强拢风天气下大型集装箱船靠泊青岛港分析

李磊

摘要：随着造船技术的飞速发展，船舶大型化的脚步也不断加快，集装箱船的大型化就是典型代表，在E级集装箱船带来的震撼还未消退，3E级集装箱船已经频繁来往于世界各大港口，作为一名引航员，如何更好的分析和在恶劣天气下安全驾引这些海上巨无霸就显得尤为重要。

关键词：强拢风；大型集装箱船；风动压力

中图分类号：U675.5+1 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2016）06-0048-03

青岛港是我国重要的沿海国际大港，吞吐量名列世界前茅，其中集装箱吞吐量2015年排名世界第七，中国第六（含香港港），集装箱船的引领占青岛港引航员引领工作的大部分，因此做好集装箱船的安全引领工作为整个港口的安全引航起到至关重要的作用。由于集装箱船的特殊船型构造和装载方式，在影响船舶运动的各种自然外力中，风对集装箱船的影响特别明显，引航员为了更好地驾引大型集装箱船，需要对此类船舶在强拢风天气下靠泊进行认真分析，以便做到安全高效引航，保证引航服务效率。

1.青岛港港区风的基本情况

青岛属于海洋性季风气候，冬季受西伯利亚地区移来的冷高压影响，夏季受西太平洋副热带高压控制。两者为不同属性的半永久性高压。3月中旬开始，由于冷高压在海上停留冻南风显占优势。仲秋开始，极地冷空气活跃，北向风重占优势。受地形影响，终年多东南和西北两个风向。年平均风速4.9m/s，各月平均风速以3月最强为5.6m/s，9月最弱为4.1m/s。百年以来，平均风速最强的时次为1923年11月24日，北北西风32.4m/s.瞬间最大风速则首推1939年8月31日之北北东风40.3m/s，前者受寒潮影响，后者为台风所造成。特别是冬季寒潮天气，阵风7～8级经常出现，而且来势迅猛，给引航工作造成很大麻烦，如果不做好充分的安全措施，极易发生事故。

2.大型集装箱船的操纵特点和靠泊要求

大型集装箱船的操纵特点除了具有惯性大，旋回水域宽外，还具有以下特点：

2.1船舶尺度明显增大

以目前最大的3E级集装箱为例，其船长399米、宽59米、型深30米、最大吃水16米、最大高度约70米、带缆甲板高度约21米（部分达到25米），尺度的增大，船舶受风流影响的面积也增大，对于3E级集装箱侧面最大受风面积可达15000m2，在大风天气下给船舶操纵带来极大困难。

2.2单位排水量的主机分配功率相对较小

3E级集装箱船所谓3E指的是因大运量而产生的经济效益，能源上的高效和更加环保（即Economy、Efficiency、Environmentally三个英文单词的首字母），由于船舶设计理念的转变，在单位排水量主机分配功率方面较其他集装箱船大幅度减小，甚至其“主机功率/吨”只有普通集装箱船的一半，这就严重影响了他的加速性能，转向性能和倒车制动的性能，当然，主机马力的相对变小和双车双舵的设计使其倒车的侧压力较E级集装箱船明显减小，相对减小了因巨大的侧压力带来船舶的偏转造成紧迫局面的风险，但驾引人员不能因此而忽略他的影响，从而给引领工作带来麻烦。

2.3强拢风天气下靠泊三要素的控制

船舶靠泊的三要素是指速度、角度、船位，只有对这三要素合理的控制，才能顺利完成一次靠泊作业，对于大型集装箱船在强拢风天气下靠泊，这三个要素更要严格而且合理的控制。①由于大风天气集装箱船难于把定，停车趟航降速将会相当困难，所以应在保证船位的情况下将船速较早降到维持舵效的最低船速，保证将要到达泊位时，降到拖轮可以尽快协助靠泊的速度；②靠泊角度不能太大，尤其在距离码头较近时，尽可能做到平行靠泊，因为大型集装箱船有船舶长度长但平直部分相对较短的特点，粗略计算，有一度靠泊角度时，首位方向可能有两到三米深入码头，极易碰到码头设备，此外一端的单点接触可能造成另一端的二次碰撞；③船位要在条件允许的情况下离泊位后端足够船舶掉头的距离，防止靠泊过程中风力的进一步加强或是其他意外情况的发生。

2.4对于所靠泊位的要求

恶劣天气下靠泊，所靠泊位要将吊机务必集中到泊位中间位置（移开吊机最好，但大部分情况下很难做到），防止有角度靠泊时与船舶碰撞，留出充足的靠泊空间，尤其是泊位后端的位置要充分，防止船舶过早的靠上码头。

