40万吨级矿石船靠泊大连港矿石码头探析

马连胜 王立财 大连港引航站

2008年以来，巴西淡水河谷公司为了降低海运费波动给公司矿石出口带来的风险，开始订造40万吨的超大型矿砂船。为应对该类船舶对我国沿海港口运输市场的影响，交通运输部和国家发展改革委于2015年发布《关于港口接靠40万吨矿石船有关问题的通知》，规定了40万吨矿石码头布局方案，其中涵盖4个港口5座码头共7个泊位。大连港大孤山港区铁矿石专用泊位1个包属其内，截止到2021年6月大连港引航站引领40万吨矿石船220余艘次。

未来随着40万吨铁矿石船越来越多地投放到巴西—中国航线，该船型正逐步成为沿海港口铁矿石运输代表船型之一。大连港大孤山港区作为环渤海地区主要接卸港区，40万吨矿石船挂靠该港区的频率将不断提高。为保障引航安全、助推区域经济发展，本文基于大连港40万吨级矿石码头的航道、潮汐、海流特征，结合该类船型的操纵性特点，总结引领要点，以期为同类船舶安全靠泊提供借鉴。

1.大连港40万吨级矿石码头概述

辽港集团大连港40万吨级矿石码头是我国40万吨级铁矿石进口码头之一，是东北地区重要的国际铁矿石物流分拨中心。

1.1 航道概况

矿石码头位于大孤山南端，黄海之滨，面朝黄海，西侧为大连湾及三山岛，东侧为新港LNG及新港30万吨VLCC泊位，自然水深均在-20米以上，通航条件良好，是不可多得的天然良港。

泊位设计航道水深-23.7米，经疏浚后港池水深为-25米，调头区设计水深-23.7米，调头区宽度为850米。

1.2 潮汐情况

参考胡超魁等关于《大连新港附近海域的水动力环境特征分析研究》的结果，基于表1的潮汐参数观察数据,利用潮汐性质判别公式，得出本港潮汐属性主要为规则半日潮特征,但由于计算结果接近于0.5，所以该域亦呈现出不规则半日潮性质。

1.3 海流特征

（1）流向。NO.1号观测站涨潮流流向多为W—N向，落潮流流向多为S—SW向；NO.2号观测站涨潮流流向多为 NW—SW向，落潮流流向多为NE—E向；NO.3号观测站涨潮流流向多为SW向，落潮流流向多为NE向。

（2）流速。NO.2 号观测站流速最大,流速多为30～60cm/s；NO.3观测号站流速次之，流速多为20～50cm/s；NO.1号观测站流速最小，流速多为10～40cm/s。航道、泊位附近高潮顶及低潮底前后1小时内流速最大，涨落潮之间的换流时间流速最小。

（3）小结。根据观测数据发现本海域海流有往复流特质,其中NO.2号观测站和NO.3号观测站海域往复流特征明显，整体来说流速表层最大、中层次之、底层最小。受海底地形、岸线和防波堤等建筑物的影响导致各个观测点数据略有不同。潮流观察点，如图1所示。

图1 大窑湾潮流观察点分布

大连港矿石码头建于大孤山东南端，岸形对于流速流向有很大的影响（如图2）。泊位的走向为NE/SW，码头泊位为栈桥式结构，与海图20米等深线重合，泊位以外调头区水深基本稳定，而泊位与岸线之间水深迅速减小，等深线变化比较明显。而且，潮流经过此处时部分流水受岸线影响，形成回头流，并对潮汐的主流向造成干扰。主要表现一是泊位附近的换流时间明显比K3号浮筒外的主流晚，经常是调头区以外已经换流，而码头附近没有换流；二是泊位东北端受岸形影响，回头流明显，对船艏靠拢造成反推现象；三是小潮汛的换流时间比大潮汛的换流时间要晚，在航道南端及三山岛东侧由于岛屿遮蔽流速会变缓。

图2 矿石码头地理位置

2.VALEMAX型船舶简介

VALEMAX 又被称为China max，VALEMAX型散货船，是指由淡水河谷设计的40万吨载重吨的超大型矿砂船（VLOC），如图3所示。

图3 VALEMAX型散货船

2.1 船型特点

该船型是目前世界上最大尺度的矿砂船，载重量为40万吨，船舶结构尺度为：船长360米、型宽65米，设计型深30.5米、夏季满载吃水23米、满载海上航速14kn、续航力为25000海里，为单机单桨尾机型船舶，特殊直鼻首。

