中威3#泊位船舶靠离泊安全行为研究

杨其雷,刘霜冬,刘慧君

(浙江国际海运职业技术学院,浙江 舟山 316021)

0 引 言

近几年来，舟山岙山基地中威3#泊位油轮靠离作业频繁[1]，并且大多数情况都是各船舶自引自靠，而泊位附近水域水流情况复杂。因此，在码头靠离泊作业实践中，存在着油轮未在合适潮流条件下进行靠离泊作业而造成对泊位的撞击的风险，甚至出现事故，对码头结构及其设施、公司的安全工作造成严重的安全隐患。因此，有必要对岙山中威3#泊位附近水域潮流进行分析和研究，把握安全进出港与靠离泊的潮流情况，制定相应的通航安全管理办法和进出港、靠离泊操作方案，为码头安全和高效运作管理提供依据和参考。

1 码头概况和地理位置

3#泊位坐落在岙山基地西北角，南与2号泊位栈桥连通，北与4号泊位相邻，泊位全长230.47m，前沿水深9.5m，工作平台长120m、宽15m，护舷为普通条块橡胶做成，靠泊等级为1000t～10000t级油轮，码头共有200mm口径输油臂4台，流量计两套，绞缆机2台，系缆墩2座，及相关工艺管线和回抽油系统设备。可以装卸原油，燃料油、航煤、汽油、柴油、石脑油、植物油等。 码头位于舟山港定海港区岙山作业区，舟山市定海区临城街道的岙山岛西侧岸线，地理坐标为北纬29°56′.8N—29°57′.2N，东经122°07′.7E—122°08′.1E。岙山作业区至定海8km，至上海117km。岙山岛全岛总面积5.4km2，西与宁波北仑港隔海相望，距穿山半岛仅4.5km。岙山岛地处我国沿海南北航线与长江、甬江、钱塘江入海的海江“T”字形交汇点。地理位置见图1。

2 潮流数据及分析

2.1 实测流概况

潮流数据观测点为码头附近3个临时潮位站，于2018年6月2日至6月18日进行了为期17天的现场潮位观测。观测点位置见表1，选取实测大潮最大流速、流向见表2。

表1 测潮站位置

图1 中威3#泊位地理位置

潮汛站号潮流1m流速流向5m流速流向10m流速流向15m流速流向20m(底层)流速流向垂向平均流速流向大潮S1S2S3涨潮流落潮流涨潮流落潮流涨潮流落潮流0.10358/0.593250.661240.733430.871580.513220.941390.603240.761290.840080.951580.473200.941420.523230.731340.750010.941600.473130.941420.443280.59130//0.483170.82143////0.403200.911410.543250.681290.723590.91160

注：表中“/”表示无数据

2.2 潮流数据及特点分析

2.2.1 水位和潮流关系

选取S2测流站测得的水位和潮流数据，大潮日(初一)，小潮日(初九)，平均潮日(十三)绘制成图2，图3，图4。→代表流速1m/s。

图2 3#泊位前沿S2站点大潮日潮汐与潮流(初一)

图3 3#泊位前沿S2站点平均潮日潮汐与潮流(初九)

图4 3#泊位前沿S2站点小潮日潮汐与潮流(十三)

2.2.2 潮流特点分析

基于测流数据和水位潮流关系图，分析特点如下：

(1)潮汐基本特征：3#泊位附近潮汐成不规则半日潮，大潮时尤为明显。

(2)涨、落潮流特征：平潮前后，落潮流较大，高潮前1.5～2h开始转流，高潮前1h左右落潮流达最大值；停潮前后转流，且潮流较小。大潮日最大流速0.94m/s，小潮日最大流速0.45m/s，平均潮日最大流速0.49m/s 均出现在落潮时段，具有落潮流明显强于涨潮流的特征。

(3)潮流随潮汛的变化：随潮汛由大至小的演变，港域潮流总体上亦有由强转弱的变化。而且这种变化在优势流方面更为明显。3#泊位附近的优势流为落潮流，大潮期的落潮流最大流速为0.76m/s,涨潮流最大为0.48m/s，在小潮期落潮流最大则为0.45m/s,涨潮流最大为0.42m/s，优势流落潮流减弱较为明显。对于相对的弱势流而言，还出现小潮流速略有提升的现象。大、中、小潮的涨潮流最大流速0.48m/s、0.42m/s、0.42m/s。这种现象的出现显然与回流现象有关。因为大潮汛期，回流较强，它掩盖了相对弱势流的强度；小潮汛期，由于潮波势力削弱，优势流的流速变弱了，而此时的回流势力也转缓，从而使原先相对的弱势流得到了体现。

(4)潮流的流向分布：3#泊位附近潮流的最大流速方向大致与等深线平行，往复流特征明显，涨潮流方向大致为325°，落潮流方向大致为130°，亦即大致以西北—东南向为主。

(5)潮流流速的垂直变化：3#泊位附近最大流速出现于表层或中层，随水深增大，流速递减的趋势并不显著。总体而言，表层与次表层流速最大，中层次之，底层最小。

3 模拟仿真试验与实船验证

大型船舶操纵模拟器在国内外的许多港航工程中的视景模拟和船舶航行操纵仿真方面得到了广泛的应用[2-3]，并起到了相当重要的作用。通过船舶靠离泊模拟仿真试验，可以了解和掌握在模拟环境下，船舶航行及靠、离泊等作业阶段所关心的相关数据，通过统计、分析和研究这些数据得出船舶靠离泊安全操纵要点。基于模拟试验，结合作者实船靠离该泊位的经验，同时征求了有经验船长的建议，对船舶靠离该泊位安全行为进行了研究。

