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实华航道超大型船舶编队乘潮进港间距探讨
作者:日照港引航站  点击次数:2429  发布时间:2016-02-24 08:49:43

许得利 

(日照港引航站  山东日照  276826  rzgyhzajk@126.com

 

【摘要】日照港岚山港区实华码头与岚桥港共用一条深水航道。目前实华码头已有两个三十万级原油码头投产,岚桥港已有三个十五万吨级泊位投产,一个三十万级矿石码头待投产。由于受航道水深的限制,满载的超大型船舶都需要乘潮靠泊。船舶的靠泊密度加大,势必要在同一潮水靠泊。在目前的通航环境下,编队进港的超大型船舶之间的安全间距值得探讨。

【关键词】 间距   超大型船舶  速度  安全

 

0前言

 随着日照港岚山港区实华码头二期的投产启用,三期泊位即将建设,岚桥三个十五万吨级泊位投产,一个三十万级矿石码头使用在即。满载VLCC、“好望角型船舶的密集到来,加剧了航道的使用频率及密度,不但每一潮水有船靠泊,而且同一潮水要有两条大型船舶同时靠泊,这为引航工作提出更高的要求。

 

1实华深水航道、岚桥航道概况及岚山港区潮流、潮汐情况

1.1实华深水航道、岚桥航道概况

实华深水航道走向263/083度,长度约14.5海里,宽度为390米,水深为19.7米,(301浮至345浮);引航员登轮点位于沿实华深水航道301浮向东2.8海里,距离实华30万吨级原油泊位的港池约17.3海里;

岚桥航道的走向为295°115°,长度约1.1海里,宽度为320米,水深为17.7米,339#浮标为实华航道与岚桥航道的共用浮标。

根据岚山港区潮位观察资料,本港潮汐性质属规则半日潮型。涨潮流流向主要集中出现在SW~W,落潮流流向主要集中出现在NE~E;最大流速频率由表层到底层依次递减,涨潮流平均流速大于落潮流平均流速,涨潮历时5小时54分钟;落潮历时6小时54分钟,涨潮流历时小于或等于落潮流历时。

理论分析进港安全间距

根据船舶编队乘潮进港实际要求,前船为30万吨级油轮,后船为15~30万吨级散货船,船舶吨级较大,航道较长,根据藤井和Goodwin二者模型优点结合起新的领域模型分析,可以对本情况在一般安全水平及充分安全水平下的船舶安全间距进行计算:

H={

γ(v.tr+d+Lfа   一般安全水平GSL

γ( v.tr+d+Lfs   充分安全水平ASL

 

 

                         

 式中:γ下为货种安全系数,本项目前油船,后散货船,结合船舶吨级,对照表3-13,γ取1.53

     V船舶航速(假设前后两船保持一致航速),取港内航速8kn;

     tr表示后船驾驶员反应时间(S,在前后船保持实时、有效沟通联系的前提下,取5min(300s);

     d表示停船后,后船船首至前船船尾的距离(m),参考油船泊位与其他货品泊位的防火安全间距,取150m;

Lfа为后船倒车冲程(m),根据分析得出,20万吨级散货船8节航速下倒车冲程约为1400m,故Lfа1400m

Lfs为后船停车冲程(m),根据分析得出,20万吨级散货船8节航速下停车冲程约为7000 m,故Lfs7000m

以上参数代入上式可得:

H={

4244m/2.3nmile/13.6L(后船船长)    一般安全水平GSL

12812m/6.9nmile/41L(后船船长)    充分安全水平ASL

 

 

经计算,在一般安全水平下,本项目前后两船间距需保持2.3nmile以上,若要达到充分安全条件,需保持6.9nmile以上。

    根据本项目船舶进出港实际情况,在跟随船可采取全速倒车制动的前提下,前后两船间进港安全间距最小为2.3nmile,若跟随船制动性能不足(较差),则需在2.3nmile基础上进一步增加安全间距,为了便于船舶驾驶员操作前后船安全间距取3nmile

