动船水文测验船舶操纵方法

曾祥平 吕淑华 袁 斌 林 强

(长江水利委员会长江三峡水文水资源勘测局，湖北宜昌 443000)

1 测验断面概况

以金沙江为例:金沙江水流湍急，航道弯、窄、浅且礁石众多。向家坝水利枢纽工程水文测验之卵石推移质测验断面下距宜宾26km、上距向家坝坝轴线7km处。北岸为宜宾市的安边区，断面上为二郎滩突嘴，下为瞌睡坝上端。南岸上有安边铁路大桥，下有中咀大石盘伸入河心。在横江与金沙江的交汇处，小岸坝浅滩大面积伸入河中心。在断面下20 m是老鸦石礁石群与鸭儿沱凹凼，以及龙岩寺装卸码头和岩门口货运码头。航道宽度为100 m，断面最大水深为26 m。

2 南北岸水流特性

(1)北岸水势:自安边铁路桥下岸形和水流较顺直。枯水期，水流流速约3 m/s以上;洪水期，在10000 m3/s流量时，水流流速在6 m/s以上;水流经二郎滩阻挡后挑流，其斜流直插河心，在二郎滩下方断面北侧形成大面积回流，水位越高回流力量越强，直到瞌睡坝上端都是弱回流区。

(2)南岸水势:安边铁路桥下至中咀是一片礁石区，乱石凌立，水流经乱石阻挡挑流后，水面流态极其紊乱;中咀大石盘伸入河心，涨水时形成强力梗水;其下为横江与金沙江交汇处，在横江涨水发水时，其出水水流能冲断金沙江主流直达对岸二郎滩;小岸坝有大面积淤积沙滩，鸭儿沱又凹进岸边在断面南侧形成大面积回流区;龙岩寺装卸码头与岩门口货运码头连成一片伸入河中心阻水挑流;老鸦石位于河心，发水时有泡漩水。

鉴于以上情况，主流位于河心偏北侧，河底有宽约80 m的深槽，在断面上的起点距为120 m至200 m处。枯水期江面流态较平静，而到中、洪水期在7000 m3/s流量以上时，水面流态开始变坏，水位越高越汹，特别是遇金沙江水位陡涨或是遇横江水位陡涨时，断面上方出现强力泡漩、横流和斜流以及强力出水、夹堰、卧槽等不正常水流。

3 测船操纵

3.1 定位方法

向家坝水利枢纽工程水文测验之卵石推移质测验是工程建设运行的要求。测验断面没有牵引船舶定位缆道和可固定借力的建筑物，只能用抛锚定位的方式动船进行卵石推移质测验。选用霍尔锚，在大流速的主流上抛锚，再用慢进车顶流，结合GPS定位进行测船定位。

3.2 测验步骤及要点

⑴测验前的测船准备工作包括:①舱面工作人员穿好救生衣;②准备好抛锚球，悬挂测量旗;③测量工作人员架设GPS岸台、船台，调试好测验仪器，并连接驾驶室监视器;④船长摇车钟通知机舱备车，发出声号，开启甚高频无线电话并调试正常;⑤三绞工作人员开启三绞电源并试转，给活动部位加油，给三绞支架连接好保险索等。

⑵卵石推移质测验船舶操纵。采用抛一锚测三线的方式。测验断面的平均水深约为25 m。先将测船用车舵配合缓慢操纵行进到断面上起点距为150 m处，再操双慢进车将测船前进到断面上方距断面200 m处;用双慢进车将船身稳住，通知三绞工作人员将锚抛下。待锚到达河底后，双停车，船舶在水中成自由漂浮状态，在水流作用下，测船会缓慢沿水流下移，通知三绞工作人员随时松放锚缆，待船身后退至距测验断面约50 m时，操双慢进车使船身缓慢倒退;待船身后退至距测验断面5 m时加大双进车，使船身退至测验断面上时将船身稳定。同时通知三绞工作人员刹紧锚缆刹车，测船船位应该在起点距150 m处。

