從操縱的角度淺析長江口深水航道航行

劉慧君+鄭凱雨

摘 要：本文通過對長江口深水航道特點及對操縱產生的影響的分析，探討船舶如何在該水域內安全航行。

關鍵詞：長江口深水航道 安全航行

如圖所示，進港航道為北水道和南水道；目前進出港主要以南水道為主。而南水道又分為南槽、北槽（深水航道）。

自長江口燈船至圓圓沙燈船航段，全長約43 n mile。長江口深水航道是目前進出黃浦江及長江沿岸各港區的深水航道，自D12燈浮至D47燈浮航道底寬為350m，設標寬500m（總長39.66 n mile）。自D6燈浮至D12燈浮航道底寬400m，設標寬550m?，F階段長江口深水航道維護水深為12.5m，且已有多個燈浮設置為虛擬AIS信號。鑒于此，吳淞交通管制中心（VTS）每天需要根據潮汐變化，對深水航道進行兩次交通管制，每次管制時間約3個小時。交通管制時間段內，深水航道實行船舶編隊航行，需要編隊的船舶須事先通過船公司或代理向VTS進行申報，然后由海事部門根據船舶種類、速度等因素進行編隊，船舶按照公布的編隊順序依次進港。

長江口原通航水深為7米，現在提高到12.5米，大大提高了航道的通過能力，船舶平均每航次可以多裝載50%-110%，其中12.5米航道水深相較于10米航道水深，船舶平均每航次可以多裝載18%-30%，現在5萬噸級集裝箱船舶可全潮進出長江口航道。學校實習船“學府”輪主要航線為舟山嵊泗馬跡山至上海寶鋼原料碼頭，也就是把大型船舶從南美運來的鐵礦運至寶鋼。當然，從經濟角度考慮這是極大的浪費，而其中的原因就是航道水深限制。

航道維護水深的增加必然導致船舶載貨量的增長即吃水的增加，而船舶吃水的增加必然導致船舶操縱性能能減低，給航道以更大的航行壓力，有關方需要極力配合才能保證船舶的安全航行。北槽航道窄，水淺，航行中要受到淺水效應、岸壁效應和船間效應的影響，同時還需要考慮風流的影響。

1.淺水效應

由于航行水域相對較淺的水深而使船舶運動特點發生變化的現象，稱之為淺水效應。

1.1形成條件

對操縱性有明顯影響并在航行時容易被發現的水深：相對水深H/d≤1.5。

1.2淺水效應的特征

1）虛質量、虛慣矩增加。另外注意淺水中船速越高，附加質量和附加慣矩增加的倍數越多。

我認為對于虛質量、虛慣矩雖難以想象但也不難理解，由于船體下沉（下文解釋）導致排水量增加，而實際噸位是沒變的，這增加的就是附加質量。

據中國疏浚協會提供的數據，北槽航道平均水深為13.1米，以學府為例，滿載吃水d為9.6米，H/d為1.36，很明顯虛質量、虛慣矩會增加。

2）船體下沉增加和縱傾變化。航行中的船舶，由于富余水深較小導致船底部流速變快而使壓力變小出現船體下沉現象，并且船首尾的水壓力分布不平衡而使縱傾發生改變。一般商船通常表現為首傾。

3）興波發生變化。航行于淺水中的船舶船體下沉，導致整體的興波增大，船舶的興波阻力增加。

4）船速下降。船速下降的原因我個人認為有兩點：一是船舶在淺水中航行時，船體周圍的水流流速加快、船體下沉、吃水增加、縱傾加大，因而摩擦阻力增加；二是興波阻力、渦流阻力增加，以及推進器效率下降。

5）舵效下降。船舶淺水中航行時，由于吃水增大，轉船時水對船側的回轉阻力大大增加，而舵力變化不大，舵效就變差。

6）旋回性能下降、航向穩定性提高。淺水中航行，船舶旋回阻矩即水對船轉向時的阻尼力矩及虛慣矩均有較大增加，而旋回阻矩的增加肯定使船舶轉向更困難。因此，船舶從深水進入淺水時，旋回性變差，而航向穩定性變好。

7）沖程減小。由于上述的船體下沉，阻力增大，沖程必然減小。

北槽維護水深12.5米，把潮高考慮進去，也必然會出現淺水效應，因此，實踐中在長江口深水航道航行時可以采取先減速減速再提高轉速來提高螺旋槳的滑失及滑失比，改善船舶的操縱性能來削弱淺水效應的影響。

2.岸壁效應

2.1定義

航行水域水道寬度受到自然條件的限制，當船舶靠近水道岸壁（可能是航道壁）航行時，由于船體兩舷所受水動力不同，而出現的船舶整體吸向岸壁，船首轉向中央航道的現象稱為“岸壁效應”。

2.2影響岸壁效應的因素

岸距：船岸間距小于1.7B時，顯出岸壁效應；水道寬度：水道寬度越窄，岸壁效應越激烈；航速：航速越高，岸壁效應越明顯；船型：船型越肥大，岸壁效應越明顯；水深：水深越淺，岸壁效應越明顯。

2.3結論

長江口航道大部分航段實行分道通航制，致使船舶離岸壁較近，不可避免的會出現岸壁效應。因此各船舶要根據自身的條件和性能采取安全航速行駛。個人認為解決的措施有以下幾點：

1）接近岸壁航行時，操縱措施：向岸壁方向壓舵，平行地保持一定岸距航行；

運河中航行，平均壓舵5°以上不能保向，需拉大岸距或降低船速。

2）降低車速，小舵角駛離岸邊；

3）水道寬度接近船長，駛于航道中心，船速應降至10kn以下。

4）駛于海底傾斜的淺水域時，向淺水側操舵以保向。

3.船間效應

船舶近距離接近航行，如對駛、追越或駛近系泊船時，在兩船間產生的流體作用即興波分布的特點，會產生類似岸壁效應的現象，出現互相吸引、排斥、轉頭、波蕩等現象，稱為船間效應。

3.1船間效應的影響因素：

1）兩船間距越小，相互作用越大；船吸、船推作用與兩船間距的4次方成反比；偏轉力矩與兩船間距的3次方成反比；兩船間距小于兩船船長之和時，產生船間效應；兩船間距小于兩船船長之和的一半時，船間效應顯著。endprint