深圳西部水域小型船舶航路方案设计研究

邹红兵 张 涛 樊厚武

（武汉理工大学航运学院1） 武汉 430063）

（吉安市地方海事局2） 吉安 343000）

（唐山海事局3） 唐山 063611）

0 引 言

深圳西部水域相对狭小，港区群集中，巨大的船舶交通流量，迅速扩张的港口规模，给海上交通安全带来了很大的压力.根据深圳海事局关于深圳西部水域船舶交通流量的统计资料分析，深圳西部水域是大量往返珠江三角洲与香港、澳门之间的船舶必经之地，每年从珠江口航经深圳西部水域进出香港、澳门等地的船舶在20万艘次左右，约占进出深圳西部水域船舶总流量的一半.从这些航经深圳西部水域过境船舶的尺度来分析，长度为50m以下的船舶比例达到了89.1%，而长度100m以上的船舶不足5%.上述小型船舶吃水浅，航路选择机动性大，不按规则航行，经常占用和穿越深水航道，对进出深圳西部各港区大型船舶和小型船舶自身带来了很大的安全隐患.因此，在深圳西部水域制定“过境小型船舶航路”可以有效简化交通流模式，规范小型船舶行为，解决小型船舶拥堵深水航道问题，同时也在很大程度上解决了小型船舶与大型船舶互相影响问题，具有较好的现实意义.

1 航路方案设计分析

经向深圳海事局调研，深圳西部水域从大铲岛北端至推荐南航道的南端都是小型船舶活动的密集区，而大铲岛北侧的福永、宝安等港区也是深圳西部水域的组成部分，但进出上述港区船舶主要航行区域为公沙水道和矾石水道，公沙水道和矾石水道水域相对开阔，船舶密集度相对较小；另外，由于深圳西部各港区内移驳的现象也相对较多，因此，本文提出的小型船舶航路设计方案不将进出大铲岛以北港区（如福永港区、宝安港区）和深圳西部各港区内的移驳船舶考虑在内，主要针对航行途经大铲岛附近水域——推荐南航道南端航段的“过境船舶”进行设计.另外，通过对航经深圳西部水域过境船舶的尺度分析得出：进出深圳西部水域的船舶长度在50m以下的船舶所占比例为89.1%，长度在100m以上的船舶所占不足5%，即过往深圳西部水域的船舶绝大多数在1 000t级以下.

1.1 过境小型船舶安全通航所需航道宽度分析

根据《海港总平面设计规范》（局部修订），选取以下船型［1］为研究对象，见表1.

表1 选取研究船型主尺度表 m

根据《海港总平面设计规范》，对于单向航道宽度可按下式［2］进行计算

表2 船舶漂移倍数n和风、流压偏角γ值

船舶与航道底边间的富裕间距C的确定：根据海港总平面设计规范，船舶与航道底边间的富裕间距可按表3中给出的数值确定.

表3 船舶与航道底边间的富裕宽度C m

根据深圳海事局关于深圳西部水域关于船舶流统计资料分析，西部VTS报告区域船舶流（非高速船）平均速度为7.72kn，因此航速按＞6kn进行计算，选取研究船型单向通航所需的航道宽度见表4.

表4 选取研究船型安全通航所需航道宽度计算表m

通过对选取研究船型安全通航所需航道宽度的计算分析得出：1 000t级船舶安全航行所需的航道宽度因船型不同而略有差异，大致在70m左右.因此，本文对小型船舶航路内航行的小型船舶尺度加以限制，其船长应不得超过70m，船宽不得超过15m.

通过上述分析，本文对过境小型船舶进行如下定义：“过境小型船舶”系指航行途经大铲岛附近水域——推荐南航道南端航段的船舶吨级小于1 000t级且船长不得超过70m、船宽不得超过15m及吃水不超过4.5m的船舶.

通过上文的计算分析，本文将小型船舶航路单向通航宽度确定为70m.

1.2 小型船舶利用西部公用航道边坡航行的可行性分析

经向深圳海事局调研，深圳西部公用航道为10万t级集装箱船单向航道，其设计参数为：航道有效宽度，210m；设计底标高，－15.8m；疏浚边坡，1∶8；横流，横流≤0.5m／s，取n＝1.69，γ＝7°；船舶与航道底边间的富裕间距C，按航速＞6kn计算，取C＝0.75B.

经调研，该航道浮标设置在西部公用航道的边坡的顶部，如图1所示.

图1 深圳西部公用航道设标位置及断面示意图

10万t级集装箱船舶设计尺度见表5.

表5 10万t级集装箱船舶主尺度表 m

通过上述分析，可计算出西部公用航道边坡可利用的航行宽度，其计算结果见图2.

