大型集装箱船在洋山四期顺流离泊操纵浅析

摘要：为了提高码头利用率，满足集装箱船的船期要求，顺流离泊作业已经成为一种常态化的操作模式［1］。上海洋山港在全港区实行了顺流离泊作业模式，但相较于其余2个港区，洋山四期码头（尚东码头）地形影响引起的潮流变化，码头前沿水域和与之连接航道设置的特殊性，以及船舶的大型化和深吃水，决定了这里的顺流离泊难度更高，操作要求更为精细和严格。本文通过介绍洋山四期码头和航道的设置以及码头前沿水域的潮流情况，分析开展顺流作业的风险点和操纵难点，通过实例，结合自身的操纵经验，提出相关操纵要领和建议，为大型集装箱船在洋山四期安全顺流离泊提供技术参考。

关键词：大型集装箱船；洋山四期码头特殊性；顺流离泊；安全

0 引 言

洋山深水港集装箱吞吐量几乎占上海港半壁江山，尤其是洋山四期即尚东分公司的投入运营极大地提升了洋山港的接纳能力。2022年，洋山四期集装箱吞吐量超635万TEU，同比增长11.4%，创历史新高。除了尚东公司扩大生产规模和持续科技赋能之外，上海港引航站洋山分站采用顺流离泊、双向通航、套泊作业等特殊作业方式增加靠离泊方式和手段，拓展靠离泊窗口时间，也起到了很大的助推作用。这些与传统方式不同的操纵模式，增加了船舶靠离泊操纵的难度，对引航安全提出了新的挑战，在洋山四期泊位进行顺流离泊更是如此。本文对在洋山四期顺流离泊存在的风险点和操纵难点，以及具体的操纵方法提出建议，供大家参考。

1 洋山四期码头基本情况

1.1 地理位置及地形特点

洋山四期码头位于颗珠山汊道西侧，岸线长度2 800 m，自东向西依次为1—7泊位，设计靠泊15万吨级集装箱船。码头走向106°/286°，码头前沿水域是由洋山四期码头东端、西端，以及H59、H58、H52、H57、H56灯浮（其中H58、H57是虚拟灯浮）组成的水域。码头前沿水域与港外水道相连是通过位于一期码头前沿宽度为250 m、浚深15.5 m的深水航道，H52和H57的连线是连接码头前沿水域深水航道（以下简称深水航道）的西段入口。码头下角与H56灯浮连线走向355°/175°，距H57虚拟灯浮1.1 n mile，离东侧的蒋公柱岛距离约800 m，如图1所示。

1.2 码头附近潮流特点[2]

如图2所示，洋山四期码头前沿水域总体呈现往复流特征，属不正规半日潮，一日内分别出现两次高潮和低潮。码头前沿涨潮平均流向分别为289°、302°，落潮平均流向分别为107°、120°，实测垂线最大流速涨落潮均为1.57 m/s。洋山四期1、2泊前沿受港内航道和颗珠山汊道两股流的影响，流向复杂多变。深水航道水流流向近乎与洋一期码头走向平行，涨落流分别为310⁰和130⁰。

1.3码头的特殊性

洋山四期码头地理位置特殊，相对于一期、三期码头泊位有其特别之处。如图1所示，由于洋山四期码头与洋一期（盛东）码头走向不一致，相对于洋一期码头相差26°，东端的泊位（1、2、3泊位）并不处于洋一期码头的延长线上，且与深水航道横距较大（从H56灯浮至洋山四期1泊东端垂距有960 m），纵距却很小（从H56灯浮至洋山四期1泊东端纵距只有380 m）。码头前沿水域与连接的深水航道流向不一致，而且前沿与港外航道连接的深水航道宽度仅250m，因此从码头前沿驶入深水航道需要克服着较大的流压，在东端泊位船舶离泊时容易形成大角度离泊方式。洋山四期码头为开敞式码头，四周无明显遮挡，靠离泊时受风影响较大，特别是甲板上集装箱装载层数较高时。春夏盛行南风时，港区内会产生波浪，会大大降低拖船的使用效率。