超大型船舶编队进港使用航道情况分析

3.1 小潮汛(最高潮高在520cm以下)时

VLCC或“好望角型船舶单独靠泊时,按通常做法,VLCC在高潮点时应到达339#-343#浮标之间;靠泊岚桥港的“好望角型船舶在高潮点到达339#浮标附近。如果两条船利用一个潮水进港,首先保证VLCC的正常进港及靠泊。“好望角型船舶与VLCC应保持一定的安全距离,根据潮水情况,通常做法一般以相距3海里为宜。以此为标准进行计算。引航点距离3012.8海里,即VLCC到达301#浮标附近时,“好望角型船舶到达引航点。按照习惯做法,此时VLCC速度约为10节,而“好望角型船舶速度一般6节以下。如果以这个速度到达301#浮标需28分钟多。所以两船间隔二十到三十分钟内登轮比较合适。VLCC保持10节速度到达331浮时15对浮筒约为10.5海里,约一个小时。而“好望角型船舶速度到10节需一个加速过程。如果“好望角型船舶到达301浮正好10节,在引航点上船速度为6节,以平均8节计算,到301浮需21分钟,而VLCC21分钟后已经到达311浮,间距为3.5海里,满足安全要求。根据计划及通常做法VLCC高潮点到达339浮的速度为6节,331浮距离339浮为2.8海里,以10节到6节,平均速度为8节计算需21分钟,如果以保持3海里为宜,这时“好望角型船舶应到达331浮。此时VLCC已过岚桥航道,不再碍航后船,两船间距可以适当缩短。“好望角型船舶高潮点可以到达333浮。所以可以将325浮至333浮之间作为“好望角型船舶高潮点的到达点。如果间距较大,“好望角型船舶高潮后进港所需时间较长,此时落水时间较长,流水变急,到达岚桥航道后,切变流变大,不利于“好望角型船舶操纵。所以两船保持一定安全间距是关键点。既不能太近也不能太远。后进的“好望角型船舶依据安全间距进行控速,调到合适速度,相距安全间距,有利于安全操控船舶。如果“好望角型船舶在高潮点后超过一小时即较长时间后到达岚桥内航道,小时间落水差超过半米,非常不利于大船操控,应避免。

3.2大潮汛(高潮潮高大于等于520cm)时

按计划,VLCC高潮点船位应在333#335浮标之间。为了后进的“好望角型船舶,按照VLCC高潮点到达335浮计算。以3海里间距为准,此时“好望角型船舶到达327浮附近。327浮距离339浮为4.2海里,以平均8节速度计算需32分钟,在可控范围。因大潮汛时,流水较急,高潮后一小时的小时间落流差往往大于半米,这时船舶到达岚桥航道时,不利于操控。所以应尽量前提,尽量保持“好望角型船舶与VLCC的间距为3海里左右。即此时“好望角型船舶应到达327浮附近。

按照靠泊VLCC的一般操作规程,引航员于高潮点前1小时40分在引航点登船。在间距上我们以3海里间距为宜。在时间上,登“好望角型船舶时间相依延后半小时(VLCC为主,“好望角型船舶为辅)为宜。按照“好望角型船舶最迟到达321浮计算,到达339浮需47分钟低于50分钟为限。321浮距离引航点约为10海里。以6节速度上船,当船到301浮速度10节后恒速到达321浮,时间以70分钟计算。在高潮点70分钟时,VLCC已进港半小时,即进入301~303浮附近。此时正是上“好望角型船舶的最晚时间。所以登“好望角型船舶的最晚时间应在登VLCC后半小时左右。如再晚,“好望角型船舶很难在高潮点时到达321浮,将会在靠泊时极大地增加操纵难度。