图2 西部公用航道边坡可利用的航行宽度图

由上图的计算结果可以分析，西部公用航道边坡可利用的航行宽度为73.6m，能够满足本文提出的“过境小型船舶”单向通航所需航道宽度的要求.

2 小型船舶航路方案设计［3－5］

1）浮标设置方案 做西部公用航道北段红绿红（8）号浮标与红（9）号浮标连线的延长线，与大铲锚地北侧航道的南边线交与一点，在该点设置一座浮标（命名为新－红（9））.

2）航路设计方案

（1）航线设置方案.将新－红（9）号浮标所在位置命名为A点，西部公用航道北段红（9）号浮标命名为B点，西部公用航道北段红绿红（8）号浮标命名为C点，大铲水道红（D2）号浮标命名为D点，西部公用航道红（7）号浮标命名为E点，西部公用航道红（5）号浮标命名为F点，西部公用航道红（3）号浮标命名为G点，粤港水域分界线与铜鼓航道北段浅水区的交点命名为H点，从西部公用航道红（3）号浮标做粤港水域分界线的垂线，其交点命名为I点.

连接A－B，B－C，C－E，D－E，E－F，FG，从G做H－I连线的中心线直至推荐南航道左侧水域黄（1）号浮标的正横位置J点，上述连线左右各80m的水域为小型船舶航路.其中A－E段航路主要供进出大铲岛以北水域的上下行小型船舶航行，D－E段航路是连接航经大铲水道的上下行小型船舶.

（2）横驶区设置方案.将横驶区设置成一矩形水域，做A1浮标和黄（1）号浮标的连线，然后以该边为横驶区矩形水域的长边，做一短边长度为500m的矩形，供小型船舶横驶使用.矩形的4个顶点以黄（1）浮标开始，做逆时针旋转，依次命名为Y1，Y2，Y3，Y4，同时在Y3点设置浮标一座（命名为A0浮标），以供横驶小型船舶识别.横驶区东侧水域上下行小型船舶可在沿岸通航带航行.

（3）锚地调整方案.由于小型船舶航路的设计，D－G段左侧80m水域范围贴近或部分进入液货船锚地和货船锚地水域.目前深圳西部水域狭窄，该航路的设计使本来就不足的锚地更加紧张，但当航道和锚地的使用水域出现矛盾时，锚地应让位于航道，为保证在小型船舶航路内航行和上述两锚地内锚泊船舶的安全，将液货船锚地和货船锚地东边线向西缩减100m.另外，由于小型船舶航路中横驶区的设置，横驶区占用了龙鼓水道锚地的一角，故将龙鼓水道锚地向南平移300 m.

（4）水深条件分析.A－E段航路水深A－E段航路主要供进出大铲岛以北水域的上下行小型船舶航行，大铲岛以北水域的深槽水深在4m左右，A－E段航路左右各80m处水深均在5m以上，其水深条件能够满足航经A－E段航路进出大铲岛以北水域的上下行小型船舶安全通航所需的水深要求.

D－H段航路水深 本文限制小型船舶最大吃水为4.5m，根据《海港总平面设计规范》，其安全航行所需的水深按下式进行计算.

航速按＞6kn进行计算，计算结果见表6.

表6 限制船型通航安全水深计算 m

D－H段航路水深条件优越于A－E段航路，左右各80m处的水深绝大多数航段均大于7 m，仅有D－E段航路西侧存在极少部分的浅水区，应适当进行疏浚.

小型船舶航路设计方案见图3.

图3 小型船舶航路方案设计图

3 结束语

通过制定深圳西部水域“过境小型船舶航路”，有效简化了交通流模式，规范小型船舶行为，解决小型船舶拥堵深水航道问题，同时也在很大程度上解决了小型船舶与大型船舶互相影响问题.有利于交通管理部门对该水域实施有效监管，从而减少该水域海上交通事故的发生.

［1］中交第一航务工程勘察设计院，交通部天津水运工程科学研究所.JTJ211－99海港总平面设计规范（局部修订）［S］.北京：人民交通出版社，2003.

［2］中交水运规划设计院，中交第一航务工程勘察设计院.JTJ211－99海港总平面设计规范［S］.北京：人民交通出版社，1999.

［3］程细得，刘祖源.内河船舶避碰路径优化研究［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2006，30（4）：576－578.

［4］程细得，刘祖源.内河三叉河口水域船舶避碰路径优化研究［J］.船海工程，2008，37（4）：74－76.

［5］程细得，刘祖源.船舶智能避碰专家系统研究［J］.武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2003，27（1）：94－96.