(3)具体操作。一般从左岸向右岸施测，再操右微舵，加大左进车，让船身缓慢向右移动。同时在监视器上监视船位移动情况，等船位向右移动至起点距90 m时，停左进车，回正舵，再操左微舵，加大右进车，将船身左转向调顺，测船在回转惯性力的作用下，顺身稳向正好将船位停留在起点距90 m处。视水流情况，操适当单慢进车或双慢进车将船身稳住，通知测员和三绞工作人员开始测验施测。三绞工作人员在接到指令后，操作三绞缓慢提起卵石采样器，旋出三绞支架，将卵石采样器缓慢放入水中，等卵石采样器到达河底后，施测计时开始。一般每条测线要测三次，每次测验时长为3 min，所以测船船身要在每个起点距的圆圈里稳住停留15～20 min，起点距90 m线施测完毕，通知三绞工作人员将采样器绞离水面至主甲板上固定后，再操左微舵，适当右进车将船身向左移动，待在监视器里看到测船船首达到120 m起点的外圆圈时回正舵 ，操适当右微舵，停右进车，操适当左进车，使船右转向调顺船身，测船船身在惯性力的作用下顺向稳住在120 m起点距的中心处。再操适当慢进车稳住船身不动，通知三绞工作人员开始施测，待起点距120 m线施测完成后，依照以上方法依次施测150 m、175 m、200 m及以后各线。

(4)注意事项。在向家坝流量为8000 m3/s以下时，只有90 m到200 m起点距五线有卵石推移质。而随着流量的增大，则需要增加相应的测线测验。待测验全部完成时，通知三绞工作人员先将卵石采样器绞起收回舱面，再操适当右微舵，适当左进车将船身缓慢移动至150 m起点距处。通知三绞工作人员绞锚缆，收绞锚缆过程可能需要5～8 min，待锚绞离水面至甲板适当位置时完成绞锚。最后，收好GPS船台，GPS岸台和各种测量仪器，降下测量旗，完成整个卵石推移质测验过程。

3.3 对测船驾驶人员的要求

驾驶人员在测船水文作业时，一定要遵守水文测验规范，掌握正确的船位，在不危及测船安全前提下，尽力满足测验规范要求，配合测员按规范要求完成施测任务。驾驶员必须视水流情况使用适当的车、舵配合将船身稳住在测验垂线上，避免测船的前后左右摆动而使卵石采样器丢失。由于水流湍急，河底的锚抓力不紧，所以在断面上左右移动测船或稳住船身时，应注意控制进车车速，以免走锚而让测船船位偏离测线位置。

测验断面上方的客渡船每半小时一渡，测船驾驶员应随时注意客渡船动态，并经常保持联系，以免造成客渡船挂在锚缆上或发生其他碰撞事故。测验断面下方有货运码头，所有货船进出港都要在测验断面上方进行抛锚作业或掉头作业，测船驾驶员应随时注意来往船舶动态，加强与过往船或锚泊船的联系，以便能安全会让。如果遇横江陡发洪水时，驾驶员应特别加强戒备，运用良好的驾驶技术，保持正确船位，以保证水文测验安全顺利地完成。驾驶员和三绞工作人员应特别要注意，避免卵石采样器的钢丝绳绞缠螺旋桨。由于大流速对卵石采样器的冲击力较大，水文三绞的支架一定要带上保险钢丝绳以确保安全。

4 测船靠离码头操纵

4.1 水流特性与靠泊设施特点

金沙江水流湍急，水流流态紊乱，常年流速在3 m/s以上。流量达 10000 m3/s、15000 m3/s时，其主流流速分别可达6 m/s、7.5 m/s以上。洪水期，金沙江水位多陡涨陡落，24 h内水位涨落差达10 m。所以测船在工作期间靠、离码头操纵时，驾驶员在特别谨慎小心，保持好正确船位，确保船舶安全。测船停靠的码头是三块石湖南国家电网大件码头。此码头为深水固定式码头，位于金沙江南岸，距宜宾23km，向家坝坝轴线约10km处。码头前方200 m处是三块石，下方距离码头下沿30 m处为乱石堆，码头外面有强力困档水。整个码头有四层，层高5 m，长35 m，有前、中、后3个带桩，每个可承受25 t的拉力。

