海冰基础知识及船舶冰区航行的注意事项

吕晓东

摘 要：海冰是冬季影响港口作业、海上运输、船舶安全的重要因素，作者介绍了海冰的类型及特点、中国海域海冰发展周期及冰情特征，最后就船舶在冰区航行的准备工作及注意事项加以总结，以期对冬季船舶防冰、抗冰工作提供帮助和参考。

关键词：海冰 冰情 冰区 船舶 防冰

1.海冰基础知识

1.1海冰概况

海冰是海中一切冰的总称，包括咸水冰、河冰和冰山等。

海洋中的冰主要是由海水冻结而成的，也有一本分是来自江河注入海中的淡水冰。

我国渤海和黄海北部，每年冬季都有不同程度的结冰现象，是北半球纬度最低的结冰海区。中国海冰为一年冰，轻冰年与重冰年的冰情差异很大。

1.2海冰形成

海冰的形成可以开始于海水的任何一层，甚至于海底。在水面以下形成的冰叫做水下冰，也称为潜冰。粘附在海底的冰称为锚冰。由于深层冰密度比海水密度小，当它们成长至一定的程度时，就将从不同的深度上浮到海面，使海面上的冰不断地增厚。渤海水深较浅，海冰的形成从海面到海底几乎同时进行的。

1.3海冰类型

（1）流冰：浮在海面，随风、流、浪的作用而流动的海冰。流冰按冰厚分为初生冰、冰皮、尼罗冰、莲叶冰、灰冰、灰白冰、白冰、冰脊等；按形态分为破碎冰、平整冰、重叠冰、堆积冰等。

初生冰：是由海水直接冻结或由雪落入低温海水中生成，呈针状、包片状、糊状和绵状。有初生冰存在时，海面反光微暗，呈灰色，在阳光的照耀下，出现闪烁的亮光，如图1。

冰皮：冰厚小于5cm，由平静海面直接冻结而成或由初生冰冻结而成，能随波或风起伏，如图2。

尼罗冰：冰厚5-10cm，是有弹性的薄冰，受风浪作用能产生“指状”重迭现象，如图3。

莲叶冰：冰厚5-10cm，直径为30～300cm的圆形冰块，周边有碰撞成的隆起，如图4。

灰冰：冰厚10-15厘米，由冰皮、尼罗冰以及莲叶冰混合冻结而成。表面平坦湿润，多成灰色，比尼罗冰的弹性小，易被涌浪折断，受到挤压时多发生重叠，如图5。

灰白冰（GW）：冰厚为15～30 cm，由灰冰、莲叶冰、冰皮混合冻结而成，表面比较粗糙，成灰白色，受到挤压时大多数形成冰脊，如图6。

白冰：厚度大于30厘米，由灰白冰进一步加厚或在风、浪和流的作用下多次重叠冻结而成。表面凹凸不平，堆积现象显著，形状复杂，分层明显，多呈白色，如图7。

堆积冰：是指碎冰块杂乱地重叠堆积在较大的冰面上，使冰面呈高低不平的状态，有时某些冰块可垂直侧立在冰面上。显然，冰面上堆积冰愈高，相应地侵入水中的部分也愈深，有时碎冰被冻结成一体，很像“冰山”，如图8。

冰脊：由于外力作用下相互挤压成碎冰，其中一部分被抬升到水面以上沿交界线或边缘堆积构成脊高，也称为帆高，同时也有大部分被嵌压在水面以下也沿交界线或边缘倒着堆积构成脊深，也称为龙骨。脊高愈高，则脊深愈深，一般为1：7。在水下冰块间的海水易冻结而形成固结层。

（2）固定冰：与海岸、岛屿或海底冻结在一起，不能做水平移动的海冰，但可以随着海面的升降做垂直运动。固定冰分为沿岸冰、冰脚与搁浅冰，如图9。

沿岸冰：与海岸冻结在一起的冰层，从海岸向海上延伸，其宽度可以相差很大，在潮汐的影响下，沿岸冰有时可做垂直的升降运动。

冰脚：附在海岸上狭窄的固定冰带，不随潮汐做垂直升降运动，是沿岸冰的残余部分。

搁浅冰：是指退潮时留在潮间带的浮冰。

2.中国北方海域海冰发展周期及冰情特征：

2.1初冰期（从初冰日到封冻日）

辽东湾和黄海北部初冰日最早在11月初，最晚在11月底；渤海湾最早在12月初，最晚在12下旬前期；莱州湾最早在12月上旬后期，最晚在1月中旬前期。

2.2盛冰期/封冻期（从封冻日到解冻日）

辽东湾从12月下旬开始至3月上旬；渤海湾从1月上旬开始至2月中旬；莱州湾从1月中旬开始至2月上旬。

2.3融冰期/终冰期（解冻日到终冰日）

辽东湾和黄海北部终冰日最早在3月中旬，最晚在3月底；渤海湾最早在2月底至3月初，最晚在3月中旬末至下旬初；莱州湾最早在1月下旬后期，最晚在3月中旬后期。

3.船舶冰区航行的注意事项

船舶在冰区航行时根据冰量、冰质、本船的船型结构及实际强度，谨慎决定航速，特别是老旧船舶，船壳厚度不够和船体的结构不好更要慎重。冰区航行使用过高的航速，往往导致船体的损伤；而航速过慢，船舶又有被冰围困的危险。船舶通常应采用维持舵效的最低航速，冰量6/10以下，冰厚30厘米可航，超过以上厚度时需破冰船破冰引航，当有破冰船引航时，航速可由破冰船指定。一般冰量为4/10时，可取8节航速，冰量每增加1/10，航速减少1节。当冰量在7/10～8/10之间时，航速不应超过5节。船舶的吃水尽可能大，并有一定的艉倾，使桨叶和舵尽可能没入水下一定的深度。

