日照水域风险浅析及大型船舶操纵

日照水域风险浅析及大型船舶操纵

0前言

十一五期间，我国经济发展迅猛，港口在服务国内经济的同时，建设规模也得以迅速扩张，2010年日照港口吞吐量突破2亿吨，2010年日照港引航站CAP型船舶引领达1300余艘次。随港口建设大的项目不断建成交付使用：岚山港区8#泊位改造15万吨级兼顾二十万吨级泊位六月底投产、岚北港区实华三十万吨级原油码头的投产，岚桥港业两个二十万吨散货码头在建，实华二期工程开始立项等，可以预见未来几年日照口岸超大型船舶来港将大幅度增加。从日照港三个港区自然环境条件来看,港口水域自然水深一般来说相对较浅，人工深水航道较长,航道走向与潮流的交角较大，航道和大船的掉头水域宽度较窄,而相对超大型船舶操纵性能，因其船舶的吃水较深，吨位较大、操纵性能相对笨拙，旋回所需水域较大，如何保证超大型船舶在水深、水域受限、船舶密集、渔船众多、水流湍急、养殖区鱼网碍航等复杂条件的港口区域安全进出，突显超大型船舶引航工作存在着安全风险与挑战，为更好地做好超大型船舶的引航工作，保障引航安全，本文从超大型船舶在港口受限水域操纵时面临的通航环境和操纵性能变化及安全风险进行逐一分析，接合个人引航经验进行分析探讨。 1 超大型船舶的操纵特点

1.1船舶尺度大，船体所受的风流作用力明显增大，尤其是在船舶低速时受风流影响极其明显；

1.2船舶排水量大、惯性大，单位排水量分摊的主机功率小，船舶冲程大，停车和倒车制动性能差。

1.3船体肥大，船舶方形系数大（Cb>0.8）;舵面积比小，舵效差，应舵迟钝，淌航时丧失舵效船速较高，总体操纵性能表现为船舶旋回性好、航向稳定性差。 2 浅水效应影响

从水深与船舶吃水之比也叫相对水深(H/d)的数值来看，港口水域基本属于浅水域。根据对船舶操作运动的实际影响，按霍夫特（Hooft）的研究对浅水域作如下界定：

2.1按照对船体在前进运动中所受阻力影响来看，低速船情况下当H/d≤4。高速船情况下H/d≤10时，即可作为浅水域对待。

2.2按照对船体横向运动所受阻力的影响来看，当H/d≤2.5时作为浅水域对待。同时，该数值也可作为对船舶航行中的操纵性有影响的水深界限。

2.3对于船舶操纵性有明显的影响，并达到易发现程度的水深则应以H/d≤1.5来界定。 就目前我们港口航道水深情况和超大型船舶引航的规定情况来讲，对于CAP型船舶的的富裕水深的界定基本是不小于d10%， H/d远小于1.5，浅水对船舶运动的影响明显。

2.4大型船舶浅水效应的具体表现。从船舶运动状态来看，由深水水域驶入较浅的水域时则出现如下现象：

2.4.1兴波发生变化。兴波阻力增大，极易造成浪損。浅水中大型船舶如果高速航行，所兴起的波浪既高又陡，具有很大的能量，对周围的船舶和建筑都会造成威胁，严重时能导致小船翻沉。另外，船舶还会出现首散波变小，水花声减小，尾波增大，船位及其两侧由于螺旋桨流作用致水混浊；船艉伴流增强，螺旋桨上下桨叶推力之差较深水明显，船体振动加剧。

2.4.2附加质量、附加惯矩增加。船舶在水中运动的同时，会带动周围部分的水一同运动。船舶前进运动、横移运动时，相当于在船舶本身质量上增加一部分质量，增加的质量称为附加质量；船舶作回转运动时，会比船舶本身转动惯矩相应增加一部分惯矩，增加的惯矩部分称为附加惯矩。在浅水域，附加质量和附加惯矩较深水中会又明显增加，而且相对水深H/d越小，增加越大，当H/d≤1.5时，增加倍数将急剧增大，而且增加的倍数还与船体形状及航速和旋转角速度有关。

由于浅水中附加质量和附加惯矩的增加，船舶在浅水中就很难加速，要使加了速的船舶减速也很困难。同时，船舶在静止中使用同样的拖力的拖轮来转首时，在浅水中的转首运动要比深水中来得慢。在引航实际工作中，体会颇深，在操作中富裕水深在10%d时，拖轮顶推十分困难，耗时很长，在引领时要充分考虑。

2.4.3 船速下降。船舶航行于浅水中，与深水相比，船体周围压力剧烈变化，出现船体下降，纵倾增大，兴波增强，向后的流速增加，使船体阻力增加；推进器盘面附近伴流，涡流的增加使推进器效率下降，因而使船速下降。

在大连海事大学三十万吨级船模实验中，三十万吨油轮满载进靠实华码头，船舶吃水20米，全速进口，速度最快9.8节；实船操作中，在全速情况下，基本要航行7-8海里左右速度才能达到9-10节。

2.5浅水对冲程的影响

2.5.1停车冲程。浅水行船由于船体周围压力变化剧烈，造成船体下沉，纵倾增加，兴波增大，二维流速增加，从而增大了船体所受到的阻力。同时，由于推进效率降低，总的来看，会使船舶在浅水中的冲程有一定程度的减小，特别表现在刚停车后余速较高的一段时间内，浅水阻力增大得比较显著，对降低速度，减少冲程起重要作用；当降速至较低船速时，因为上述作用因素的减弱，减速情况趋缓，所以对减小冲程的作用也将减小。我们在实船操作中，无论是大船停车降速，还是利用拖轮拖拽降速，感觉明显的事实就是停车或拖轮拖拽降速初始阶段，大船降速很快，但在降至3节左右时，速度下降开始减缓，有 …… 此处隐藏：4507字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……