2 顺流离泊操纵难点分析

2.1顺流离泊俗称“反潮水”离泊，是在顺流条件下进行离泊作业的操纵模式，相对于正常顶流状态下的离泊［3］，它的难点在于：

（1）大型集装箱船船艏是流线型，船艉是方型或近似方型，相对水流有前进速度时，船艉迎流阻力显著大于船头；

（2）通常情况下，由于螺旋桨结构的原因，相同转速下倒车功率小于正车功率，特别是在目前主机主要采用低速机的情况下，该情况更加明显；

（3）顶流离泊时需用正车抑制后缩，螺旋桨排出流可以产生舵力，采用车舵联动有助于操纵。顺流离泊时需用倒车抑制前冲，排出流几乎不产生舵力。

（4）倒车产生的横向力并不能人为控制，有时会不利于船舶操纵；

（5）在船舶后退时，会产生“尾找风”的现象，随着风向的不同，有时也会产生不利于操纵的转头效应。

2.2 洋山四期码头顺流离泊的特别之处。东端码头（1、2泊）落流离泊时，由于码头前沿水域与连接深水航道的水流流向相差20以上，而且横距较大，可供调整船位的纵距较小，船位如果没有放到足够偏南的位置，船舶向下游方向的岛礁和浅滩漂移时，会需要很大角度避让，会形成大角度驶进深水航道，而深水航道的宽度并不足以让超大型船舶横向通过，容易造成危险局面[4]；西段泊位（5、6泊）涨流离泊在掉头时受流影响船舶会压向西边的浅滩，掉头时需要精确控制船位，不能有过大的流致漂移，且在涨流时有着向南的流压，过度掉头有压向南边浅滩的风险。因此为了能够便于在离泊后能够精准地驶入深水航道，为后续正常航行创造有利条件，对离泊后船舶的船位和船艏向控制相较于其他码头要求更为精确。

3 顺流离泊实例

顺流离泊可分为涨水头落流时离泊和落水头涨流时掉头离泊两种情形，各有着其特殊的操纵方式和不同的操作难点。下面分别以这两种情形从操纵实例来阐述顺流离泊过程及关键性操作步骤。

3.1 涨水头落流离泊

洋山四期1、2泊位落流离泊的难度更大和要求更高，这里选取2泊位离泊实例进行说明。

船舶参数及离泊计划：大型集装箱船“HYUNDAI JIPITER”轮，船长334.98 m，船宽45.8 m，吃水12.7 m。计划在唐脑山低潮前1 h ，乘洋山四期2泊涨水头急落流离泊。

船速参数：D.Slow-6.2kn；Slow-9.5kn；Half-12.0kn；Full-15.4kn。船艏侧推3 000 kW。

外界环境及外部因素：当天唐脑山低潮为2005时，潮高0.7 m，估算为落流2〜2.5 kn；离泊时偏南阵风达27.7 kn，为正横方向吹拢风。3艘拖船协助离泊（海港61：马力6 000 Hp；海港33：马力4 000 Hp；新北方9号：马力6 000 Hp）。

3.1.1关键性操作步骤

（1）泊位距港内连接深水航道横距较大，落流时码头前沿流向与港内连接航道走向有20°以上的交角，叠加较强正横吹拢风，离泊后要将船位尽量置于足够偏南，且船艏向要大于港内连接水道走向，以便于正常航行时克服较大的压拢流和吹拢风对船舶的影响。

（2）在船舶离泊的初始过程，若要始终保持里档受流，船艉横移速度就必须大于船艏的横移速度。考虑到此次离泊时有着较强的吹拢风，需把3艘拖船带上，且将2艘拖船置于船艉，保证船艉有足够的拖力。

（3）在离泊的前半段的运动状态是船艏、船艉均向外横移，且船艉横移速度要大于船艏h横移速度，相当于船舶是在逐步左转的过程中。由于离泊后至深水连接航道横距较大，为了缩短离泊时间，船艉就必须展开足够的角度，实践中首向要达到70°〜75°，在拖船的作用下，辅以倒车才能够尽快把船舶后缩至预定的位置（本次操作船艏转至72°）。

（4）在船舶后缩至在洋一期码头延长线上时，根据船舶的后退速度适时调整拖力和侧推，使得船艏逐渐产生右转，一方面逐步降低船舶横向速度，另一方面要使得在到达深水航道延长线时船艏向要达到140°以上（本次操作船艏右转最大达到146°），才能够保证在离泊后的正常航行初始阶段船速较慢时抵消较大的流压和风压。

具体操作示意图如图3所示。其中，位置1为离泊初始状态，位置2为船舶左转极限状态，位置3为船舶右转极限状态，位置4、5为船舶驶向深水航道。

3.1.2注意事项

（1）做好开航前准备和信息交流，向船方交代离泊的注意事项。一般大型船舶第一车有26 s的延迟，因此待尾倒缆解清时，可短暂倒车一次[5]。

（2）在解离船艉缆绳时，船方应快速收妥，避免受流影响绞缠车舵。实践中是船方和码头方协调好，解好一条，尽快收上一条，确保车舵安全。

（3）较大马力拖船应配置在迎流端即船艉，在离泊初始阶段，要特别注意调整首尾拖船的拖力，务必使得船艉横移速度大于船头的横移速度，保持船舶里档受流。由于此时船舶对水存在后退速度，流的作用点偏于船舶后端，船艉的转动力矩大大小于船艏；而且倒车时偏向力使得船艉向左，也不利于船舶左转。因此船艏的拖船只需使用极小拖力即可。必要时船艏拖船停拖，甚至在左转趋势停滞时，可操作侧推向左，确保船舶保持左转趋势。