2.2 设计特点

VALEMAX矿石专用船具备典型的肥大粗短型的设计特点，与一般的货船相比，不同之处如下所示。

（1）长宽比(Lpp/B)小，方形系数(Cb)大，舵面积比(AR/Ld)较小。由于船宽与吃水比例较大，船型显得“肥、胖、短”。

（2）单位载重吨与主机功率之比较小，其FULL ASTERN速度也仅能达到FULL AHEAD的30%左右。

2.3 操纵性特点

VALEMAX船舶操纵主要特性包括：

（1）满载质量及惯性大、制动时间长。VALEMAX型船舶重载靠泊时，由于船体质量大，纵向和横向移动的惯性也大，停车冲程和倒车冲程都大，其满载情况下的停车冲程不小于4海里，停船至少为50～60分钟，靠离泊时船舶横移困难，因此需要足够的大马力拖轮协助进行停船、转向、减小惯性。

（2）旋回性好，追随性、航向稳定性较差。追随性差、航向稳定性差、旋回性较好是VALEMAX型矿砂船的典型特点。施小舵角时应舵能力较差，对舵的响应非常慢，施舵后，一旦船艏开始偏转即意味着转向惯性业已形成，因此不易稳定在新航向上。淌航丧失舵效的时间一般较早，船速为3kn左右的时候，就已很难自己保持航向。

（3）浅水效应、岸壁效应明显。由于超大型船舶体量较大，浅水效应和岸壁效应较明显，船体下沉量相比于小型船舶，同一航速下的下沉量增大较明显。

（4）受风、流作用影响明显。超大型船舶更易受风、流的影响。在港内，满载航行、靠离泊过程中，急流造成的漂移可能酿成搁浅、碰撞事故；空载时，强风压对船舶操纵影响明显。

3.大连港矿石码头VALEMAX矿石船引航操作规程

大连港引航站高度重视VA LE MAX型船舶的引航，针对该类型船舶操纵性相比于普通船舶具有操作困难、受流影响大、引航时间长的特点，制定了详细而周密的引航操作规程，以确保引航安全，更高效地服务客户。主要内容如下。

