深圳港蛇口超大型集装箱船靠泊要点分析

2017-04-06 07:06柯文德
世界海运 2017年3期
关键词:船位船首横流

柯文德

深圳港蛇口超大型集装箱船靠泊要点分析

柯文德

介绍深圳港概况、水文和气象特点以及超大型集装箱船舶的操纵特性,分析并阐述该港蛇口集装箱码头蛇口SCT7泊位落潮时顶流靠泊的要点和涨潮时顺流靠泊的要点,为船舶安全引航靠泊提供经验借鉴。

深圳港;集装箱船;引航;靠泊

深圳港蛇口集装箱码头SCT7泊位地处蛇口港区的入口(如图1所示),泊位西边邻近主航道警戒区,泊位走向与主航道走向交角50度左右,与潮流向接近垂直。靠泊该泊位的超大型集装箱船不仅要穿越繁忙的警戒区,还要在完成50度大幅度转向后马上调整入泊速度和入泊角进入靠泊模式,加上受横流影响,使得控制船速和保持船位的操作变得较为困难。因此,引航员引领超大型船舶靠集装箱码头SCT7泊位是项具有挑战性的任务。本文结合作者多年引领超大型船舶靠该泊位的实践和经验,探讨靠泊该泊位的操纵方法及注意事项。

一、港口概况

深圳港位于珠江口东岸,毗邻香港,背靠珠江三角洲,地理环境优越,水陆交通便利,是我国沿海主枢纽港之一,也是我国集装箱干线大港。深圳港主要由西部和东部两大港区组成,西部港区主要包括蛇口、赤湾、大铲湾、福永、孖洲等港区。其中,蛇口港区范围为五湾客运码头东端至左炮台山下与赤湾港区分界处,自然岸线约2 800米,包括客运及车渡码头,杂货、散货码头,集装箱码头等,而集装箱码头是最主要的码头。除客船及渡轮外,船舶靠泊蛇口港都要经过蛇口警戒区横流区域转向进入港区。集装箱码头中,SCT6、SCT7两个泊位可以靠泊15万吨集装箱船,而SCT7泊位由于位处横流区域,靠泊操纵难度大。从安全角度考虑,原本计划只靠泊300米以下船舶,但随着船舶日益大型化,靠港的大型船舶越来越多,SCT7泊位也不得不接纳366米长的超大型船舶,这也给引航工作带来新的挑战。

图1 SCT7泊位

二、水文和气象

1.水文

深圳沿海的潮汐为不正规半日潮混合潮,潮汐日不等现象明显,深圳西部港区处于珠江口东侧,主要受潮流控制,径流影响较小,潮流为往复流。最大潮差3.44米,平均潮差1.36米,主航道涨潮流向320°~355°,落潮流向130°~165°,与水道槽形一致,最大涨潮流速1.48米/秒,最大落潮流速1.91米/秒。随着码头的不断扩建,从妈湾至蛇口三突堤的码头起了导流堤的作用,使流速加快,在洪水期的流速可达5~6节。据实际观察,涨潮流一般滞后1小时,落潮流一般滞后1.5小时。

2.气象

深圳常年受季风影响,冬季多为东北风,夏季为东到东南风,每年的夏秋季节常受来自太平洋和南海台风的影响,全年平均有8天风力达6级以上。全年雾日集中在东春两季,北风转南风时会出现浓雾,2、3月最多,能见度小于1 000米的年平均雾日,西部港区为12天,东部港区为22天。

三、超大型集装箱船舶的操纵特性

超大型集装箱船舶的主要特征是线型尺度大和吃水大,但方形系数比超大型油轮略小;船舶排水量大,相应的船舶载重量也大,每单位排水量的主机功率较比一般货船低;惯性大,变速机动操纵异常呆笨,停船性能也较差;旋回性好,旋回中速度下降较大;船舶侧面积大,吃水深,受风流等外力的影响也大;浅水效应和岸壁效应显著,港内低速运动中舵效差,反应迟钝,航向稳定性差,追随性差;船舶转向惯性大,一旦趋势形成不容易改变。在港内受限制水域,由于回旋空间所限,因此对船舶操纵要求特别高。