（4）后退过程中，要时刻关注船舶横移位置，根据横移位置调整船舶转动趋势，实际操作中可以参照盛东码头的西延长线和深水航道的西延长线。

（5）离泊过程中注意三艘拖船的配合使用，必要可调整第三艘拖船至左舷，顶推船艉或船艏来调整船舶左转或右转速度。

（6）防止左转过度，船舶整体压向蒋公柱岛。如果左转不能抑制，可以考虑两次掉头。

（7）要做好应急准备，备妥双锚。

3.2落水头涨流离泊

船舶参数及离泊计划：大型集装箱船“MSC TERESA”轮，船长365.5 m，船宽51.2 m，吃水12.9 m。计划在唐脑山高潮前1 h，乘洋山四期4泊落水头急涨流离泊。

船速参数：D.Slow-3.9kn；Slow-9.1kn；Half-11.3kn；Full-15.9kn。船艏侧推3 600 kW。

外界环境及外部因素：当天唐脑山低潮为2300时，潮高4.98 m，估算为涨流3 kn左右；离泊时偏南阵风达17 kn，为正横方向吹拢风。3艘拖船协助离泊（海港101，马力6 000 Hp；海港102，马力6 000 Hp；海港103，马力4 000 Hp）。

3.2.1关键性操作步骤

（1）落水头涨流离泊，船舶操纵总体上是一个船艏对着码头掉头的过程，相对于船艏背着码头掉头，存在着视觉上的冲击。由于是船艉迎着流，船舶转心位于船艉端，必须待船艏离开码头足够距离后才能令船艏拖船顶推和首侧推向右。

（2）必须确保船舶始终处于里档受流状态。尤其是初始离泊时，一旦外档受流，船艉可能压向码头。在拖船起拖时，首先是船艉拖船得力，让船舶产生右转趋势，船艏拖船再行起拖，使得船舶边横移边缓慢右转。

（3）离泊操纵时应注意控制船舶的前冲后缩。在离泊初始阶段，船舶应该是后缩趋势，保证整个船身是离开码头。在后半段，要注意及时用车抑制后缩，以防后缩过快冲向南边和西边的浅滩。

（4）由于涨流是流压是朝南的，掉头完成时的船位不能离南边线太近，而且航向也无需掉正，以保证正常航行时能顺利地进入连接深水航道。

3.2.2注意事项

（1）同3.1.2.1）项

（2）同3.1.2.2）项

（3）较大马力拖船放在迎流端即船艉。在离泊初始阶段，要特别注意调整首尾拖船的拖力，务必使得船艉横移速度大于船头的横移速度，保持船舶右转的趋势，确保里档受流。可令第三艘拖船顶推右船艉，必要时船艏拖船停拖，甚至在右转趋势停滞时，可操作侧推向右，确保船舶保持右转趋势。掉头后的船艏向在120⁰左右，应适时令拖船、侧推减速，防止右转过度。

（4）做好应急准备，备妥双锚。

具体操作示意图如图4所示。位置1为离泊初始阶段，位置2为船艉拖船顶推，开始向右旋回，位置3为加速旋回阶段，位置4为船舶掉头完毕时状态，位置5、6为船舶驶向深水航道。

4 结束语

创新引领发展，时代呼唤创新。随着港口的发展，以及各种新码头的建成，港航企业有着提升码头泊位利用率的需要，对于拓宽船舶靠离泊窗口产生了实际的需求。而且由于科技的进步，船舶设备的更新迭代也让我们创新船舶靠离泊手段产生了可能性。在充分的理论分析基础之上，了解泊位地形和水文特点，以及特殊的船舶操纵可能产生的风险点，通过实践不断探索，总结出安全可靠的靠离泊方法，以达到为港航企业提供优质服务的目的，助力港口和社会经济的发展。

参考文献

［1］陈健.大型集装箱船顺水离泊南沙集装箱码头[J].珠江水运.2016（3） 92-95.

［2］上海港引航站，上海海事大学.A639洋山四期自动化码头引航效能提升研究（正式稿）34-39.2019年6月.

[3] 李能荣.超大型集装箱船反潮水离泊操纵[J].航海技术.2016 （2） 4-7.

[4] 李景喜，薛松辉.洋山四期码头1、2泊急落潮流靠离泊操纵探讨[J].航海技术.2022（11） 12-15.

[5] 李景喜，张扬.超大型集装箱船洋山深水港顺流离泊操纵[J].航海技术.2023年（3） 4-7.

作者简介：

高涛，高级引航员，在上海洋山港从事引航工作