江海河联运船型研究

于全虎,戴雪良,李云芸

(江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏 镇江 212003)



江海河联运船型研究

于全虎,戴雪良,李云芸

(江苏省船舶设计研究所有限公司，江苏 镇江 212003)

摘要：参考江海直达联运模式，结合江苏省运输水体的实际情况，探讨了江海河联运模式的可行性，并对船型开发进行了重点研究。在分析既有内河船入海及海船进入内河存在问题的基础上，提出了符合内河标准船型要求的江海河联运船型的技术要点，研究了船型开发的技术和经济可行性，展望了这种运输模式未来的前景，最后提出了影响推广应用新船型和联运模式的主要因素。

关键词：江海河水运；联运模式；船型研究

中图分类号：U692.6

文献标志码：A

0引言

内河航运和沿海港口运输在江苏省经济社会发展中具有特殊重要的战略地位，拥有连云港港、盐城港、南通港等沿海大港，货物吞吐量位居全国前列；同时还拥有京杭运河、连申线、淮河出海航道、盐河、通扬线等国家主干航道，内河航道里程和航道密度均居全国各省区之首。在江苏省综合交通运输量中，内河货运量占三分之一以上，货运周转量占一半以上。随着江苏省以及长三角地区经济的快速发展，港口吞吐量将继续攀升，因此有必要探索、研究高效的水运模式及适用船型，以促进沿海港口与内河航运体系的衔接，充分发挥和提升水运竞争力。本文就适用江苏地区的江海河联运船型进行初步技术研究和经济分析。

1江海河联运模式

现阶段长江中下游内河和海洋联运模式主要为江海联运，即江海直达运输。江海直达运输由于能减少中间环节和货物损耗，大幅度降低运输成本而深受船东和货主的欢迎。我国的长江、珠江等河流深入大陆腹地，通过出海口，近可与沿海各省、香港、澳门、台湾和海南两岛，远可与俄罗斯远东地区、朝鲜、韩国、日本及东南亚诸国通航，具备江海直达运输的条件,因此，湖北、江西、江苏和广东等省建造了一大批中小型的江海直达船航行于长江、珠江至沿海及近海航线上。在近20 a内江海直达运输船舶由当初的500 t、800 t的简易型货船，发展到如今的5 000 t、8 000 t,甚至10 000 t以上规模。

江苏省临海内河航道如灌河，可利用水深优势建海河两用港，使来自连云港或其他海港的货物经大吨位海船运抵灌河码头后，转运到从事内河运输的货船上运往目的地；货物也可以从内河货船转运到海船上。通过发展河—江—河—海联运，打通沿海码头和内河航道网之间的瓶颈，实现“门到门”运输，进一步降低企业的物流成本。

2现有船型实现江海河直达存在的问题

2.1　内河船舶实现江海河直达联运

所选取的海河直达航线为相对特定的内河III级航道(内河C级航区)与海上遮蔽航区(挖入式港池)之间，江河直达航线为长江与京杭运河或其他河流之间。

内河船舶与海船即使是吨位相当、船型相同，在总体设计思想上也是完全不同的，直接反映在主尺度、基本结构、稳性、抗风浪等方面，同时机电设备和系统的配备也存在着相当大的差异。

2.1.1船型

内河散货船均为低速船(傅汝德数Fn<0.2)，方形系数较大。由于受吃水的限制，普遍采用浅吃水偏肥大船型, 且由于螺旋桨直径受吃水限制，均采用双机、双桨。类似级别的海船，多数为单桨船，常规尺度，双机双桨船舶在狭窄内河航道中的操纵性能优于单机单桨。

2.1.2航速

以京杭运河等内河水域航行为主的船舶，考虑到待闸、过闸时间和对周围小船的波浪影响，航速一般设计为13 km/h左右，普遍比同类海船低。

2.1.3吃水和干舷

内河、海洋通航船舶的核定载重线需满足各航区的不同干舷要求。现有内河船舶的开口关闭设备(门、窗、盖)的水密性一般均低于海船相应的标准。

2.1.4上层建筑

内河船舶一般不设上层建筑，仅在尾部设有甲板室，有时也将驾驶室设于首部。其机舱和居住处所均从甲板室通舷外的门直接进出，内部没有通道通往上层处所，舵机舱的出口也没有围护，而是从甲板上的小舱口盖处进出。对于这种干舷较低的偏肥大船型，按海船的要求校核时，其进水角较小，通常大倾角稳性均不能满足要求，船首高度有时也不能达到海船要求。

