超大型矿船在上海宝山北锚地抛锚方法浅析

文丙奎

摘  要：超大型矿船船舶尺寸大、吃水大、惯性大，受潮流等环境因素影响也大，加上上海港宝山北锚地水域狭窄，安全抛锚令人关注。在长期引航实践的基础上，结合分析Cape size级超大型矿船的操纵特性，讨论如何保证其在宝山北锚地安全抛锚。

关键词：超大型矿船;寶山北锚地;锚泊作业

0 引 言

上海港位于长江三角洲前沿，处于我国大陆海岸线之中部，位于长江东西与海上南北运输大通道之交点，扼长江入海口，是我国沿海的主要枢纽港，是对外开放、参与国际经济大循环的重要口岸，加上上海港为进出长江的必经之路，船舶流量巨大，随着我国矿石煤炭等大宗散货进口的激增，进靠上海和长江沿岸港口的超大型矿船也日益增多，超大型矿船进上海港主要是靠宝钢主原料码头，航经上海港的超大型矿船大部分进出长江沿岸港口，因上海港锚地资源紧张，正常情况下超大型矿船都是进口时直靠码头或直接进长江，出口时直接出长江口，不会在上海港锚泊，但在能见度不良长江航道关闭或船舶故障需要修理等特殊情况时也需在上海港锚泊，上海港适合超大型矿船锚泊的锚地只有宝山北锚地，所以如何安全地操纵超大型矿船在宝山北锚地抛锚是一个值得探讨的课题。

1 宝山北锚地概况及水文状况

上海港宝山北锚地位于宝山北航道北侧，供大型及超大型船舶待泊、候潮、防台、补给、交接及应急等使用，VTS规定船舶在该锚地连续锚泊时间不得超过72 h，VTS频道为CH73。锚地范围大致由81号浮、85号浮、Q11浮、Q13浮所所围成的长约3.5 n mile，宽约0.4～0.6 n mile狭长水域，分为宝山北锚地（应急专用）和宝山北锚地两个区域，如图1所示。海图水深最大21 m，最小16 m，但水深常有变化，尤其是在夏季长江洪峰或夏秋季的天文大潮汛过后，水深更容易出现变化，这一点要引起我们的注意。为此，要经常注意查阅最新海图资料及航行通告。底质为泥沙，锚抓力较好。夏季为东南季风，冬季为西北季风。属于非正规半日潮，一天24 h中有2次高潮、两次低潮，潮流为往复流，锚地里有2次涨流2次落流，涨流流向约为300°，落流流向约为120°，初涨大概为中浚高潮前1 h，初落大概为中浚高潮后4 h，涨落流时间大致为5 h和7 h，大潮讯时最大涨流流速2～3 kn，落流流速3～4 kn，潮高可参考石洞口潮位站。转流时段锚泊船因锚爪翻动容易发生走锚。

2 超大型矿船操纵特点

通常把DWT 8万 t以上、LOA 250 m以上的船舶称为超大型船舶，超大型矿船是其中的一种，其主要特点是船型肥大，方形系数大，长宽比小和吃水大，超大型矿船与普通万吨级船舶相比在操纵性能上有很大的不同。以Cape size级矿船“CHRISTINA J”为例介绍超大型矿船的操纵特点，该船总长292 m，型宽45 m，型深24.8 m，总吨91 373，净吨58 745，夏季载重吨177 832 t，夏季吃水18.322 m，夏季满载排水量202 712 t。

2.1 航向稳定性和应舵性差

航向稳定性、应舵性与旋回性具有相反的特性，通常旋回性好的船舶航向稳定性和应舵性差，超大型矿船就具有这种特点，航向稳定性差，对操舵的应舵性也差，从开始操舵到进入稳定旋回，要花很长时间。尤其在航行条件复杂的侠水道中航行或港内当停车时，其操纵更为困难。

2.2质量大，惯性大

超大型矿船排水量大，每单位排水量所分摊的主机功率远比一般货船低，惯性大，机动操纵非常呆笨，停船性能也很差，如：“CHRISTINA J”轮，夏季满载排水量为202 712 t，主机功率仅为22 920 ps。该船满载全速倒车冲程5426 m，耗时约15 min，停车冲程6680 m，耗时近25 min。压载全速倒车冲程3 300 m，耗时约12 min，停车冲程4508 m，耗时约20 min。