四、落潮时顶流靠泊要点

1.准时上船

引航员准时上船对超大型集装箱船舶靠泊SCT7泊位来说非常重要。靠泊引航计划一般会安排在缓流阶段,也就是平潮前后1小时内,但是由于深圳西部港区交通繁忙,同一时间几艘船同时进出的现象经常发生,往往前后相差仅1个小时,如果引航员不能及时上船就会错过最佳靠泊时机,也会影响其他船舶的航行。所以,引航员应该尽量提前到达登轮点,宁可人等船,不可船等人。

2.警戒区的避让

从烂角咀引航员登轮点到蛇口警戒区只有2.0海里,航行距离很短。因此,从安全引航的角度出发,引航员尚未登上被引领船舶之前提前进入准备引航状态,有助于上船后尽早熟悉周围环境。引航员在被拖轮接送到引航员登轮点的过程中,就应该在拖轮驾驶台上保持瞭望,守听高频,并观察了解进出口船舶的动态,分析判断跟本船安全航行相关的船舶动态。引航员登上被引领船舶后要首先了解本船所处位置,周围其他船舶的动态,其中要重点了解蛇口港进出船舶动态及协调避让。在引航过程中,引航员要预估到达警戒区的时间及可能在警戒区交汇的目标船,尤其要注意靠航道右侧航行的来往于香港和广州的小船。这些小船航行杂乱无章,经常在警戒区斜穿航道,随意性较大,而且一般速度较慢。因此,大船进港时应尽量保持安全航速,择机寻找空当转向进港。同时,引航员还应充分利用AIS、VHF及其他助航设备,必要时让拖轮协助避让。

3.速度的控制

船速的控制也是成功靠泊SCT7泊位的关键。船舶到达K1号灯浮前的速度控制非常重要,船舶在正横K1号灯浮时船速保持在5节以下为宜。因为经过K1号灯浮后船舶航向要大幅度右转50°,受横流影响为了保持航向,保持安全船位,调整入泊角度,船舶主机大部分时间必须保持进车运行以维持舵效,少有停车淌航减速。而且超大型集装箱船低航速一般在7节左右,因此,在此期间船速不但不会下降反而还有所增加,不利于安全靠泊。落潮时船舶顶流,速度相对容易得到控制,必要时可停车淌航,短时间微速进车以保持舵效。总之,要在船舶到达K1号灯浮前控制好安全速度。

4.转向的操纵

船舶过K1号灯浮后不宜为了抢上游而太迟进行右转向。由于大型集装箱船舶旋回性差,为了控制安全靠泊速度采用主机低转速,而且每艘船舶的特性都不一样,当船舶向右转向后左舷受横流影响,根据船舶操纵原理,此时由于船速向前,转心前移,左船尾受到横流的作用形成的转船力矩不利于船舶右转,降低船舶的转头速率。因此,对于转向操作应该早施舵,慢转向,在运动中调整,在转向过程中根据实际船位情况适当调整转头速率,使船位保持在航道中间(如图2所示)。同时,引航员要有心理准备,不要寄希望于一次性转向到位。如果转向太迟则可能由于船舶舵效不佳、转头速率低,而导致船舶来不及转向而冲向码头的风险。如转向达不到预期效果而可能发生冲撞码头危险时,引航员应该果断倒车把船停住,然后在拖轮的协助下重新调整船位再进行靠泊。

图2 K1号灯浮附近航道及船舶位置

最理想状态是保持船舶连续缓慢转向直至稳定在合适的入泊角,使船舶轨迹形成一条平滑的曲线。根据船位适当调整转头速率使船舶保持由下游向上游移动,保持转向的连贯性,避免出现航向左右摇摆或者较大角度调整的状况,尤其要避免出现向右转向过快而需要大角度反向调整的状况。一旦发生这种状况,将会导致船位向下游偏移,船尾大幅度右甩造成搁浅的风险。还可能由于舵效不佳(左船尾受到横流的作用,主机低转速),无法扭转左转趋势而导致碰撞码头的危险。如出现这种情况,必要时应该加大主机转速增强舵效,同时请求拖轮协助,尤其是船尾的顶推。转向后船舶将很快到达泊位前沿,因此要尽快调整好入泊角度,可供调整时间的时间不多,否则就会错过入泊的最佳时机。

按照港口习惯,经过K1号灯浮转向前一般靠右航行,这样转向阶段船舶受横流作用时间短,船位偏移小,但相应地转向过程短,要求在较短时间内完成转向,调整船位,调整入泊角等操作,难度较大,需要精确的判断和操纵。如果没有出港船的影响,转向前本船可以在航道中间或航道左侧航行,这样转向时受横流作用时间长,船位偏移大,但有较多时间可供判断流压差,调整船位,调整入泊角,也有较多时间淌航减速。因此,缓流阶段后一操纵模式更为可取。