总体上来看，现有内河船进入遮蔽式海港从技术上考虑最大的问题是船体结构方面按《国内航行海船建造规范》复核难以满足要求。

2.2　经济性

该船在内河航区的运输效费比是比较高的。若作为海船，受其既有尺度、装载量的限制，经济效益较差，但如果河海联运的航线中内河水域占绝大部分，那么该型船舶的总体营运效益不会有太多的下滑。从海上运输的特点和经济效益考虑，常规散货船均为大尺度、大吨位，除了某些特种用途专用船和特殊航线船舶在设计初期就考虑需要进入内河航道外，常规千吨级营运散货船很少会进入内河水域。

2.3　海船实现江海河直达联运

从技术层面考虑，海船适用的规范和法规大多数要求高于内河船适用的规范和法规。常规情况下，海船进行河海直达需同时满足内河和国内航行海船规范与法规的要求，实际上按海船规范和法规设计的船舶基本上符合内河船规范，两者在法规方面的差别主要体现在消防和防污染方面。内河船从防污染和保护水源方面考虑对排放等要求可能会更严，京杭运河甚至要求零排放；而海船的油污水和生活污水在使用国际海事组织认可的处理装置处理后，在一定条件下是可以排放的。除此之外，海船执行河海联运需要考虑航行和操作方面的一些问题，如内河船和海船船员适任证书不同，按现行海事部门的通用做法，海船进入内河航行需有引航员引导，左右满舵时间也由28 s提高到20 s。

从上面的分析可以看出，在航道条件许可的情况下，较小吨级的海船进入内河干线航道航行在技术层面上没有大的问题，通常只需要减载、减速。海船的结构、配置较内河船要求高，使得同吨位的海船造价比内河船高，用现有海船进入内河干线航道航行从经济性上考虑是不合理的，尤其是本文所涉及的特殊航线中内河水域占了绝大部分，使得现有海船执行江海河联运的经济可行性及合理性会很差，只适合少量船舶偶尔、特殊情况下为之。

3江海河直达运输典型船型关键技术分析

江苏地区长江以外的内河航道具有水深较浅，航道宽度较窄，水上横跨建筑通航净空小，水流较为平缓，弯道弯曲半径较小等特点，一般船舶载货量为200～3 000吨级。从江苏内河航道通行能力、船舶尺度的限制、运输经济性等方面综合考虑，载重量千吨级船舶适用性较为广泛；从船型选择保有量最大方面考虑，干散货船最具代表性；从船型标准化及市场推广应用方面考虑，船舶主尺度应满足交通运输部内河标准船型主尺度系列。江海河联运船型既要适合海上航行又要适合内河航行，内河航行又需要跨江、河2个航区，必然产生许多技术特点。

(1)内河船受航道条件限制，而且需要频繁进出港口、靠离码头，以及在狭窄水道和拥挤港口航行和操作，要求吃水浅，操纵灵活性高。

(2)海船的结构强度和耐波性能要求较高，会带来船舶重量上升及线型的特殊要求。

(3)需要克服内河浅吃水船舶在海上风浪中过度横摇。

(4)如何既满足内河桥涵的限高，同时实现海上船首“截浪高度”要求。

(5)推进功率既要保障海上安全需要又要适应内河营运和节能要求，为船舶适航性、经济性提高创造条件。

4江海河直达新船型的技术可行性

目前，从长江到洋山港和杭州湾等特定航线有专门的江海通航船，长江与运河间互通的船舶大量存在，但从运河直接(或通过船闸)进入海区的船舶尚没有先例。

通过上述分析可知，现有的内河船型适当改造就可以在海上遮蔽航区航行，但作为一种新的航运模式，这种对原有船型改造的方式仅是一个过渡性的措施。为了使该特定航线的船舶更适用、更经济，应该针对该特定航线的货源和实际水文、通航条件，摈弃原有的内河或沿海船型，开发出针对特定航线的千吨级江海河联运干散货船新标准船型。

江海河直达货船要适应不同的航行区域， 其船型特征与海船或内河船有明显的差别。现有优秀的海船或内河船只能作为借鉴， 都不宜直接作为母型设计江海河直达货船。江海河直达货船船型的开发必须全面综合考虑其阻力、推进、海上耐波及浅水机动性能，由于主尺度受到限制， 要同时满足各种互相矛盾的性能要求是相当困难的。新船型总体上应具备以下特点：

(1)吃水浅、装载量大、船舶平面尺度大。江海河直达货船由于受到内河航道的限制，吃水比同吨级的海船小，而船长、船宽均大于海船，即平面尺度大。海船在同样装载量下，其吃水较江海河直达货船深，可缩短船长，减小船宽。

