湛江港航道会船区设置方案研究

李俊娜

(中铁建港航局集团勘察设计院有限公司，广东 广州 511442)

随着近年来航运的快速发展，运输船舶日益大型化，大型船舶通过进出港航道的频次越来越多。据统计，2017年湛江港进出港船舶为12 482艘次，其中20万吨级以上船舶进出港为892艘次，日均2.67艘次。预测2030年20万吨级以上船舶进出港为1 406艘次，日均4.20艘次[1]。

湛江港为综合性港口，集商港、渔港、军港等多功能为一体，往来商船、渔船和军舰等船舶较多，且大型船舶均须乘潮靠、离泊，交会频繁，通航环境复杂多变[2]。进港航道里程约64 km，大体上呈东西走向。在湛江港30万吨级航段，龙腾航道0#浮至29#灯浮及33#灯浮至码头水域，15万t以上的船舶只能单向航行，航行距离约为28 n mile(51 856 m)，以船舶平均航速 10 kn计算，需用时约3 h。

湛江港进港航道距离长，大型船舶进出港密度增加，且乘潮单向通航，大大压缩了其余船舶通航时间，加之靠离泊时间集中在高平潮，造成船舶进出港时间不均衡，加剧航道通航紧张，大型和超大型船舶在航道上航行不可避免。在遭遇突发情况时，如台风来临，大量船舶需要到湾外或其他地方防台，短时间内须疏散船舶出港；或处于国防需要的临时管制船舶需要紧急撤离等，对于局部瞬时高密度船舶通航情况，亟需要航道具备完善的会船功能。自湛江港10万～30万吨级进港航道建设以来，尚未设置大型船舶会船区，一定程度上制约了经济发展，同时对于通航安全带来了很大的压力。因此，在湛江港30万吨级航道改扩建工程中增设大型船舶会船区是非常必要的，将有利于保障30万吨级船舶通畅航行同时兼顾其他船型安全通航，有利于减少等待时间、提升通过能力，有利于为南海军事战略交通提供必要保障，并促进一带一路支点港临港经济的发展。

1 港口航道条件

1.1 港口航道现状

湛江港湾内港区码头泊位主要分布在调顺岛、霞海(已腾退)、霞山、宝满、东海岛、坡头等港区。30万吨级航道改扩建工程沿途所经过港区有霞山、宝满、东海岛港区。现有30万吨级大型码头泊位包括：湛江港集团200#泊位、210#泊位，均为30万吨级原油泊位；霞山港区30万吨级散货泊位；宝钢湛江钢铁基地30万吨级散货码头；东海岛港区中科炼化项目配套码头工程30万吨级原油泊位。

天然的掩护条件，使得湾内航道受风浪影响较小，船舶年工作天数较长，航道水深条件优良，航槽基本稳定。湛江港潮差大，平均潮差1.74～2.41 m，最大潮差为3.90～4.51 m，有利于大吨位船舶乘潮进港；落潮流速大于涨潮流速，有利于泥沙向海方向输移。

1.2 设计船型

设计船型见表1。

表1 设计船型尺度

1.3 船舶流量分析

船舶艘次预测结果见表2，30万吨级船舶2020年进出港的船舶密度为360艘次/a，2030年为616艘次/a，相应日均1.03～1.76艘次/d;10万吨级以上船舶2020年进出港船舶密度为1 360艘次/a，2030年为2 296艘次/a，相应日均3.89～6.56艘次/d。30万吨级船舶会遇的概率较小，但2030年10万～15万吨级船舶年进出港船舶艘次为889艘，日均约2.6艘次/d，随着船舶大型化趋势日益明显，10万～15万吨级主流船舶与30万吨级船舶会遇的概率较大。根据10万～15万吨级船舶进出港统计，15万吨级船舶进出港艘次接近10万吨级与12万吨级船舶艘次总和，10万～15万吨级进出港船舶中15万吨级船舶艘次占比较大，因此推荐会船区按30万吨级船舶满载与15万吨级船舶满载会船标准进行建设。

表2 项目现状及预测到港艘次

注：船舶进出港艘次为进港艘次的2倍，即2030年为21 162艘次；2017年到港艘次6 241艘次，其中20万吨级以上船舶艘次为446艘次。

2 会船区平面布置

2.1 选址条件

会船区宜选择航道开阔、水深充裕、水流稳定、泥沙回淤少的水域。本进港航道会船区可选位置较少，湾内均为港区，水域紧张，不适合设置会船区。如湾外设置会船区，需要在原有航道基础上拓宽较多，开挖量较大，且湾外受风浪影响大，回淤强度大，维护量增加，成本较高。

内外分界点航道为目前大型船舶习惯的会船点，水域开阔，潮流、波浪与船舶的夹角不大。综合考虑后，拟选择该处作为会船区，此处设置会船区既不会造成大量的开挖，也尽可能减少了与港区水域交叉。该区域自然水深条件较好，集中于25～30 m，局部达到40 m，见图1。位置距离航道起止点距离适中。湾内掩护良好，风浪较小，湾外开敞，受波浪影响较大。海域波浪以风浪为主，会船区设计波浪要素计算结果见表3。