转向过程中,引航员应尽量使用舵角的口令,即具体的舵角度数,而避免发出“转到……度”或“向左……度”的口令。因为从K1号灯浮至码头的转向过程中,各阶段的风流影响各不相同,尤其船体受流影响不均匀,变化很大,船舶的舵效和转向效果也各不相同,水手操舵技术水平参差不齐,同时还不了解现场风流的变化情况,容易造成转向或把定的效果不如预期,不能及时调整到需要的航向,延误靠泊时机。而引航员自己熟悉现场情况,根据船位的具体情况直接发出具体的舵角指令可以避免沟通误会,达到良好的操纵效果,容易达到自己的操纵预期,以便在有限的时间内迅速调整好船速、航向,为安全入泊创造良好的条件。

大型集装箱船驾驶台位置多位于船体靠前部分,以366米长的15万吨集装箱船为例,一般其驾驶台位于距离船首1/3船长处,前方盲区小,但是尾部盲区大,所以该类型船舶在驾驶台操纵时看不到船尾的运动状况,不像尾机型船舶在驾驶台可对本船的动态一目了然。古人云:船首一尺,船尾一丈。操纵这种船型时对船舶的转向率和移动态势的判断也不同于普通的尾机型船舶,从视觉上观察,船首向小幅度变化时会感觉船尾大幅度偏转,所以适应该类船舶的操纵需要一定时间的经验积累。经过K1号灯浮后的转向操纵过程中,引航员既要下达车舵令调整船位和航向,又要瞭望避碰让清航标和他船,同时还要保持与拖轮、码头的联系,分身乏术。因此,引航员要充分利用GPS、雷达和电子海图等助航设备的辅助作用。由于船尾部分比较长,盲区大,在到达K1号灯浮前可在雷达上设置好安全距标圈,量程为驾驶台到船尾的距离加上50米的安全量,这样便于引航员在驾驶台里就可以通过雷达了解船尾与其他物标的距离,减少频繁到驾驶台两侧瞭望的工作,专心于驾驶台里的操作。同时,也可以参考电子海图的船位模型,让船长调整到实际船型尺寸,这样有助于直观地了解实际船位以及偏离航道的情况,为下一步的船位调整、入泊角调整提供有力的支持。

5.靠泊的操纵

当船首正横S2号灯浮后,左侧横流逐渐减弱。当船首过SCT7泊位南端后,引航员应该注意到此时由于船首左侧部分不再受横流作用,但左后部分仍然受横流的作用,前后流压差构成的转船力矩会导致船舶有向左转的趋势。一般到此位置,船舶已经停车淌航准备入泊,舵效不好,航向稳定性差,不易把定,引航员应该预见到这种态势,提早施舵抑制或者在停车前使船舶保持微微右转的趋势。同时,应该提前让船尾右舷拖轮靠近准备顶推,船首右舷拖轮离开准备拖拉,首侧推也要做好准备,必要时可使用右舵进车抑制偏转。

调整入泊角度与入泊速度。经过K1号灯浮转向进入蛇口航道后,调整好入泊角,当船首过蛇口港2号灯浮航向稳定后,就应停车淌航减速,同时令右侧首尾拖轮靠近准备顶推稳定航向。船首正横SCT7泊位南端速度控制在4节以下为宜,在能维持船位保证安全的情况下尽量降低入泊速度。因为大型船舶惯性大,停船不易。如果入泊速度过快就要用后退二、后退三甚至全速倒车来停船,而快速倒车产生的致偏效应将使船首严重向右偏转,在速度较高情况下拖轮和侧推器的辅助作用有限甚至没有效果,不能抑制船舶的偏转,船位摆不好,导致不能顺利入泊甚至冲撞码头的风险。当拖轮加上侧推的合力不足以克服倒车产生的致偏效应时,船首将严重右偏而自身的横向分速度将使船首远离码头增加靠泊难度。因此,在保证右侧可航水域足够的情况下,可让船位稍偏于航道右侧,加大码头的安全横距以便于入泊时可以增大入泊角度,这样即使船首右转一定角度也还可以维持适度的入泊角,在船舶倒车减速过程中自身的横向分速度使船舶逐渐趋近码头,减小靠泊难度,使靠泊过程更安全流畅。

