泰州港靖江港区新港作业区深国际物流中心码头工程船舶航行及靠离泊模拟试验研究

梁涛

（江苏兴旺物流有限公司，江苏 靖江 214500）

建设后的深国际物流码头需靠泊10万吨级散货船，船型尺度较大，靠离泊作业难 度较大，并且考虑到长江靖江港区航段船舶交通流密度大、航行状况复杂等特点，10 万吨级散货船航行及靠离泊作业存在风险，一旦发生碰撞事故，其后果将非常严重。为更好地保障本工程10 万吨级散货船的航行及靠离泊作业安全，减少船舶进江对长江江苏段黄金水道通过能力的影响，针对本工程的设计方案，根据实况模拟的风浪流条件，采用全任务船舶大型模拟器进行船舶进出港及靠离泊模拟仿真试验，本次模拟试验选取10 万吨级散货船减载作为试验船舶，以此研究本工程船舶在风、浪、流条件下的进出港的适应性及进出港限制条件，分析不同工况工程运行、船舶进出港、靠离泊作业等对航道布置、过往船舶正常航行、相邻工程运行等的影响，研究成果可作为航道通航条件影响评价的技术支撑，可作为工程的航道、港池、航标布置和工程设计方案调整的技术参考[1]。

1 工程概况

本工程建设地点位于江苏省靖江市长江北岸，长江下游福姜沙水道左岸，六 助港与和尚港之间，扬子江通用码头下游并与之相连，沿江高等级公路南侧，属靖江市辖区，航道里程距吴淞口约142km 。项目地理坐标为120°22′38”E，32°01′01”N。地理位置图如图1 所示。

图1 工程地理位置图

2 建设规模

本工程年设计吞吐量1275万吨，其中煤炭800万吨，石油焦375 万吨，铁矿石50 万吨、其他散货50 万吨；码头设计年通过能力1363 万吨；建设2 个10 万吨级散货泊位(水工结构按靠泊15 万吨级散货船设计)，兼顾1 艘10 万吨级散货船、1 艘7 万吨级散货船和1艘1 万吨级江轮同时靠泊作业，泊位总长度 693m；并建设配套陆域堆场和生产、辅助生产设施，陆域占地约575.1 亩。

3 模拟试验研究范围及方法

本工程10 万吨级散货船(减载)通航安全模拟试验采用TRANSAS 公司新一代仿真软件(NTPRO5000 型)[2]，综合考虑本项目10 万吨级散货船减载进出港、靠离泊的通航安全需求，结合本工程水域交通流特征，确定了模拟试验范围为本工程码头附近，上游至福姜沙北水道FB#19 浮与福姜沙中水道汇合的56#浮附近水域，下游至福姜沙北水道FB#1 浮附近水域，对本工程所在水域进行了区域三维建模，仿真水域电子海图如图2～3 所示。研究方法及步骤为：①研究水域视景建模；②试验船型选取与建模；③试验工况条件设置；④驾引人员操船模拟；⑤试验数据收集与分析。

图2 本工程码头附近仿真水域电子海图

图3 全任务大型船舶操纵模拟器实景图

4 航海仿真技术及工程仿真试验模型建立

应用船舶操纵模拟器对港航工程进行仿真研究，借助于船舶操纵模拟器模拟使用不同类型的船舶，按照符合实际航行操作惯例的方案，对港航工程进行计算机仿真模拟操作，通过在港航工程所需的当地水域内的操纵模拟。

5 船舶航行及靠离泊模拟试验

5.1 10 万吨级散货船减载福北进港航行试验

本次进港航行模拟试验初始船位设置在FB#7 浮附近，经上行至FB#18 黑浮右转靠泊。仿真模拟试验前提为航道进行单向控制，10 万吨级散货船进港过程中小型船舶不应占用航道水域。模拟试验中，航道内航行过程按照4 级、6 级和7 级的东南风、西北风组合进行控制，选择对船舶影响较大的潮流资料落潮流2-2.5kn（1.03m/s～1.29 m/s，最大情况）、涨潮流0.8-1.5kn（0.41 m/s～0.77 m/s，一般船舶乘潮进港常见情况）[4][5]，结合此特点本次试验对福北进港航行进行模拟。10 万吨级散货船减载进港航行试验航迹带如图4 所示。

图4 落潮流（2-2.5kn）、东南风7 级、福北上行进港航行航迹带

5.2 10 万吨级散货船减载靠泊试验

本次靠泊模拟试验中，靠泊过程中按照4 级、6 级和7 级的东南风、西北风组合进行控制，选择对船舶影响较大的潮流资料落潮流2-2.5kn（1.03m/s～1.29 m/s，最大情况）、涨潮流0.8-1.5kn（0.41 m/s～0.77 m/s，一般船舶乘潮进港靠泊常见情况），结合此特点本次试验对福北进港落潮右舷靠泊进行模拟。10 万吨级散货船减载进港靠泊试验航迹带如图5 所示。

图5 落潮流（2-2.5kn）、东南风7 级、福北减载进港靠泊航迹带

5.3 10 万吨级散货船压载离泊掉头试验

根据现行通航管理规定，工程模拟船型出港穿越福北水道在#56 左右通航浮后掉头进入福中水道下行、穿越福北水道和福中水道上行航路（经56#浮标下游）掉头进入福中水道下行，此次模拟试验针对上述规定，离泊过程中风力6 级和7 级的东南风、西北风组合控制；落潮流2-2.5kn、涨潮流0.8-1.5kn 进行仿真模拟。10万吨级散货船压载离泊试验航迹带如图6 所示。

图6 落潮流（2-2.5kn）、西北风7 级、船舶离泊后掉头进入福中航道航迹带

5.4 10 万吨级散货船减载福北进港航行及制动试验

福北水道航行环境复杂，本工程设计代表船舶为10 万吨级，船型尺度较大，因此本报告设计10 万吨级散货船减载FB#7～FB#9 航段（狭窄航段）进港航行及制动试验，以获取设计代表船型在福北水道复杂通航环境下的制动效果。如图7～9 所示。

图7 落潮（流速2.5kn）、风向045o 风力6 级FB#7～FB#9 进港航行

图8 落潮（流速1kn）、风向180o 风力4 级FB#7～FB#9 进港制动（最终状态）

6 试验结论

（1）本工程深国际物流码头设计方案能够满足设计控制代表船舶10 万吨级散货船减载状态在设定的风流条件下靠离泊作业的需要。本工程配套航道尺度能满足本工程10 万吨级散货船减载/压载进出港要求。

（2）本工程10 万吨级散货船减载由福北水道航行至#18 号黑浮进港，靠泊过程应选择3 艘拖轮协助入泊，靠泊方式为顶流右舷顺靠；本工程10 万吨级散货船压载离泊过程应在3 艘拖轮协助拖出后，直接上行至#56左右通航浮附近水域掉头，沿福中水道下行。

（3）船舶在福北水道上行、减速靠泊及离泊后上行至#56 左右通航浮附近掉头下行等过程，对福北、福中水道附近交通流有一定的影响。在采取拖轮协助、选择合适靠离泊时机、密切沟通协调行动、必要时采用警戒船艇等安全保障措施前提下，本工程码头船舶靠离泊安全及对附近过往船舶航行影响是可控的。