虾峙门水道大型船舶安全通航对策

来源:用户上传      作者:谢兴涛 朱鹏飞 艾万政 栾金 易旭东

　　【摘 要】 为保障大型船舶在虾峙门水道的通航安全，分析大型船舶自身操纵特性和船舶在狭水道等限制水域的航行风险，结合虾峙门水道水域环境和海事事故原因分析，提出大型船舶在虾峙门狭水道安全通航对策：确定合理航速及用舵时机;保持船舶吃水差;准确把握船舶间安全距离;设计合理的航线。
　　【关键词】 大型船舶;虾峙门水道;狭水道;安全通航
　　0 引 言
　　随着舟山自由贸易区的建设、保税燃油加注业务的开展，越来越多的船舶经由虾峙门水道进出宁波舟山港海域。船舶数量的增多和船舶大型化发展虽然带动了区域经济的快速增长，但同时也增大了大型船舶在虾峙门水道安全通航风险。
　　虾峙门水道航行环境特殊，不仅是狭水道，而且还是岛礁区，虽经改造，但相对于大型船舶而言很多区域依然为限制性水域。大型船舶航行于虾峙门水道不仅可能产生操纵性变差、浅水效应、岸壁效应及船间效应等现象，还会面临因密集和复杂的交通状况而产生的碰撞风险。如果此时操纵不当，极易与过往船舶发生碰撞事故。因此，本文分析大型船舶自身操纵特性和船舶在狭水道等限制水域的航行特征，结合虾峙门水道水域环境和海事事故原因分析，指出大型船舶在虾峙门狭水道航行风险并提出安全通航对策。
　　1 虾峙门航道特点及水道状况
　　虾峙门水域是传统渔场，也是大型船舶进入宁波舟山港中部水域的重要航道。航道呈东北―西南走向，航道里程约13 n mile，水深18.2～109 m，最窄处可供船舶通航的水域宽度仅有，底质多为泥沙，是我国通航条件最为复杂的水域之一。虾峙门水道地理位置优越，每年经由此航道进出宁波舟山港海域的船舶有几万艘次，其中有大量的大型船舶。由30万吨级船舶通过虾峙门外人工航道的实验数据，过槽的船舶中吃水深度最小为19.35 m、最大为21.2 m，而当水深小于2倍吃水时，船舶便会出现明显的浅水效应，因此虾峙门水道很多区域对于大型船舶而言属于限制性水域。[1]虾峙门水道除了供大型船舶往来交通外，还有8条航线供十几艘客船、小型杂货船及渔船通航，交通状况十分复杂。
　　2 大型船舶限制水域航行风险
　　2.1 附加质量和附加惯性矩变大使得操纵性变差
　　船舶航行时的运动状态是一种包括横摇、艏摇、纵摇、纵荡、垂荡和横荡的六自由度运动，运动过程较为复杂。由于附加质量和附加惯性矩的增加，在力和力矩不变的条件下，当船舶控速和转向时，其加速度和转艏角加速度均会变小，致使控速和转艏困难。当大型船舶航行于限制水域时，不同航速不同水深均会对其附加质量和附加惯性矩产生影响。由船模实验和数值实验可知，船速变大和水深变浅会导致船舶附加质量和附加惯性矩变大，尤其是当相对水深（航道水深与吃水深度之比） h / d≤1.5时，船舶运动时的附加质量和附加惯性矩会急剧增大。2010年8月31日，某超大型空载油船与自航驳船在虾峙门航道篮山附近水域发生碰撞，事故的主要原因是油船航速过快，降速困难，无法及时停船。[2]
　　2.2 航道限制性水域水动力效应明显
　　虾峙门航道多数水域航道宽度狭窄、水深不富余等使大型船舶操纵困难。以下栏山与大双山之间最窄的同行宽度为例，其可航宽度只有，而大型船舶的大吃水、大体积使得航行难度进一步加大。在这种条件下航行，船舶的船间效应更为明显;船舶距离岸壁较近时，岸壁效应明显，即船舶的岸推和岸吸现象也变得明显，转船力矩将增大，船舶整体压向岸壁，给船舶操纵带来更大的困难。若船舶行驶在水底坡度沿船宽方向明显倾斜的水域还会出现斜坡效应，使得船舶整体横移于水浅一侧。这些地形的因素都会使得船舶姿态和水动力性能被动地发生变化，进而造成船舶操纵性能进一步下降。
　　2.3 虾峙门水道通航条件复杂
　　虾峙门水道内交通密集且复杂，除供大型船舶往来交通外，还有8条航线供十几艘客船、小型杂货船等通航，而虾峙门水道作为舟山传统渔场还存在很多渔船捕鱼作业现象。此外，航道内还有较多的灯标、浮标等助航设施。这些因素会对大型船舶的转向、避碰带来困难。
