大型船舶进大屿山锚地应注意的问题

摘 要：本文通过对大型船舶操纵特性、船体下沉量、富余水深的探讨及实践，提出了大型船舶进大屿山锚地在浅水区域航行和锚泊时应注意的问题。

关键词：大型船舶 船体下沉量 富余水深

广州港的潮汐属不正规半日混合潮。西北风和东南风对珠江的潮高，潮时影响较大。强劲东北风、西北风均可使潮高跌落0.2-0.6米，并可使高潮时间推迟；相反，3-4级南风或强劲的东风，东南风则可使潮高长高0.15米左右，并使高潮时间提前和落潮时间推迟。台风袭击时，产生增水现象，潮位骤升。大屿山锚地22DY中心位置：纬度22°15ˊ45〞N，经度113°50ˊ00〞E，锚圈半径600米，底质泥，海图水深25米，涨潮流向325。流速2节，退潮流向145°流速3节，是大型液货船过驳锚地。目前，大型船舶从珠江口大坦尾引航锚地进港，该航道包括口门航道、大濠水道通道分航区和大濠水道，蓝图水深17米，航道底宽250米，泥沙底，航道附近水域潮流较缓，最大流速约2.5节，涨潮流向约310°，退潮流向约110°，如图1。掌握这些概况，对大型船舶进锚地的富余水深的利用和操纵有很大的帮助。

通常进大屿山22DY锚地大型船舶（本文探讨）的标准：船长290米，船宽45米，吃水18米，载重吨18万，船舶主机马力约21000匹。

由于船舶的吃水大，受航道水深小的影响，水深与吃水之比，通常在H/D=1.1～1.2之间，所以在引领此类大型船舶进港时，对大型船舶的特性、浅水域船体下沉量、影响富余水深的因素、航行和锚泊的要点，都要充分考虑，知道应该注意什么问题。

1.大型船舶的操纵特性

（1）航向稳定性好。由于其造型粗肥，Cb值可达0.84～0.85（18万吨约在0.835），这样使其反应迟钝，所以其航行稳定性好。

（2）舵效差。转向避让，把定时需早用舵，用大角度舵，早回舵。

（3）旋回圈大，旋回时间长，浅水效应明显；船吸、推力大；速度高时的下沉量大；重载受流影响大。

（4）最重要的一个特性是惯性冲力大。由于大型船舶主机马力约在21000匹左右与其排水量不匹配，制动性能差。

2.浅水域的船体下沉（Squat）

船舶航行于浅水水域时，船舶周围的水流速度加快，水压减小，船舶为取得重力与上浮力的平衡，船体就要下沉。水深越浅，下沉量越大，船速越大，下沉量越大，且与船速的平方成正比；船体的下沉还与船型有关，船型肥大、速度高、相对水深越浅则船体下沉越明显；同时，船体的下沉又与所处的水域有关，当船舶处于狭窄的港口航道时，其下沉量比同一速度下的开敞水域大。此外，船型肥大的船舶，船首的下沉量还将大于船尾的下沉量，水深越浅、速度越快、船型越宽肥，船首的下沉量越大，即在船体整体下沉的同时，还将伴随吃水差的变化。

2.1船体下沉量和纵倾的估算

2.1.1计算船体整体下沉量公式（Barrass公式）

2.2开敞浅水域的船体下沉

本文所探讨的开敞水域，是指港口航道以外，即不受水域宽度限制的浅水域。如大屿山锚地进港航道。开敞水域的船体下沉与港口航道的受限浅水域的船体下沉量不同。在开敞浅水域，由于其航行水域的宽度不受限制，流经船体两侧的水流不受空间限制，在狭窄浅水域，由于水流流动的空间受到限制，船体中央部位的低压区向首尾方向的扩展比较激烈，船体下沉比较明显。相反在开敞浅水域，船体下沉量没那么明显。有资料表明，船舶在开敞浅水域（H/ D=1.1～1.4）航行，在相同速度和相同水深情况下的船体下沉量：

当H/d=1.1～1.2时，以船长290米，吃水18米为例，在速度VS≦3节，船体基本没有下沉，并随速度增大而增大。

3.富余水深（UKC）的控制

通常所说的富余水深是指船舶静态时的龙骨下富余水深，是考虑到能导致龙骨下水深减少的所有因素所留出的余量。它所考虑的因素是综合性的，任何船舶任何时候都应遵守的。广州港主管机关确定的富余水深标准：马友石灯船至南沙港区航道为不少于吃水的12%；南沙港区以北航道为不少于吃水的10%。

富余水深=海图水深（蓝图水深）+当时当地潮高-静态吃水

某大型船舶进大屿山锚地，吃水18米，当时当地潮高2.8米，航道蓝图水深17米，根据公式，其静态富余水深1.8米。船舶航行过程中的富余水深并不是一个定值，根据公式，影响富余水深的三大变量：海图水深、潮高、船舶吃水。船舶为了达到航行安全的标准，应充分考虑影响富余水深的各种因素：

（1）影响海图水深的因素：海况、气象引起的水深变化；海图水深的误差；航道宽度、深度、淤积情况的变化等。

（2）影响潮高的因素：天文潮汐、剩余潮汐、异常潮汐的变化；天气、海况引起的增潮、减潮现象等。

（3）影响船舶吃水的因素：海水密度的变化引起船舶吃水的变化；涌浪引起船舶的横摇、纵摇和垂荡而产生的吃水的变化；船舶在动态下引起的船体下沉；操纵船舶可能引起横倾、纵倾而产生的吃水变化等。