3.1 作业标准

（1）风速：≤7级（14m/s）；

（2）浪高：顺浪≤1.5米，横浪≤1.2米，周期＜8s，并且能够满足拖轮正常作业的需求；

（3）能见度：白天≥1海里，夜间≥2海里，且处于稳定状态；

（4）富余水深：≥10%最大吃水；

（5）夜间时段，引航员若认定当时的通航环境无法保证靠泊安全时，可终止引航。

3.2 引航员登船前的准备

（1）拖轮配置：除执行《大连港船舶引航拖轮配置标准》外，还应考虑靠泊拖轮总马力不少于3.5万匹的实际要求；

（2）明确协助拖轮在指定时间、地点候船；

（3）通知码头方做好准备：跑吊、夜间照明、开启靠泊仪等。

3.3 引航员登离船地点、时间

（1）靠泊登船地点：锚泊船应选择锚地待泊点处登船；直接到港船舶，在规定的指定登离轮点处（38°52´N、121°56´E）登船；

（2）时间：应选择船舶进入调头区及靠妥码头时，保证其整体过程为顶流靠泊作为计算时间起点，具体时间由当日值周科长确定。

3.4 引航员登船后的操作

（1）保证有效的通讯联络畅通，并应守听交管中心及引航作业频道；

（2）主动向船长详细了解船舶状况，特别是主机性能，并介绍靠泊方案；

（3）护航拖轮就位并进行有效护航，包括带缆一同行进或附近伴航；

（4）船舶进入航道前至少1海里应带妥拖缆；

（5）通过导助航设备，必要时利用拖轮协助观察，以确定流向及流速，并在合适时机进入航道；

（6）靠泊 推荐拖轮带缆方式为：艏艉外舷侧各带2条拖轮，船艉中间带1条，另余1条拖轮作为机动准备，且拖轮马力应合理搭配；

（7）靠毕码头，通常采取艏艉各42222的系缆方式，且由“中间向两头”带缆。

3.5 靠泊重点环节

（1）重载靠泊应选择南流水时段顶流进行；

（2）建议：重载靠泊进入航道船速＜3节，进入掉头区船速＜2节；要求：拢岸法向速度＜8厘米/秒，靠拢角度＜3度；

（3）船舶进入调头区，初始横据不宜小于300m，当横距泊位约150m时，应尽可能减少艏向与码头夹角，最终保持平行靠泊；

（4）码头附近，前后拖轮应提前放缆，有效控制船舶拢岸速度。

4.VALEMAX型船舶靠泊大连港矿石码头各航段分析及操纵要点

以该类型船舶自锚地起锚直至靠泊完成（如图4）各航段为例，分析靠泊VALEMAX型40万吨满载矿石船引航方案及操纵要点。

图4 VALEMAX型矿石船靠泊计划航路

4.1 起锚至出锚地航段

40万吨级矿石船一般情况下都是锚泊于大窑湾新港货轮锚地东南端，据泊位大约距离为10海里。引航员一般都是在高潮前4小时登轮，引领船舶驶出锚地，航向接近270°，此时锚地流向NE偏E，船舶左船艏顶流航行。锚地航行时由于船舶质量大，加速较慢，因此，应充分考虑流水对船舶的影响，对锚地锚泊船尽量远离通过，抢足上流，避免低速时被流水压向锚泊船。时刻观察锚地船舶动态，及早联系避让，低速用舵避让船舶时应本着“早、大、宽、清”的原则，早用舵、大舵角、早回舵，及早用车舵抑制转船惯性。一般情况下，自起锚到出锚地距离约为4海里左右，船舶速度控制在6～7节左右。

4.2 控制航速航段

驶出锚地后，调整航向对准大三山岛南端，此航段大约3海里左右，大船在此阶段根据潮汐换流时间控制航速、选择恰当的进航道时间段。因为潮差不同，换流时间有所不同，依据多年引领经验，总结如下：当潮高在2.6米以下时，应在高潮前1小时进航道；潮高在2.6～3米时，在高潮前1.5小时进航道；潮高在3米以上时，应在高潮前1.5～2小时进航道。可以采取低速航行，或者停车淌航的方式减速。该航段为左艏顶流航行，航段减速到4节左右为宜。

4.3 转向航道航段

第三航段以距DS3号浮1.5海里开始转向，将30米等深线置于船舶左侧通过，船首向通常为330°左右，此阶段由于潮流受到大三山岛的遮蔽，大船受流影响减弱，当驶过三山岛后，受到水道NE流影响加大，及时调整航向克服流压影响。此航段控制船速不高于3～4节为宜。当船位于小三山水道时应将大船航向稳定下来，观察流向流速的变化。通过观察，判断此时流场是否处于换流前的缓流时段，即是否为涨潮流。如果确定换流，即可继续靠泊。若判断NE流仍然较强，可以采用停车淌航，拖轮协助减速维持船位，等待缓流或换流以后靠泊。此航段应将拖轮带妥，通常为右侧带四条拖轮协助大船顶拖靠泊，船尾中间带一条拖轮协助减速，左侧保留一条拖轮机动。

4.4 靠泊航段

第四航段即靠泊航段，控制大船通过K 2和X 2航道入口时速度应低于三节，船位位于航道左侧1/3和1/2通过，根据流速及流压调整航向，保持船首位于K3和K5之间，始终控制船舶右首适当迎流，当流压造成大船向泊位漂移过快，及时调整航向，减小迎流角。应注意大船由于浅水效应及低速舵效较差，调整航向时应果断，避免小角度调整，必要时及时进车和拖轮协助，控制大船的转向惯性。如果惯性过大应及时通过反向用舵或者拖轮顶推抑制，避免船舶左侧迎流。大船进入调头区速度应控制在2节以下，如果停车淌航造成舵效较差，无法保向，可短暂进车，同时船尾拖轮倒车来保持航向。船舶入泊以后，应注意泊位前段的离岸流造成的入泊困难，通过调整入泊角和拖轮顶推抑制大船右转。及时调整船舶与泊位走向的交角，当距泊位一倍船宽时，调整大船与泊位平行，通常使用右侧船首尾的两个拖轮放缆，中间三条拖轮负责顶推随时调整入泊速度和角度，接近泊位时的速度为8cm/s。

5.结论

40万吨级矿石船靠泊大连港矿石码头是个复杂的作业过程，受到诸多因素的影响（人员、环境、设施、管理），需综合考虑、有效应对。因此，在日常工作中，引航员应做到以下几点。

（1）注意积累引航经验，每次执行引航任务，都应提前了解船舶状况，做好引航方案，并针对可能出现的突发状况，准备应对措施。以便能够及时调整引航方案，保障引航作业安全。

（2）对引航水域的气象、水文，以及其变化情况要了如指掌，针对大连港矿石码头，重点关注流的变化规律，以便实操中有的放矢。

（3）基于VALEMAX型船舶设计、操纵性特点，引领过程中合理控制船速、航向，通常引航员会采取大船船尾拖轮倒车制动，大船主机微速进车保持舵效，这种方法既有效解决了淌航丧失舵效的影响，又能有效地控制船速、保持船位。

（4）经常学习理论知识，跟踪引航工作的相关新技术，丰富理论水平，与时俱进，以适应船舶智能化、大型化需求。