3.1进入冰区前应做好准备工作

（1）接近冰区前，应注意收听岸上有关当局发布的有关报告和冰情警告，与当地代理、海事VTS等部门提前做好沟通，尽量多收集有关天气、冰况、推荐航线等资料。

（2）调整船舶吃水，一般吃水差应在0.5米到1.5米为宜，冰厚超过30厘米时应保持螺旋桨在水面下1.5米以上。空载或轻载时应设法增加尾吃水，使推进器和舵全部浸入水中，并且保证在任何浮冰的下面，以保证推进器不受损，海水吸口不被冰塞。endprint

（3）只要可行，所有凸出的部件，如计程仪传感器或其它装置等应收进船内。

（4）堵漏材料，如快干水泥、电钻、堵漏毯和木塞等应检查并备妥可用。

（5）做好防寒防冻准备，如备足防寒、防冻物料，放尽甲班消防管道内的积水、对舷梯和跳板绑扎防滑材料等。

（6）针对海冰情况，结合本船当时的强度和技术状态，船长组织甲班部、轮机部相关人员对船舶进入冰区的安全状况进行风险评估，对已识别的风险采取防范措施。

3.2冰区航行的注意事项

（1）进入冰区前和进入后，必须昼夜保持警惕。必要时，船长应增加值班人员，当船舶对水移动时，应注意冰对船的撞击和对船舶操舵性能的影响。

（2）进入冰区时，应尽量保持船首与冰缘垂直，降低船舶冲力，当船首顶住冰块时，再逐渐加车，推开冰块。在确保安全的前提下，尽量选择在冰块松散的海域航行。

（3）冰区航行要特别注意保护螺旋桨，尽量避免使用倒车。倒车时要确认螺旋桨附近有没有浮冰及其它障碍物，还要尽量保持正舵，先用短暂的进车，将尾部的碎冰排开，再开倒车后退，待船有退速时停车。

（4）当船舶对水移动时，应注意冰对船的撞击和对船舶操舵性能的影响。

（5）为保护车叶和舵，应使它们完全浸入水中。必要时，应调驳压载水以增加艉吃水。

（6）改用低位海底阀门，防止碎冰块堵住海底阀门。

（7）无法避免与冰接触时，应让船艏对着流冰，使船与冰之间有合适的角度。如果接近角度不当，可能会使船艏滑开、船身摆动和船艉与冰相撞，造成舵和车叶的损坏。

（8）除非绝对必要，不应在冰区抛锚。如果必须，应选择冰层最脆薄处下锚，锚链长度以不超过水深的两倍为宜（如锚链过长，冰移时容易导致断链）应常备主机并值航行班，必要时立即起锚离去。

（9）如果船的前部被夹在冰中而不能动，可使用下面的程序：全速前进，向一舷做满舵，然后改做另一舷满舵，再回到正舵，然后使用微速后退。如上述方法无效，可调整油水，设法使船身反复左右倾斜或船尾升、降，以松动夹冰，然后倒车退出。

（10）如果船被冰紧紧地包围，脱离的方法是：使用全速倒车，然后全速前进，左满舵和右满舵，船能动一点时，倒车退出。

（11）应避免强制向冰丘突进。

（12）如果航行非常困难和形势严重，船长可以向附近的港口申请破冰船。破冰船引航时，应保持一定距离，密切注意该船的速度变化，加强联系，遵守引航规则。

3.3船舶防冰措施

在零度以下气温中航行时，船的上部可能会有水雾结冰现象。通常发生在有大风将浪花吹向船上或在零度以下温度遇有雾时。这时结的冰粘着牢固、密度高，称作表面滑冰。容易结在桅杆、克令吊和属具上，时间久了会越积越多，最终会影响船舶稳性。

在港内的船舶也可能会发生上部结冰现象。此时，船舶可以依靠专业性的帮助。

当结成大面积的冰，尤其是在前桅上时，可能会影响航行、妨碍船舶的操纵。此时，应尽量调高干舷和稳性，克令吊臂或吊杆应放到最低位置。

为防止冰冻对船舶和设备所造成的损坏，船舶遇到寒冷（室外气温4℃并将继续下降）天气前，各部门即应做好防冻准备，通常应采取如下的预防措施：

（1）甲板上液压机械在使用前应加温。

（2）暴露在外的冷却水系统应加防冻剂。

（3）货舱应关闭（如果不在装、卸货）和停止通风，防止双层底水柜和压载水柜结冰。

（4）前尖舱、后尖舱和其它与船壳相连的水柜不应保持满柜，以防因结冰可能造成的破裂。

（5）甲板管系在使用后，要放尽管中的残水，室外水管包好保暖、在机舱里的管子包上绝缘。

（6）所有的门、窗应关好，尤其是通往机器处所的地方。

（7）室外的灭火器应防止冰冻或移到里面。

（8）救生艇内的水箱应用保温材料包好，或加防冻油防冻。艇内存于固定水箱内的饮用水最多保持容量的85%。

（9）放在甲板上的绳索应用帆布盖好并绑好。

（10）船员或码头工人走的甲板上要采取防滑措施。

（11）磁罗经照明灯应打开，对其加温防冻。

（12）不使用的加热盘管应用空气吹空管中的残水，其它盘管应将蒸汽打开。

（13）要防止在管路中的燃油凝固。

参考文献：

[1]陈登俊.航海气象学与海洋学，2009（06）.

[2]洪碧光.船舶操纵，2008（06）.endprint