3.3超大型船舶编队进港实例

时间:2014912  高潮0730时,潮高575cm

船舶资料:“远荣湖”(VLCC)船长330米 船宽60米 吃水19.9

     “万山” (“好望角型船舶)船长289米,船宽45米 吃水17.7

两船计划同一高潮使用实华深水航道分靠实华30万吨级原油码头和岚桥港。因为恰值大潮汛,按照计划,VLCC在高潮点时到达335浮。引航员于0600VLCC0630上“好望角型船舶。0630VLCC301浮进航道,速度10.2节,0642引水上“好望角型船舶时速度4.4节,VLCC速度已经11.4节,两船相距5海里。“好望角型船舶加速,最高达到10.4节。高潮点VLCC按计划到达335浮,而“好望角型船舶则到321浮,两船相距4.9海里,在计划内。0825时“好望角型船舶平339浮,已是高潮后55分钟。由潮汐表得知,八点半到九点半的落潮差为61cm,已超过半米,因大潮汛,流水变大,加大了操纵大船的难度。实际中,的确如此。特别是当“好望角型船舶平401浮时,船速5节,向右转向时,舵效变得极差,用小舵角右转,左满舵把定,很长时间不能把住,而且大船已加到“FULL”,且船首已偏出403浮。当船首回到航道要求把定时,船首却一直向左偏,右满舵长时间把定不回来,借助大船左首及右尾的拖轮全速顶推。造成很大的心理压力。事后分析原因主要有以下几点:1、船速降低,舵效变差。因离港池越近,必须减速航行,控好船速,控好船位。且转向时提前降速。2.相对来讲,由实华航道进入岚桥航道,自然水深由19.7米减为17.7米,浅水效应变强,舵效变得更差。3.切变流明显。因岚桥30万吨级码头向东延长有二百多米,切变流范围自然向东向南推移,落水来时,受西南来流影响明显,大船左首先受流右转明显,而后左尾吃到流,船首左转明显。4.大潮汛时,涨落流速变大,大船没能提前赶到该区域,流速增大,加大了操船难度。

0905时,“好望角型船舶安全靠泊岚桥港,VLCC也安全靠好码头。

通过这次实践靠泊,更充分证明了两船间距应以3海里为宜,而且在不同潮汐中,应相应调整两船间距,并且登轮时间相差半小时左右。

    4 超大型船舶进港应急处置分析

    大型散货船舶吃水控制在18.5米以下,按乘潮3h,乘潮水位3.45米计算分析,在前船突发意外事故时后船若采取旋回掉头的措施驶离事故水域,则航道外海图水深不小于17.4米。

                      

序号

项目

单位

取值(m

备注

大型散货矿石船

1

T

m

18.5

大型散货船舶近期限制最大吃水

2

Z0

m

0.9

航速10kn(中作业区深水航道最大航速)

3

Z1

m

0.6

 

4

Z2

m

0.8

进港波高2 m

5

Z3

m

0.15

 

6

Z4

m

0

港区近期无回淤

7

总富裕

m

2.45

 

8

D

m

20.95

 

9

乘潮水位

m

3.54

 

10

海图水深

m

17.4

航道两侧3倍船长范围内海图水深

乘潮水位计算表(表1

4.1. 大型散货船舶航行于320#浮以外的航道段水域

320#浮以外的航道段及其周围水深大于17.4米,在前船突发意外事故时,后船可采取减速掉头的方式驶离事故水域。

4.2. 大型散货船舶航行于320#浮、326#浮之间的航道段水域

根据船舶编队进港潮时及航速控制,大型散货船舶(后船)在高潮前10---5min到达320#浮,高潮后0---5min到达326#浮。该航道段外3倍船长范围内海图水深最小为16.0m.若要满足大型散货船舶(后船)掉头避险,则高潮前10min至高潮后5min内的潮高需满足以下计算:

     进港航速按不超过10kn,根据以上计算公式,计算结果如下:

    

 

序号

项目

单位

取值(m

备注

大型散货矿石船

1

T

m

T

T18.5m

2

Z0

m

0.9

航速10kn(中作业区深水航道最大航速)

3

Z1

m

0.6

 

4

Z2

m

0.8

进港波高2 m

5

Z3

m

0.15

 

6

Z4

m

0

港区近期无回淤

7

总富裕

m

2.45

 

8

D

m

T+2.45

 