3.1 模拟试验船型

表3 3#泊位模拟实验船型

3.2 模拟试验工况

模拟试验工况按照船舶吨位大小、拖轮配备、潮流涨落和船舶靠离(左舷和右舷)情况，按1万t级、5000t级和3000t级分别设计24种工况，受文章篇幅限制，选取了1万t级的6中工况。见表4。

表4 1万吨级船舶靠离3#泊位工况设计

3.3 模拟试验与实船靠离泊记录

1万t级船舶模拟试验记录见图5、图6，“HANG HAI YOU 16”轮靠离泊轨迹见图7、图8。

图5 满载落水右舷靠

图6 满载落水右舷离

图7 “HANG HAI YOU 16”轮靠泊轨迹

图8 “HANG HAI YOU 16”轮离泊轨迹

3.4 靠离泊时间窗口

(1)落水靠离时间窗口如表5。

表5 落水靠离时间窗口

注：3#泊位经常有小型油轮靠泊，没有拖轮协助，建议将尽可能避开的时间窗口关闭，并避开可选择窗口。

(2)涨水靠离时间窗口如表5。

表6 涨水靠离时间窗口

3.5 靠离泊操纵建议

3.5.1 靠泊建议

(1)3#泊位拟设计靠泊船舶吨位相对较小，涨水时间较短，建议优先选择靠落水，即传统的抛开锚顶流靠泊方案；但如强制拖轮则可不抛锚。船舶空载或压载时受风影响较大，重载时受流的影响大，受力情况会比较复杂，因此，靠泊时需综合考虑浅水效应、岸壁及风、流的影响。

(2)通过多次模拟仿真靠泊试验，发现靠泊的关键在于余速控制。一般情况下，建议参考以下数据控制余速：距泊位前约1nm处时，余速应控制在4kn以下；过长礁后余速控制在3kn左右；距泊位约一倍船长处时，余速应控制在1.5～2kn以下。所以，在进入港外航道后，即应提前降速航行。

(3)根据船舶至泊位前端距离、余速控制的要求，结合潮情等参数预算何时到达何处，预先在海图上标明并保持随时观察是否按计划余速行驶，如速度过快，要适时指挥拖轮进行控制[4]。

(4)在逐渐向泊位接近的过程中，力求做到船身与泊位平行。因此，距泊位还有2倍船宽左右时，把船身调到与泊位平行为宜。船停住调平后，船首用拖轮在外舷顶推，利用车舵效应使船缓慢平行靠拢，靠泊速度建议控制在15cm/s以下。

(5) 如无拖轮协助操作[5]，则需抛锚协助靠泊，建议采用10°～15°角入泊，到泊位边时再调整船身与泊位平行，利用绞缆入泊。

3.5.2 离泊建议

(1)船舶离泊操纵与靠泊相比较，操纵较容易些。但在离泊前，必须综合考虑泊位走向，可适用水域的大小，风流情况，潮时潮高，船舶吃水、船长、船宽，主机马力及类型，拖轮性能等条件，做好周密的离泊操纵计划。

(2)在离泊操纵中，建议选择开流时离泊。如离顶水，在无拖轮协助的情况下，对3#泊位的油轮来说，应在靠泊时抛外档锚，利于离泊绞开锚操作。准备开航时，先绞锚到2～2.5节使锚链受力时再前后单绑(船首留首倒缆一根，船尾留倒缆及尾缆各一根)，之后解掉头缆，使船在流的作用下开始慢速后退的同时并保持船首偏开，此时，再把船尾的缆绳全部解掉(先解尾缆，再尾倒缆)，待船尾缆绳收起后，进车打内舷舵(向泊位一侧用舵)，使船尾甩开，在绞锚的同时，根据船头横距大小及锚的拉力大小，缓慢地送出首倒缆，以达到控制船首压向泊位的目的。待船尾甩开一定角度后，停车、解掉首倒缆，快速绞锚，使船离开泊位。但应密切注意船舶的进退和船尾向泊位边移动的态势，及时合理地使用车、舵配合进行调整控制。

(3)如离顺水，建议在前后单绑以后，打外舷满舵(向海面一侧用舵)，使船尾在涨水流的作用下开始缓慢离开泊位。待甩尾角度达到要求后先把尾倒缆解掉，再解掉尾缆。等船尾缆绳收起后，开倒车控制船前冲速度，接下来开始绞锚的同时把首缆解掉，留一根首倒缆，注意绞锚速度不宜太快，防止船尾快速撞向泊位。这样平开船身，然后保持一定角度，待拉开足够横距后，把首倒缆解掉，快速绞锚，继续倒车。一般情况下建议不要在港区水域掉头，但在顺水离泊情况下，可能会需要掉头离泊。

4 结 语

对船舶靠离泊影响较大的中威3#泊位附近的实测潮流数据进行了分析，基于潮流数据，利用航海模拟器进行船舶靠离泊试验，结合实船靠离泊的经验，并征求了有经验船长的建议，研究了船舶靠离泊的安全操作行为，旨在为泊位安全营运制定相应的通航安全管理办法以及为引航员、船长及船舶驾驶员进出港、安全靠离操作提供依据和参考。