2.3 水线上下面积大，受风流的影响大

超大型矿船船体庞大，在空载风大和满载流急时要特别谨慎操纵，正确估算风流压，留足余地，尤其在侠水道航行、靠离泊作业、狭窄拥挤水域锚泊作业时。

2.4 旋回性好，旋回中速度下降大但浅水效应明显

超大型矿船船体肥大，与瘦长型的集装箱船相比具有更好的旋回性能，其旋回直径D和船长L的比值较小，也就是旋回性能较好，即K值较大。CHRISTINA J轮满载全速旋回直径为995 m，为3.4倍船长，压载全速旋回直径854 m，为2.9倍船长。旋回中速度下降大，旋回一周后速度约减少60%。但超大型矿船受浅水效应的影响非常明显，当H/d=1.25时的旋回圈约比深水中增大70%，且旋回中的速降也会变小，除此之外，超大型矿船在浅水中的舵效也会变差，淌航中丧失舵效的时间也出现得更早。长江口深水航道维护水深为12.5 m，进口矿船都是乘潮进口，吃水一般控制在12 m左右，所以富裕水深非常有限，航行、靠泊、进锚地时尤其要注意浅水效应的影响。

3 抛锚前准备工作

超大型矿船具有载重量大、吃水大、尺度大、惯性大、船舶机动性差、低速时操纵困难等特点，其在锚泊作业中面临更大的困难和风险。得到去宝山北锚地抛锚的指令后要提前向VTS申请锚位，通过询问VTS，使用雷达、AIS、视觉瞭望等有效手段核实锚位是否清爽，与其他大型船舶间的距离不少于0.5 n mile，宝山北锚地面积狭小且锚位紧张，有时还有捕鱼船在锚地作业，如遇锚位被占用时要及时联系VTS寻求帮助。与之相邻的宝山北航道狭窄且交通流密集，大小型船舶混迹其中且交通流方向复杂，要谨慎操作特别要关注进出锚地的船舶动态，提前联系协调行动。

分析进入锚地时的风流情况，超大型重载大船应主要考虑流的影响，预估流向流速，为控速和如何驶向锚泊点做准备。

了解船舶的主机功率及倒车功率、锚的类型及锚链长度、锚机刹车性能、通讯及导航设备等，与船长确认上述相关设备是否处于良好状态，督促船方提前检查做好准备。宝山北锚地狭小且锚泊船密集，为确保安全，抵锚地前必须选择合适时机进行倒车实验，确认主机倒车正常后方可驶往锚地。

4 进入锚地的方式及速度的控制

一般采用顶流后退抛锚法，顺流时抛锚需要调头，因宝山北锚地及相邻的航道狭窄加上交通流密集，所以顶流进锚地抛锚相对顺流进锚地抛锚操作更简单也更安全，如条件允许， 尽量选择顶流进入锚地。超大型船舶停船性能較差、排水量大、惯性大，这就要求及早控制速度。顶流抛锚一般在距锚位4 n mile外就应慢车而且还应根据当时的流速情况灵活掌握，流速越缓越要及早慢车、停车，可参考下述经验减速法，距锚位3 n mile时控制在 7～8 kn速度;距锚位 2 n mile时，控制在 5～6 kn速度;距锚位1 n mile时，控制在 3～4 kn速度，在倒车前的余速控制在 2 kn左右。根据经验公式计算，速度约2 kn时，使用Full Astern，2～3 min可以将船停住，前冲约半个船长，这样的速度控制可避免长时间的倒车导致船艏大幅度偏转而破坏既定锚位。

抛锚时，船艏向控制的好坏直接影响到锚位的精度，理想的状况是抛锚时的船艏向与流向一致，并使船舶的ROT为0，但在实际操作中想做到这一点是非常困难的，主要是由于超大型矿船在抵达锚位前需要一个长时间的停车淌航过程。在这个过程中由于受到风流的影响，会产生满舵无法把定的情况，需要用车来克服，但用车太多又会使余速增加，为了克服这种矛盾，就要减少用车的次数，提前使船艏向保持在与流向一致的航向上航行。在抛锚前想做到船舶的ROT为0也是不容易的事，因为在抛锚前需要用倒车来刹减余速，而超大型矿船在倒车时由于受到深沉、伴流、排出流横向力的影响，船艏向右偏转非常明显，倒车时间越长右转趋势越大。所以在实际操作中是在抵达锚位时尽量减小余速，在倒车之前操左满舵使船舶产生一定的左转趋势，但要特别注意控制好左转趋势的大小，左转趋势太小不足以抑制倒车产生的右转，太大了则会使倒车产生的横向力不足以抵消左转惯性而一直向左转，这一点要根据当时的风、流、船的实际情况及经验判断。倒车出来后要立即加大倒车的功率，缩短倒车的时间。如果有拖船协助也可以将拖船放在右艏顶推来抑制这种偏转。