影响富余水深的因素是复杂的，不同时间、不同地点、不同状态所考虑的因素不同。为了船舶航行安全，笔者建议，大型船舶进大屿山锚地富余水深不应少于10%的船舶吃水。

4.航行应注意的问题

4.1登船时间地点的选择

通常登船地点选择在纬度：22°02ˊ00〞N，经度：113°51ˊ48〞E，以免留出足够的时间、空间来确保船位在正确的位置。引航员登船后，应接好自带的导航系统（epilot）协助定位、避让。航道的起点右侧有一个绿浮W1（纬度：22°03ˊ14N，经度：113°51ˊ67E），船舶把绿浮放在右舷侧保持在航道中心线靠右航行，航向349°直至第三分隔带口，改向000°航行在第三分隔带进口航道中线，过桂山北灯船后，适时改向325°～330°，顶住风流合向航行，直至22DY锚圈中心。船舶航行的各区域有不同的风流向（前面已介绍过），在航行过程中应适时调整风流压差，特别注意进出口船舶与本船形成的交叉局面、对遇局面、追越局面时的航法。

4.2浅水域航行船速的影响

船舶在浅水域航行时船体下沉跟船速等有关，为了保证有足够的富余水深，船舶航行时应该控制船速。通常大型船舶从珠江口大坦尾引航锚地至大屿山锚地航道航行，航道使用水深按16.0+潮高计算，UKC取1.0米，根据理论分析，综合考虑富余水深影响的因素、船体下沉量的因素和实船测试结果，结合广州港的实际情况，10万吨级及以上船舶在此航道航行，在航经浅水域时，必须采用慢车方式，最好采用能保持航向的最小船速，在船速小于6.5节的情况下，UKC可取1.0米。如遇北风较大，使潮高跌落、船舶摇摆会使吃水增大等情况下，更应把船速调至适宜的范围，具体情况具体对待。

4.3纵倾变化的影响

前面表2分析可知，大型船舶在航行过程中会出现首下沉量大于尾下沉量，而且随着船速增大而增大，故船舶进港之前为保证船舶在航行中的艏艉吃水几乎相等，以使富余水深更富余，应调整吃水差为尾倾至适宜的范围，具体问题具体分析。

4.4天气和海况的影响

涌浪导致船舶的摇荡会增加船舶吃水。对于船宽45米的大型船舶，横摇1°，吃水将增加近40厘米，横摇10°，吃水将增加4米；纵摇1°，吃水将增加2.5米，同时垂荡更增加船舶吃水，从而影响富余水深。因此，船舶进港时应选择良好的天气和海况，船舶在航行过程中，应运用良好的船艺，保持直线航行，避免大舵角让船，避让第三分隔带出口船舶时，应及早取得联系，尽可能用车避让，以免船舶出现摇摆而增加吃水，或者船舶偏离航道而搁浅。还应注意到天气情况对潮高、潮时产生的影响（见本文初分析）。

5.锚泊应注意的问题

5.1锚泊点的确定

锚泊点的准确与否关系到旋回余地是否足够。通常引航员把锚圈中心位置输入到雷达里，参照引航员导航系统比较直观，但存在局限性；还可以通过陆标定位，比如鸡翼角和榕树头的方位线定位等，来确定锚泊点的准确性。

5.2锚泊时船速的控制

大型船舶惯性冲力大，停车后的淌航距离长，停船和倒退需时也长，但其有淌航时保向性好的特点，所以一般都以早停车淌航来达到船舶在预定位置制动把定的目的。船舶过桂山北灯船后，应停车淌航，试验倒车，确认倒车正常后，继续驶往预定抛锚点。此时由于速度经试车后得到控制，可利用其反应迟钝的特性，用短暂的进车来提高舵效，有利于控制船舶进入到预定的锚泊位置，此阶段船速应控制在5节以下；在缓速进入到预定的锚圈（半径600米）之前，船速控制在2～3节。如果船速过快时，应将锚泊中心点置于本船艏线右侧行驶，以便船舶倒车偏转后刚好达到该点。

5.3正确锚泊方法

用单锚泊退抛法，选择高潮顶转退时进行：

（1）预算风流合向。最简便的方法是参考21DY锚地船舶的首指向，流向流速见本文初分析。抛锚前尽可能使船首顶向把定。保持顶向的方法是提早淌航，船到指定位置尽可能慢，这样控制船所用倒车只须低速和为时短暂，不使船首因倒车而偏离顶向。

（2）掌握送链最佳时机。根据风流速大小，利用视倒车水花至船肿的部位，即倒车浪花到达8舱（9个大舱）中前部时，来确定船速将至“零”，以选择送链最佳时机，送链时后退速度不宜超过1节。

（3）送链过程中运用良好的船艺，使船停稳或微移。水深25米出链7节，在风流较大时出链8～9节。用锚机调整锚链环面的过程中，要谨慎用车，忌用高速车，以免拉翻锚爪或拉损锚机。

6.结束语

掌握大型船舶在浅水域的下沉量、富余水深、应注意的问题，对于大型船舶进大屿山锚地的安全航行意义重大，一定程度上，能控制进港船舶吃水的最大化，从而使经济效益最大化。

参考文献：

[1]华南沿海港口引航指南.

[2]王春久.超大型船舶在浅水域中下沉量与富余水深的探讨.航海技术.2012.1.

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