、滨海旅游、交通运输等产业领域积极推进。对精准的海底、沿岸情况，及时的海图更新有了更加严格的要求，同时也需要更加完善的海上测量做为支撑。

2 我国沿海测量工作现状及测量船舶装备情况介绍

（1）我国拥有18000千米长的海岸线，港口分布众多。整体港口、航路测量工作主要由交通运输部海事局旗下的北海、东海、南海三家航保中心下属的海事测绘中心承担，分别位于天津、上海和广州。国家对其各自管辖范围作出了明确划分，由北向南依次为：天津海事测绘中心负责辽宁、河北、天津、山东海域;上海海事测绘中心负责江苏、上海、浙江、福建海域;广州海事测绘中心负责广东、广西、海南海域。三家单位作业情况基本一致，下面仅以天津海事测绘中心为例介绍：其主要承担辖区内52个港口，142幅港口航道图的周期性测绘任务，同时承担海道测量、海事应急抢险、通航水域扫测的职责。辖区范围广、测量任务重。（2）目前沿海测量船舶主要是以搭载单波束、双波束、侧扫声呐等设备的40米级中型测量船为主，多数采用由柴油主机直接驱动的变距或定距螺旋桨推进系统。有时也会根据不同情况租用港作全回转拖轮或渔船实施扫测任务。

3 影响测量作业安全的因素

在实际工作中存在诸多外部因素影响海上测量工作的有序开展，有时甚至造成船体破损、设备损伤、漏油污染海域环境等恶劣影响。各地区主要影响因素差异性较小，下面仅以渤海湾为例对各主要因素进行分析阐述[1]。

（1）恶劣海况。渤海春季多东北风、冬季多北风和西北风，持续时间长、风力较大。大风浪天气造成船体晃动，引发人员疲劳、精神紧张甚至呕吐，也会造成测量数据失准。一般情况下，40米级中型测量船在浪高1米的海况下测量数据已无法使用。为此须对测量船舶抗风等級提出一定要求，以适当降低恶劣海况的影响。（2）船舶搁浅。海上测量在严格意义上讲，也可以说是海上探险，是对未知区域进行的探索。水下情况是不得而知的，浅滩、堤坝、礁石都有存在，因此在沿海近岸施工时难免会有触底、搁浅甚至沉没的危险，隐患极大。为此要求测量船舶尽量拥有较浅的吃水，以便适应浅水作业环境。（3）船舶碰撞。港口、锚地、航道船舶众多，这些区域也正好是沿海测量的重点;同时，非禁渔期时海上渔船成群结队，其多数通讯设备简陋甚至无高频电话。这些都造成船舶碰撞概率的增加。因此要求甲板部值班人员必须集中精力，谨慎航行，合理避让。（4）缠螺旋桨（缠摆）。渤海海域海上养殖区分布广泛，山东、河北、辽宁地区均有大面积扇贝、海带、鱼类等养殖，尤以山东半岛、辽东半岛一带为甚;渤海水产品丰富，非禁渔期间海上各种渔网遍布。网箱、粘网、地笼等渔具都是螺旋桨安全的隐患。加之渤海湾石油资源丰富，中海油、中石油、康菲石油、洛克石油、阿纳达科等公司油田分布广泛，施工中落水的尼龙缆、钢丝缆、电缆等也都是螺旋桨的杀手。加上测量工作的特殊性要求，测线划定后必须尽量保持航向。这也造成缠摆概率的增加。因此，在对甲板人员值班提出要求的同时，也对无螺旋桨的喷水推进船舶有了迫切的需求。

4 测量船舶的要求

（1）具有良好的机动性，便于快速上线。船速不必太高，静水全速达到13节左右即可。大比例尺海图单波束测量时船速为10节左右，而小比例尺海图多波束测量时船速仅需6-7节，否则对测量数据有一定影响。因此，沿海测量船对主机功率没有太高要求。（2）抗风等级与船舶吃水的有效协调。较深的船舶吃水对提高船舶抗风等级具有良好的促进作用，而沿海测量的现状却又要求其吃水不能太深;船长影响纵摇，小型船舶在大风浪中会不可避免的发生较大纵摇，但随着吃水的减小，纵摇也不会太大;船宽的增加虽然可以减少横摇但又造成船舶阻力的增加;提升重心高度，会减轻摇晃频率但造成船舶稳性降低。综合以上几点，离岸20海里以内的沿海测量船型宜采用船长40米、船宽8米、吃水2.4-2.6米的船型，同时要求尽可能减少上层建筑重量，降低船舶重心。（3）为避免缠摆事故的发生，甲板部值班人员必须做到加强瞭望，谨慎航行。但对于水下物体却不是瞭望所能解决的。因此，要采取必要保护措施，如变可调螺距桨为定距桨，安装桨毂割刀等，但效果一般。最好的办法就是变螺旋桨推进为喷水推进，从根本上解决缠摆问题[2]。

5 喷水推进系统的简单介绍及其优缺点

5.1 喷水推进方式的工作原理

喷水推进系统是以柴油机或电动机驱动的水泵（轴流泵、离心泵、混流泵等）为动力，将水从船底吸口吸入，由水泵提高其能量，经导流管，向与船舶运动相反的方向喷射，靠水的反作用力来驱动船舶。

5.2 喷水推进系统的优点

与常规螺旋桨推进相比，喷水推进方式在部分方面具有明显优势[3]。（1）前进时操纵性能好，转向灵活，机动性好。可通过改变喷嘴的方向来改变推进方向，同时以操舵装置相配合，与传统的变矩桨具有类似的性能。（2）不受吃水影响，可在浅水水域航行。没有螺旋桨，因此不必担心缠摆和桨叶破坏现象的发生，非常适合沿海测量应用。（3）结构简单、振动小、噪音低。没有艉轴、中间轴承、螺旋桨等部件，取而代之的是泵浦和喷射系统，相对运动部件较少。维护保养简单方便，可节省养护费用。（4）工况适应能力强。可充分吸收主机功率，以调节和适应工况的变化。

5.3 喷水推进系统的缺点

该系统在部分方面有了很好的功能提升，但其仍存有固有缺陷，需要在平时的使用中注意。（1）低速状态下推进效率较低，能耗相对传统螺旋桨有所增加。（2）船底进水口容易被水草、海冰、泥沙等杂物封堵，造成整体效率的降低。尤以浅水区显著。因此，在使用中要结合测区特点不定期对进水口进行清洗，提高压缩空气吹除频率，以确保进水口的畅通。（3）倒车无力，目前喷水推进系统的喷嘴一般仅能在小范围内转动，倒车时往往采用的是双舵合并，水作用到舵叶以后向前反射，从而产生向后的推力使船舶后退。较变矩桨推进系统效率低。随着科技的不断进步360度旋转喷嘴必将在不久的将来应用与船舶，或者开发出更好的操舵系统，从而彻底解决倒车无力的问题。

6 结语

本文主要围绕沿海港口航道测量现状、影响因素及船舶状况需求，进行分析，对喷水推进系统的原理和优缺点进行了简单阐述。为提高测量船舶管理能力和沿海测量作业的安全性提供了参考。综合考虑，发展浅吃水喷水推进专业化测量船舶对提高我国沿海测量能力，降低测量风险是有一定必要的。

参考文献

[1] 中国海事服务中心.船舶辅机[M].人民交通出版社，2009.

[2] 张跃文.船舶管理[M].大连海事大学出版社，2012.

[3] “海洋梦”系列丛书编委会.碧波唇影 海岸与海湾[M].合肥工业大学出版社，2015.