顺流进入宝山北锚地时如有条件可先掉好头再驶入锚位，如条件不允许可采用抛锚掉头法，由于航道及锚地宽度非常有限，再加上顺流停车淌航时舵效较差，这就要求更要尽早控制速度，一般距锚位5～6 n mile时就应开始慢车，开始掉头之前对水速度控制在3 kn以下，余速越低越有利于对船位的控制，速度的控制要综合考虑锚位水域大小、流速、风向、风速、船舶密度等方面的因素。如：只有1艘拖船协助，应放在船艏顶推;如有2艘拖船协助，则一拖顶艏，另一拖顶艉，这样可以将拖船的功率发挥到最大，还有就是有利于控制船位。接近锚位时应适当拉大横距，当接近锚位约0.5 n mile时启动倒车并使用拖船协助掉头，根据船舶运动趋势及速度衰减情况调整主机倒车功率及拖船顶推功率，使船艏抵达既定锚位时纵向分速度小于0.5kn，开始抛下迎流舷锚，先抛2节入水，刹住，不要多抛，以防拉断锚链，此时如迎流角较大应加大船艏拖船顶推功率以缓解锚链受力，调整主机倒车功率，当船纵向速度接近零时停车，继续指挥拖船将船调转至顶流，当船舶顶流并锚链开始向前时再慢慢松链，一般抛7～8 kn锚链。抛锚过程中应用车控制后退速度，对地退速尽量控制在0.5 kn以内，最好在0.3 kn以下，锚链松至最后一节时如船的后退速度还比较快，可短暂进车抑制退速，以减缓锚链受力。如果掉头后发现锚位不理想，可重新起锚，使用车舵及拖船将船调整到合适位置再抛锚。

另外，可以使用拖船吊尾协助减速，还有如发现没有达到预期的减速目标，可以先使用倒车将速度刹减到既定的速度，再进车稳住航向。

5 落锚方式

超大型矿船由于其锚和锚链重量大、船艏干舷高、锚地水深较大，故在上海宝山北锚地抛锚时不宜采用普通抛锚法，否则容易导致出链速度太快，锚链刹不住而烧坏锚机刹车带，导致丢锚、丢链或锚机受损，为防止锚设备受损，保证抛锚作业的安全，超大型矿船应采用深水抛锚法。具体操作步骤为：当船舶即将进入预定锚位前，将船速控制在2 kn以内，根据锚地水深、潮高、船艏干舷高度，利用锚机将锚松出至离底5～10 m处，抵达预定锚位时，倒车并稍有退速时，可用刹车按普通抛锚法抛出，也可用锚机将所需抛出的锚链全部松出，抛锚过程中船舶对地退速控制在0.5 kn以内，如果使用锚机松出所有锚链，对地后退速度要控制在 0.3 kn以下，因为锚机的松绞速度是9 m/min，相当于0.3 kn，但也不能把船完全停住，否则容易使锚链堆积。

6 结 语

上海宝山北锚地及相邻的宝北航道通航环境复杂，航道及锚地狭窄，超大型矿船停船性能差、排水量大、惯性大，操纵此类船舶进入宝山北锚地抛锚时，要求引航员一定要充分熟悉了解航道及锚地的水文气象及交通状况，熟练掌握超大型矿船的操纵特点及抛锚方法，同时要保持良好的心态，不急不躁，操作上留有充分的余地，极其谨慎地操纵，保证安全。

参考文献

[1] 龚雪根.船舶操纵[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2] 周弘文引航创新工作室.上海港引航操纵汇编[Z].上海：上海港引航站，2019.

[3] 宋波伟.超大型矿船定点抛锚的方法和技巧[J].港口科技，2012（05）.