6.拖轮的使用

拖轮应该提前到位,并参与协调与他船的避让。过K1号灯浮前应该带好拖轮的拖缆,尤其是船尾拖轮,以便在转向入泊过程中必要时协助大船减速,转向或稳定航向,甚至必要时可以协助维持船舶的船位安全。因船首有侧推器,一般小功率拖轮带船首,大功率拖轮带船尾。

五、涨潮时顺流靠泊要点

同样,过K1号灯浮转向前控制好速度,然后择机转向穿越警戒区。对超大型船舶来说,顺流航行速度控制更为困难,停车淌航则容易失去舵效,如果不停车淌航又不能降低船速,达不到安全转向靠泊的目的。如果横穿警戒区的小船多,等待时间较长,则船位维持困难。因此,这种情况下应该提早减速,停车淌航,必要时短时间进车增加舵效维持航向,同时提前带好拖轮,必要时帮助减速或稳住航向。

经过K1号灯浮时的转向应在保证水深安全的情况下抱紧K1号灯浮转向(如图3所示),尽量抢占航道右侧,克服流压差为入泊角度创造空间。如果船位偏右与码头有足够安全距离,就能够早点使用车舵向左调整增大入泊角,一者留有宽裕时间淌航减速,减小倒车侧偏力的影响;二者可充分利用流压以及船舶自身运动的横向分速度,有利于靠泊的顺利进行并减轻拖轮的工作。经过S1号灯浮后,抢上游,此时船位应位于航道右侧,这时船舶离码头的横距较大,有足够的空间抵消流压导致的漂移。因此,可使船首向往左调整入泊角。最好使用车舵调整,拖轮、侧推器辅助。当船首经过码头角后,右船首部分受横流影响减弱,中后部分仍受横流作用,船舶既有拢岸的速度又有右转的趋势,开始倒车减速后叠加上侧偏力的影响,船舶右转趋势加剧,导致船尾拢岸速度加快,如果码头横距较小甚至有碰撞码头的风险。这时应该根据船首向岸标观察判断船舶的横移速度是否安全,也可参考船舶靠泊仪显示的速度,根据速度大小来调节拖轮和侧推器的使用。如果拢岸速度过快则不应为了抑制船首右转而一味加大船首的向左顶推作用。这会加剧船舶的拢岸速度,这时应该让船尾拖轮向右横拖,减缓船舶的横移又可抑制船舶的右转。如果船舶横移速度小而船首向右偏转则应加大右首顶推作用,调整合适的入泊角和靠泊速度。当发现拢岸速度过快而拖轮和侧推器无法纠正,有碰撞码头的风险时,应停止倒车,右舵进车加速离开码头,稳住船舶后再倒车回靠或掉头后靠泊。

图3 抱紧K1号灯浮转向

大型重载船舶的偏转趋势一旦形成就不容易改变,尤其是在倒车减速阶段,只能使用拖轮和侧推器辅助无法用车舵纠正时更是如此。因此,调整靠泊角时无论左转或右转都要缓慢进行,发现船舶不利偏转时要在旋转初期及时抑制纠正。有前进速度时船尾拖轮辅助效果更好,有碰撞危险时要果断使用车舵调整。

如果潮流太急或大风天气,船速太慢则无法抵消风流导致的漂移,船速太快则无法在到达泊位前安全停船及靠泊。因此,在没有把握直接进行靠泊的情况下,应该根据风流实际状况保持安全航速通过横流区域进入蛇口港池的掉头区,安全停船后根据情况采取倒车回靠码头或掉头后靠码头。但这种操作方法需要较长时间占用航道,严重影响其他船舶靠离泊的正常进行,而蛇口港区繁忙,来往船舶众多,因此在不得不采用这种靠泊方式时应该提早联系其他进出口船并告知本船的操作意图,尤其对同一时间的进港船,最好让其先进或提早减速保持安全距离。

六、结束语

随着航运业的快速发展,船舶大型化趋势越来越明显,船舶的操纵性能也越来越多样化,引航风险也相应提高。这就要求我们要与时俱进,通过实践和学习积累不同环境下的实操经验,为将来的工作打下良好的基础,尤其应该因地制宜,提早做好引航计划和应变措施,并且在引航过程中根据船舶性能的实际表现和环境条件的变化调整引航方案,确保引航安全。

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.03.008

柯文德(1970—),男,深圳港引航站,一级引航员

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