图1 拟选位置水深云图

表3会船区设计高水位时重现期2 a一遇波浪要素

波向H1%∕mH4%∕mH5%∕mH13%∕mH ∕mT ∕sL∕mNE0.600.500.480.400.256.056E3.593.032.922.431.526.362SE2.982.512.422.011.266.260

水文测验及数模结果表明，拟选址水域实测海流流速较强，表层最大流速均超过0.6 m/s，湾口处为涨潮期间0.95 m/s，流向226°，落潮期间最大流速超过1 m/s，湾口处为1.35 m/s，流向52°。涨潮期间潮流由湾外沿着航道走势向湾内推进，落潮期间潮流由湾内流向湾外，落潮大于涨潮，浅海区大于深海区，表层大于底层[3]。拟选址位置与《湛江港船舶安全航行管理规定》四号会船区位置一致，符合大型船舶习惯航路。

2.2 会船区尺度确定

会船区按30万t船舶(油船及散货船)乘潮满载与15万t全潮满载会船设计，规范中对于会船区的尺度计算未作明确规定。本文提出了2个方案，方案1航道水深统一按照30万吨级船舶满载吃水考虑，断面形式为标准断面，见图2；方案2航道水深分别按30万吨级和15万吨级船舶吃水设计，航道断面形式为复式断面，见图3。

图2 方案1：双向航道设计尺度

图3 方案2：复式航道横断面

2.2.1通航宽度

根据《海港总体设计规范》，参照双线航道计算公式，提出方案1会船区航道通航宽度计算公式：

W=A+A′+b+c+c′

(1)

其中:A=n(L30sinγ+B),A′=n(L15sinγ+B)。

方案2会船区航道通航宽度[4]:

W=A+A′+2c+b+c′

(2)

两个方案会船区航道通航宽度计算结果见表4。方案1取值510.00 m,方案2取值 600.00 m。

表4 会船区航道通航宽度

方案1为非复式断面，对应宽度为30万吨满载船舶设计底高程对应宽度，30万吨级船舶满载进、30万吨级船舶空载出利用了30万t空载船舶吃水浅，利用边坡通航；方案2为复式断面，对应宽度为30万t空载船舶底高程对应的通航宽度。

2.2.2航道底高程

两个方案对应的航道底高程见表5。

方案1通航宽度相对较小，对周边锚地及码头水域影响较小，在会船过程中30万吨级船舶减载、空载以及满载(少数情况)出港可以靠近南侧航行(出港方向的右侧)，15万吨级船舶满载进港靠近北侧航行(进港方向的右侧)，这样会船时船舶均位于航行方向的右侧，符合航行习惯要求，方便管理，同时利用航道边坡还可满足30万吨级船舶满载与30万吨级船舶空载会船，能够较好适应大多数情况下船舶会遇需求。方案2航道边坡为复式，通航宽度较宽，且航标布设较复杂，管理难度较大。因此推荐方案1，即会船区航道设计水深统一按照30万吨级船舶满载吃水考虑，通航宽度510 m，会船区航道底高程分别为内航道-23.0 m、外航道-23.6 m。

表5 两个方案对应航道底高程

2.2.3会船区平面布置

会船区包括会船区和前、后过渡区，前、后过渡区长均为926 m(0.5 n mile)，会船区总长7 408 m(4 n mile)。会船区长度按照船舶会船所需时间确定。根据湛江港船舶安全航行管理规定以及到湛江港引航站调研情况，30 min可满足会船要求，会船区该30万吨级进港航道的设计航速按8 kn考虑，则会船区总长取为7 408 m[5]。会船区航道在该处转角为36°，位于30°< Φ≤60°，航道加宽采用折线切割法，转弯半径均采用2 800 m，可满足大型船舶转弯要求。会船区平面布置见图4。

图4 会船区平面布置

2.3 会船区通航环境分析

采用30万吨级船舶满载与15万吨级船舶满载会船标准，可满足30万吨级船舶和15万吨级及以下船舶会船以及30万吨级满载与30万吨级空载船舶会船，即可满足大多数情况下船舶会遇需求，从通航安全及未来发展考虑，其标准是适宜的。会船区未占用回旋水域，对船舶靠、离泊作业的影响降至最小。

2.4 会船区维护措施

会船区航道水域条件良好，疏浚量少，根据预测回淤强度小，与进港航道一起进行维护，注意加强台风期的泥沙观测。

3 结语

1)大型进港航道会船区设置在国内案例较少，针对湛江港航道里程长、规模大、通航环境复杂的客观实际，在水深良好、位置恰当的区域设置会船区是必要的。

2)现行规范中对于会船区的相关计算尚未明确。本文在调研现状船型尺度的基础上，分析了拟建会船区的水深、波浪、流速条件以及船舶航行习惯，将会船区选址于湛江湾湾口内外分界点。

3)提出了30万、15万吨级不同船舶组合通航方案，并计算了统一断面与复式断面两种形式下的航道通航宽度，计算了会船区长度、宽度、转弯半径、设计底高程等参数，确定会船区平面布置方案。

4)设计的会船区可满足30万吨级船舶和15万吨级及以下船舶会船以及30万吨级满载与30万吨级空载船舶会船，可满足大多数情况下船舶会遇需求，水域良好、投资省，可为类似进港航道设计提供参考。