(2)要兼顾适应内河、海上的航行要求。一般内河船适合内河航道条件，吃水较浅，操纵灵活，具有良好的回转性；海船适宜海上航行条件，结构较强，适航性要求高，具有良好的航向稳定性和足够的稳性，横摇周期长。江海河直达货船要同时兼顾内河段和海洋段的航行要求。江海河直达货船与海船比要改善江、河段航行操纵性和小舵角应舵性，与江河船比要改善海上航行的适航性、耐波性、抗风稳性及航向稳定性。例如江海河直达货船要适应内河较狭窄航道良好的操纵性，转舵时间从一舷35°至另一舷35°不大于20 s；同时河海直达船舶各项适航性衡准指标应接近常规海船等。

(3)属浅吃水肥大船型。江海河直达货船由于受到航道的限制、经济性的要求，傅汝德数低，方形系数大，船舶主尺度比和船型均属浅吃水肥大型船。

江海河直达货船既要在内河及港区营运，又要适应海上航行，其水动力学性能明显不同于单纯的内河船或海船。一艘性能优良的内河船即使其结构、稳性等符合海船规范，也未必适合在海上航行，反之亦然。由于内河航道复杂，特别是水浅湾多的河道，对船型的主尺度有很大的限制，所以浅水内河船型一般都又扁又宽，在此基础上开发出优秀的纵流船型，具有阻力小，产生的波浪也小等显著优点， 但它在海上的耐波性能很差，而扁且宽的常规船型虽然海上适航性较纵流船好，其静水阻力和推进性能却较差，而且也未必就能满足适航性要求。

新船型无法回避内河航道水浅的事实， 它必定是浅吃水或超浅吃水的船型。如何使它既有优秀的静水阻力和推进性能，又要兼顾到海上航行的特点，不致严重失速并安全营运是必须解决的问题。以目前的技术条件和技术手段是能够研发出综合性能较为优良的河海直达新船型的。

千吨级江海河直达货船总布置图如图1所示，效果图如图2所示。

图1　千吨级江海河直达货船设计总布置图

图2　千吨级江海河直达货船设计效果图

5研发江海河直达新船型的经济可行及合理性

江海河直达货船由于在内河和海上航行条件不同，所以对船型要求差异很大。航行于内河的船舶受航道条件限制，而且需要频繁进出港口、靠离码头，以及在狭窄水道和拥挤港口航行和操作，要求吃水浅，操纵灵活；海船的结构强度和耐波性能要求较高。而江海河联运船型既要适合海上航行又要适合内河航行，两者兼而备之，这就必然会产生许多新的技术难点，这也正是江海河直达运输船型所要解决的技术关键，同时还需要解决的突出问题是营运经济性问题。

对需要且有可能批量建造的船型，要优化船型，改进设计，采用新技术，提高标准化程度，使船型的技术经济指标得以提高，船舶的建造成本不断降低，这样不仅使用船部门可以得到性能优良和价格较低的船舶，对船舶工业来说，可便于组织批量生产。考虑到规模效应以及减少货物周转环节带来的经济效益，江海河直达专用运输船型的前景应该值得期待。

6结论

上述分析可以看出，江海河联运模式从船型技术研发上已不存在难以克服的问题，重要的是经济性问题，这将决定这种运输模式未来的推广价值。

(1)联运模式能促进江苏沿海港口与内河航运体系的衔接，充分发挥水运在交通运输中的优势，促进沿海开发，降低运输成本、提高运输效益。

(2)通过船舶标准化可提高单一船型批量，减少开发和建造成本，又可得到性能优良的船型。

(3)水运基础设施如船闸、航道的建设情况决定了江海河联运模式的推广地域的广泛性，连带影响货源的适应性和船型的市场前景。

(4)物流市场需求等决定了江海河联运模式的市场发展前景、船舶的需求量、水运基础设施的建设必要性；反之，良好的基础设施条件，质优价廉、性能优越的船型，经济性良好的运输模式也能引导物流模式向着先进方向发展。

此外，针对这一新型水运模式，法律、法规的适应性调整也是促进江海河联运模式和船型发展、推广的重要基础条件。

参考文献：

[1]中国船级社.钢质内河船舶建造规范[M].北京：人民交通出版社，2014.

[2]中国海事局.内河船舶法定检验技术规则[M].北京：人民交通出版社，2011.

[3]中国船级社. 国内航行海船建造规范[M].北京：人民交通出版社，2014.

[4]中国海事局. 国内航行海船法定检验技术规则[M].北京：人民交通出版社，2014.

作者简介：于全虎(1974—)，男，高级工程师，从事船舶科研与设计工作；戴雪良(1963—)，男，研究员级高级工程师，从事科研管理工作；李云芸(1963—)，女，高级工程师，从事船舶科研与设计工作。

收稿日期：2015-06-15

基金项目：江苏省内河航运安全绿色关键技术研究重大专项(2013Y02)