9

乘潮水位

m

16.0

航道两侧3倍船长范围内海图水深

10

海图水深

m

HT-13.55

高潮前10min至高潮后5min

乘潮水位计算表(320#浮、326#浮之间航道段)(表2

4.3. 大型散货船舶航行于326#浮、332#浮之间的航道段水域

   根据船舶编队进港潮时及航速控制,大型散货船舶(后船)在高潮后0---5min到达326#浮,高潮后15---20min到达332#浮。该段航道外3倍船长范围内最小海图水深为15.6m。若要满足大型散货船舶(后船)掉头避险,则高潮后0min至高潮后20min内的潮高需满足以下计算:

    

序号

项目

单位

取值(m

备注

大型散货矿石船

1

T

m

T

T18.5m

2

Z0

m

0.9

航速10kn(中作业区深水航道最大航速)

3

Z1

m

0.6

 

4

Z2

m

0.8

进港波高2 m

5

Z3

m

0.15

 

6

Z4

m

0

港区近期无回淤

7

总富裕

m

2.45

 

8

D

m

T+2.45

 

9

乘潮水位

m

15.6

航道南侧3倍船长范围内底标高

10

海图水深

m

HT-13.15

高潮后0---20min

乘潮水位计算表(326#浮、332#浮之间航道段)(表3

4.4. 大型散货船舶驶过332#

   根据进港编队进港两船安全间距要求(3nmile,大型散货船舶(后船)驶过332#浮时,前船已经驶过北港池支航道入口。前船在此时突发事故,不再占用或阻碍后船的进港航道,故此时后船可直接驶入北港池支航道。

    综合以上分析,为了保证在前船突发意外事故时后船能及时进行掉头避险,对中作业区深水航道对应潮时的潮位做以下的要求,如下表:

潮时

潮位(m

高潮前10min至高潮后5min

HT-13.55

高潮后0---20min

HT-13.15

备注:T为大型散货船实际吃水;H为不同潮时对应的潮高

潮位需求表(表4

只有上述两个潮时段的潮高同时满足要求时,船舶方能编队进港。

5 注意事项

5.1引航作业通常情况风力小于7级,浪高不高于2.5米;

5.2能见度不低于2000米且不夜航;

5.3靠泊时协助拖轮的总功率及数量;250米以上300米及以下配5条,300米以上者配6条。

5.4船舶的富余水深

进出港船舶的富余水深,按照《日照港引航作业标准》:

5.4.1进出港船舶通过航道时富余水深不得小于船舶实际吃谁的10%

5.4.2在波高大于1米时还需考虑波荡效应,适当增加富余水深;

5.4.3吃水小于或等于-18米的船舶低平潮靠泊时通过航道的富余水深应不小于2.5米;

5.4.4吃水大于-18米的船舶靠泊时通过航道的富余水深应不小于2.5米。

5.5 速度;选择适时的减速,安全合理的控速。

5.6 横距;大船入泊后,船位摆正很重要,如果横距较大,拖轮推顶时间较长,造成靠泊时间较长,各方会多交付费用,造成不必要的浪费。横距较小,船在拢压流的作用下,大船靠拢速度较快,此时大船往往船身摆不好,拖轮拖力不能完全使出,势必造成紧迫局面。

5.7 进港航行的全过程中要保持916频道收听,确保与VTS中心,进出岚桥港的船舶联系,及时了解航行安全信息,及早采取操纵。

5.8 两船时刻保持联系畅通,前船如有任何异况要及时告知后船,后船密切关注前船动态。

 

【结束语】大型船舶的特点;船长,船宽,吃水大,载重量大,惯性大,船体笨重,启动速度慢,降速慢,倒车时侧压力大,操纵该种船时,提前预判非常关键。及时登船并控制好两船间距,充分运用大型船舶的操控特点,并使用拖轮进行,全面掌握港区的潮流、潮汐特点,才能充分保证船舶的靠离泊安全。

   

【参考文献】1.《船舶操纵》 赵月林   大连海事大学出版社

2.《船舶进出港安全间距对沿海港口航道通过能力的影响》 陈琦 大连理工大学

 

标注:本论文已发表于《港口经济》2015年第5期(总第141期)



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