3.风对大型集装箱船的影响

大型集装箱船由于自身的船舶尺度比较大，所以风流都会给船舶造成较明显的影响，青岛港的集装箱泊位不受压拢流影响，这里就不对流的影响做详细分析，而风对靠泊的影响是每一位引航员必须考虑的重要因素，众所周知，风对船的作用力可以分解为船舶纵向的F和横向的F（图1），其中纵向的影响可以通过大船车的前进与后退来克服，横向的影响则需要侧推器、锚、拖轮等进行克服，其中对于大型集装箱船在靠泊过程中主要通过侧推器和拖轮来克服。船舶所受横向风压力Fa可以通过以下公式计算得出：

根据规定，集装箱装卸桥在风力六级时停止作业，码垛机和龙门吊七级风停止作业，所以取六级风的最小值11m/s和最大值14m/s，且完全是横风时，带入公式计算得到正横风压力F分别为1090KN和1767KN（此处计算结果为3E级集装箱船满箱轻载的情况下，船舶受风面积最大时），可以依据此数据在大风天气合理配给拖轮。

4.拖轮的配置和使用

4.1拖轮的配置

对于大型集装箱船（3E级或E级以及与其相当的集装箱船），青岛港一般给配备一艘7000匹和一艘或两艘5000匹的大马力全回转拖轮协助靠泊，拖轮的实际输出功率约为额定的90%，根据拖船的特性，对于z型拖轮每100马力输出推力约14.7KN，拖力是其顶推力的90%，则7000匹和5000匹拖轮输出的最大拖力分别为812KN和580KN，所以实际配备的拖轮拖力在1300K N到1800K N之间，加上此类船舶一般配有3000到5000匹马力的侧推器，根据前面风力的计算结果，所以完全满足在六级大风天气的靠泊要求，当然如果伴有7～8级以上大风时，拖轮的配置就略显不足，应当引起重视。

4.2拖轮使用中的注意事项

由于船舶干舷较高，部分船舶可达15米，并且拖轮要在上风舷带缆，所以要给拖轮留出足够的带缆时间，争取在泊位前一海里处让拖轮带好缆；较大马力的拖轮尽量带在船的胯部，相对较小的拖轮带在船头，因为船头有侧推做补充；船速不能太快，尽量避免采用拖轮制动，因为带缆位置较高，拖轮制动很难达到效果，从而给下一步操作造成困难；拖轮缆绳尽量放长，可以达到最好的拖拉效果；避免让拖轮急速大马力的拖拽，防止突然的猛烈的张力让拖缆崩断；充分考虑带缆高度过高、缆绳磨损及拖缆长度不够、拖轮老旧等因素，因为它们可能造成实际给出拖力较理论拖力严重偏小，引航员应该根据实际情况，从船舶安全的角度出发，果断做出增加拖轮或者取消靠泊计划的决定。

5.充分考虑大船自身机器环境存在的风险

虽然超大型集装箱船相对于其他船舶有更好的工作环境和助航设备，但也不能在引领过程中忽略发生机器故障的可能性，由于其体积庞大，质量巨大，即使一个小故障往往都会造成不可估量的后果，特别是新造船舶，可能因为油管不清洁，机器部件质量瑕疵，或操作人员对船舶不熟悉而造成主机运行故障，另根据权威部门的统计，在船舶水上交通事故中，从船舶年龄方面划分，新造船舶也属于事故的高发区，所以我们更应该在引领时引起足够重视，防患于未然。

6.注意天气的发展趋势，合理科学的制定引航计划

在大风天气下从事引航作业，要密切注意天气的变化，因为引航工作不可能瞬间完成，一蹴而就，在青岛港，完成一艘船舶的靠离泊工作至少需要一个小时，多则需要四到五个小时，所以需要根据实际情况时时关注天气的发展趋势，就大风天气而言，如果风力是减弱的趋势，则在引航的拖轮安排上以满足现在风力配备即可；但如果风力有进一步加强的趋势，引航员则应在操作的过程中密切注意风力的变化，发现风力迅速加强，就要立刻而且果断的增加拖轮配备甚至放弃此次靠泊作业，择机把船驶向安全水域或港外锚地，以免错过时机造成不必要的损失。

7.结束语

以3E级集装箱船为代表的超大型集装箱船都是随着造船技术的进步而出现的新型船舶，在驾引这类船舶时，任何一名引航员都没有丰富的操作经验，我们只有凭借现有的理论知识和驾引其他船舶积累的丰富经验，认真细致的做好引航方案，在引领过程中认真的观察，缜密的操作，靠泊完成后认真的总结，才能保证每一次引领方案能更加的成熟完善，确保引领此类船舶安全高效。