对长江口深水航道 D15灯浮附近流压异常的探讨

陈长涛

摘 要：本文简要介绍了长江深水航道D15灯浮附近流压异常的现象，并对此现象产生的原因进行多方面的探讨，最后提出具体的航行操作建议，以预防碰撞危险的发生。

关键词：深水航道;流压异常;潮流;措施

中图分类号：U675          文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2021）06-0120-04

长江口深水航道通航水深维护在12.5m，第三、第四代集装箱船可以全天候进出长江口，第五、六代集装箱船和10万吨级散货船及油轮可以乘潮进出长江口，为上海建设成国际航运中心打下了坚实的基础。

有效保障长江口深水航道安全畅通和船舶的航行安全，对船舶通航管理部门和通行船舶的驾驶人员提出了更高的要求。本文通过对D15灯浮附近流压异常现象的分析，寻找其中的原因，并提出进一步的预防措施，来保障船舶的安全和航道的畅通。

1 D15灯浮附近流压异常的现象

1.1现象描述

在牛皮礁高潮前后至高潮后一个小时左右，重载海轮经过D12弯头后，行至D15附近时，向北流压角突然增大，同时船艏左转，把定困难，甚至右满舵无法抑制左转趋势，冲入出口航道，造成与出口船舶的紧迫局面，甚至冲出槽外，带来搁浅的风险。

1.2具体事例

2020年8月14日，19：13牛皮礁高潮 373cm，南风3-4级，A轮船长189m，船宽32m，吃水10.8m。19：54过D13，船位在进口航道偏右（图1）;20：00过D14，流压角变大（图2）;20：02船艏大幅度左转，右舵无法抑制（图3）;20：07冲至槽外（图4）。

B轮船长190m，船宽32m，吃水11.4m，与A轮间隔两条船进口。20：23过D13灯浮，船位较A轮更加偏右（图5）;20：30过D14，船位依然位于深水航道的右边线，流压角增大（图6）;20：33冲入出口航道（图7）;20：38冲出槽外（图8）。

经吴淞VTS询问，位于同一时间段的其他重载进口海轮，均表示在D15灯浮附近出现把定困难的情况。笔者是上海港的一名一级引航员，常年引领外轮在此水域航行，对这一现象深有体会。

2原因分析

2.1潮汐因素

长江口的潮型属于非正规半日潮，即一天中发生二次高潮，二次低潮，潮位不等，潮时滞后。北槽导堤以外属于旋转流，导堤以内属于往复流。但D12至D17由于位于导堤的端口附近，有明显的流压角。下图为D15附近的流花图。

当天横沙验潮站高潮为20：21，338cm，此时段内D15附近流向为NNW至N，与航道的夹角为45°左右。流速2kn左右，即进口船的左后方来流。

2.2地形因素

2.2.1狭管效应

狭管效应是指峡谷地形对气流的影响，当气流由开阔地带流入峡谷时，加速通过，当流出峡谷时，空气流速又会减缓。液体在管道中流动时经过狭窄处流速加快的现象也是狭管效应。北槽D15附近恰好就是狭管的端口，如下图所示。

南导堤端部与北槽航道的垂直连线刚好经过D15附近，也是以上两艘船舶把不定大幅左转的地方。南导堤东南端浅滩与航道的垂直连线刚好经过D14附近。A轮，B轮以及其它在此时间段通过的船舶，均出现北向的流压角增大。此时段内NNW或N向的潮流在流经此端口时因狭管效应突然加速。

船舶与其周围的水有相对运动时，船体受到水的作用力统称为水动力，它是由作用于船首尾方向的纵向分力和横向分力形成的合力。船舶前进时，由于水线下船体在首尾方向流线形好，纵向分力一般较小，且该力也不会引起船首偏转，能够引起船首偏转的是横向分力，其大小可用以下公式估算。

从公式中可知，船舶在同一水域，其所受横向水动力与流速的平方成正比。据笔者的经验，端口的流速增加在1Kn左右，当进口船舶进入端口时，来自船舶左舷135°左右潮流的横向水动压力瞬间增加了一倍左右，导致向北的流压角大增。