　　虾峙门水道水文条件复杂：冬春季节，因气候影响，虾峙门水道东口以外容易出现雾天，且持续时间长，航道能见度受到极大影响;水道多岛屿、礁石，对船舶值班人员的瞭望工作也会有极大的影响。另外，虾峙门水道潮汐为不规则半日浅海类型，主要以往复流为主，流速最大可达7 kn，船舶操纵人员需要特别注意涨潮落潮时段，否则容易出现操纵失误导致事故的发生。2013年12月6日，准备顺流出港的集装箱船“X轮”为避让顶流出港的集装箱船“T轮”与进港的巴拿马型散货船“J轮”在虾峙门水道1号警戒区与上溜网重岛之间的虾峙门进出口处发生碰撞。事故的主要原因为当时海上的能见度不良，且“X轮”航速过快，降速困难;次要原因为“X轮”的值班人员未保持全方位瞭望，并且低估了当时的潮流流速及地形对船舶航行的影响，最终导致碰撞事故的发生。
　　2.4 航道通航密度大
　　隨着船舶大型化的不断发展，航道交通流量的逐年增大，通航密度随之变大。2017年，宁波舟山港货物吞吐量超过10亿t，宁波引航站共引领中外籍船舶28 609艘次，环比增长3.71%，其中绝大部分外籍船舶是通过虾峙门水道进出的。2018年1―2月，宁波引航站引领中外籍船舶总计艘次，同比增长10.34%，引航艘次也创历史同期新高。近几年锚地、引航站等的增加，外航道的建设将吸引更多的船舶从虾峙门水道通行。航道通航密度的增加，无疑会提高事故的发生率。
　　3 安全通航对策
　　3.1 确定合理航速及用舵时机
　　当船舶航行于浅水区域时，船舶周围流场会发生变化，船速及船舶吃水比都会对船舶的附加质量和附加惯性矩产生影响。船速过快会导致吃水增加，兴波加强，附加质量和附加惯性矩增加，造成操纵困难;船速过低又会导致舵效降低，损失转艏时间。因此，船舶驾驶员及引航员应事先了解所航水域的水深，合理调节船舶速度，使船舶在限制区域航行时的附加质量和附加惯性矩所产生的影响尽可能地小，并减小船舶航行产生的兴波。大型船舶在受限水域航行时舵效差，用舵见效慢，因此，用舵时应早用舵、早回舵，使用舵角也应较大。 　　3.2 保持船舶吃水差
　　保持船舶在浅水水域有适当的吃水差，不仅对船舶在浅水区域的航行安全极为重要，而且有利于船舶操纵。航行中的大型船舶其艏吃水的增加幅度相对较大，在浅水水域航行时保持适度的艉倾则有助于船舶的稳定，而船体的艏艉下沉量在很大程度上取决于吃水差，因此合理调整吃水差可以有效减小船舶触底风险。
　　3.3 准确把握船舶间安全距离
　　大型船舶在限制水域航行时，船舶驾驶员应保持合理的船间距离，减小船间效应;应保持合理的船岸距离，避免或减小岸壁效应的影响。此外，船舶驾驶员还应与岛屿、助航设施等其他碍航物保持充分的距离和旋回空间，以便船舶进行安全有效的避碰操作，提高船舶航行的安全系数。
　　3.4 提高操纵技能，加强监管和安全教育
　　船方应提高船舶驾驶人员的操纵能力和应急处理能力，尤其是要重点加强驾驶人员在驾驶期间的安全意识。驾驶人员应在开航前提前准备好相关的海图、潮汐表、航路指南等航行资料，留意周围水域潮流等实时水文情况及能见度、天气等实时气象，确保行驶前对当地通航条件有充分的了解。航行期间，驾驶人员要保持良好的瞭望，规范操纵行为;虚心接受引航员的建议;加强与VTS及相关船舶的信息交流和沟通，同时派人员时刻保持对VHF的有效监听，加强VHF的沟通并及时通报本船动态，有效协调船舶之间的避让。此外，渔政和海事管理部门应加强对航行于虾峙门水道的小型渔船、小型客船等的管理及注重对当地渔民和船员安全意识的培训，加强海上法律法规的宣传，加大船舶检查力度，严格监控船员培训质量，加大对小型船舶横穿航道的整治力度，取缔“三无船”。
　　3.5 設计合理的航线
　　船舶引航员和驾驶员应充分了解所航水道的危险区域，以及以往事故发生原因，根据当前环境和情况设计出安全合理的航线，减少船舶航行期间发生事故风险的概率，保证船上人员和货物的安全。条帚门航道作为舟山宁波港第二条门户通道，其利用率相对较低，当虾峙门水道过于拥挤时，引航员可建议船舶改道条帚门航道。
　　4 结 语
　　虾峙门水道是大型船舶进出宁波舟山港中部水域的重要通道，加强对大型船舶在限制水域通行的研究对提高其在虾峙门水道航行安全有着重要意义。
　　参考文献：
　　[1] 曾建峰，徐元，姚金元.虾峙门口外30万吨级人工航道试通航观测研究[J].水运工程，2012（12）：68-73.
　　[2] 潘国华，陈意洁，赵方斌.虾峙门水道船舶险情、事故多发原因及对策[J].航海技术，2016（6）：7-9.
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