4.2 驶靠码头操纵

由于测验断面在码头上方3km处，所以每次测验完成后，测船下水驶靠码头，选用下水向右掉头驶靠码头的方法。测船航行至三块石，驾驶员立即双慢车，随后双停车，摇车钟通知机舱备车。同时发出声号一长一短声，观察有无过往船舶防碍，通知舱面水手作好靠泊前的准备工作。准备好带船缆，待机舱备车回铃后，在没有他船干扰本船靠泊时，发出声号两长声，当船离码头上沿50 m，岸距80 m时，操右微舵，左车适当进车。

由于测船在主流上流速较大，视船速和距码头上沿的距离适当加大右舵舵角，双进车，将船头掉转180°。此时船头朝上游，加大双进车车速，要求船身与码头横距为30 m，上下位于码头正中央;再慢慢摆好船位，控制好驶靠速度，调整好靠拢角度，让船身缓慢地靠拢到码头的中前部;先套上第一个带桩的包头缆，再在水流作用下，让船身缓慢地后退至码头中后部;在第二个带桩上带上领水缆和首倒缆，操右慢进车顶住水流让船身缓慢后退到各缆受力均匀，再在第三个带桩上带上尾缆和尾倒缆，再调整各缆长度，要求使船尾正好与码头尾部平齐，摇车钟通知机舱完车，接上岸电，完成靠码头操纵。此外还应注意，码头外有强力困档水，当掉头完后驶靠时一般选用扬头驶靠法。

4.3 驶离码头操纵

测船驶离码头的操纵方法很多，在大流速、水流紊乱条件下，一般采用小角度驶离法。即开航前，驾驶员摇车钟通知机舱备车，同时发出声号一长声，通知舱面水手作好出航前的各项准备工作，等机舱活车回铃后，通知水手依次解尾缆、尾倒缆以及领水缆，后操双慢进车用车舵配合将测船船身提高到码头前半部，解首包头缆，所有带船缆全部解完。等水手上船后操右微舵，左慢进车，让船扬头，船首离开码头，待船首尾线与码头边线的夹角为30°时操正舵，停左进车，操右慢进车，在水流作用力，与右进车推力作用下，测船船尾也慢慢离开码头;再操双慢进车，等船身完全离开码头后，再用双常车进入航道，从而完成该程序。

5 测验常见问题及处理

在水文测验断面上方无过江吊船水文缆道时，多采用动船抛锚辅助以进车结合GPS定位测验。在水流流速大，流态十分紊乱条件下，尽管采取抛霍尔锚定位，但极易走锚。因此，在测验过程中，驾驶员应根据水流情况，适当用进车顶住水流，并适当操舵来稳住船身，以保证水文测验顺利进行。

测验河段多为通航河段，测验过程中应加强观察与通讯联系，注意避让其他航行船舶。如在狭窄河道中测验，遇大型货船掉头时，驾驶员应冷静考虑当时的航道情况，及时利用甚高频无线电话与大型掉头货船取得联系，告知对方，必要时先停止测验，起锚避让，等大型掉头船掉头下行且无碍本船测验时，再重新抛锚定位进行测验。

测船在停泊期间，洪水期经常有杂物流入测船内档使测船挤压而产生较大的横倾，如不及时清除杂物，则测船的停泊安全会受到威胁;另外，螺旋桨在洪水期也经常被较大杂物卡死，需将测船驶离码头清除杂物后，再重新驶靠码头，以确保测船停泊安全。

洪水期，金沙江水位陡涨陡落，应24 h值班，经常检查系缆的松紧情况、寻视测船内档有无杂物拥堵情况和螺旋桨有无杂物，如遇危急情况，则应立即报告船长处理，以保测船安全。

6 结语

水文站一般采取固定断面进行水文测验。但随着社会经济发展，特别水资源综合开发利用、生态保护的需要，如向家坝水利枢纽工程建设、设计、运行管理急需的卵石推移质资料，则在坝址下游7km的金沙江通航河段设立临时水文断面展开测验。本文探索了在复杂水流条件下，动船抛锚辅以GPS定位进行水文测验，可对今后开展类似工作提供参考。