2.2.2 岸壁效应

船舶偏离航道中线而靠近航道一侧岸壁时，靠近岸壁的一侧水流加速、压力降低，产生使船舶靠近岸边的附加作用力，即岸吸力，同时还产生一个使船首偏离岸壁的力矩。船舶在航道中心线附近航行时，由于左右舷均受到岸壁的作用，两者几乎是对称的，作用力相互抵消，则不至于使船舶发生岸壁效应。长江口深水航道D12灯浮至圆圆沙警戒区东侧边界线航道底宽只有350米，当重载船舶被流压至深水航道北边线时，容易发生岸壁效应，产生一个船首左转的力矩。

2.3气象因素

长江口附近水域风向季节变化明显，平均持续时间最长的风向为 SE～SSE。历年春季平均常風向为SE～SEE，频率为25%;夏季平均常风向为S～SE，频率为51%;秋季平均常风向为NNE～NE，频率为28%;冬季平均常风向为N～NW，频率为49%。特别是夏季的偏南大风和D15附近牛皮礁高潮至高潮后一个小时左右因狭管效应产生的瞬间加强流叠加，会产生一个非常大的推尾向右的转船力矩。

2.4 船舶自身的因素

在笔者引领的重载船舶中，有的即使在风小流弱的情况下，一旦停车，便会很快失去舵效。这和船型及舵的构造、面积均有关，有的相同尺寸的船舶，但主机马力小，小马拉大车，满载时，在受较强风流影响时，无法提供足够的舵力。

2.5 船舶操纵人员因素

船舶驾驶人员对D15灯浮附近的流压在牛皮礁高潮前后至高潮后一个小时左右突然变大缺乏足够的戒备。在经过D14灯浮时如果没有预配好流压角，因北槽深水航道非常狭窄，船舶很快便会被压至进口航道的北边线。此时再较大角度左转，使得左舷船尾受流面积更大，水动压力也更大，推尾向右的转船力矩也更大。舵工在得到一个左转较大航向的指令时，往往倾向于施较大的舵角，舵力转船力矩和左后方来流推尾向右的力矩叠加，船舶加速左转。对于重载船舶，一旦加速旋转，转头惯性会非常大，以至于右满舵也无法抑制。

3应对措施

（1）牛皮礁高潮前后至高潮后一个小时，重载船舶过D13进口，船位应贴近分隔带，与前船保持1海里左右的距离，不可与前船距离太近，以免为了增加舵效而紧急加车时畏手畏脚。过D14灯浮时，适度增配流压角，大潮汛时，船舶对地航速10～11kn时，流压角可达7°～10°。左转调航向时，一定要注意转头角速度，尽量要慢，由于受左后来流影响，左转容易右转难。

（2）出口船舶在D18时就要对D13灯浮下游重载进口船加强戒备，避免在D15灯浮附近水域交会。提前进行高频联系，确保在紧急情况下可以有效沟通。出口船若吃水较小，可在此水域向吴淞VTS申请走槽外，增加交会时的横向间距，避免紧迫局面的发生。

（3）D16，D15灯浮附近禁止追越。长江口深水航道通航安全管理办法第十条规定：如确需追越的，当通航环境及水深允许时，可利用深水航道两侧水域实施追越，但D12、D25、D36灯浮弯头水域航段和牛皮礁上下游2海里航段两侧水域除外。规定明确了在D15水域附近禁止追越，船舶在此段水域航行，一定要遵章守纪，不可盲目追越。一旦有进口船把不定冲进出口航道或向左掉头，不追越就会留出更多的空间和时间去应急避让。

（4）重载进口船做好在此水域、此时间段船舶把不定的应急准备，备妥双锚，备好船首瞭望人员。出口船也要有对进口重载船把不定的应急准备。

4结语

2020年12月13日一艘出口集装箱海輪因主机故障失控与一艘进口的集装箱船在D15附近水域发生碰撞，造成了多人遇难失踪，一船翻沉的重大海事，对北槽深水航道的安全通行带来了重大挑战。近年来，也发生了多起重载进口船舶在此水域、此时间段，航向无法把定冲入出口航道，造成与出口船舶的紧迫局面，带来了重大的安全隐患。这一现象的发生往往不是单一因素造成的，是多种因素叠加的一个结果。航行此处，应倍加谨慎，以策安全，保障北槽深水航道这条咽喉要道的畅通。

参考文献：

[1]上海市航海学会，上海港引航管理站.上海港引航实用手册[M].上海：上海远东出版社，2003.

[2]智广路，杨晓东，陈爱平.上海港航路指南[M].大连：大连海事大学出版社，2006.

[3]龚雪根，陆志材.船舶操纵[M].北京：人民交通出版社，2000.