淺談船舶在淺水中操船的影響及應對措施

李軍

摘 要：在淺水區域航行時，船舶受到的影響是時刻發生變化的，如果船長和值班駕駛員不能夠有效的重視船舶淺水中的操縱性能的變化，不能及早的對各種突發情況做好預案，不能有效地處理各類問題，那么船舶隨之都有可能擱淺或是嚴重橫傾甚至傾覆，這會嚴重的威脅在航中船舶的航行安全，更對船上的人命安全形成嚴重的安全隱患。

關鍵詞：淺水效應 安全航速 操縱性能

1.海事案例分析

1987年3月6日，比利時港口澤布臘赫附近發生了英吉利海峽航行史上在和平時期所發生的最大慘劇之一。重7951噸的“自由企業先驅”號在剛剛駛離港口不到幾分鐘的時間內突然傾斜倒下，只因為一處淺灘托住，渡輪才沒有完全翻身，雖然這樣，但這條載運著450多人的渡輪傾翻在海水中，仍造成了184人喪生的慘劇。

通過對事件走訪調查，發現是由于船上大副因為疏忽大意沒有及時將船首正前方的首門關閉，導致大量海水涌入船艙進而導致船舶沉沒。但專家們研究發現，僅僅首門這一問題并不能在短時間就涌入大量的海水，因此，更深入的調查逐步展開。通過對與“自由企業先驅號”型號完全相同的姐妹船“驕傲號”做試驗后發現，正常的出港速度不能導致大量海水的涌入，但是，船上經驗豐富的船長為了趕時間，盲目地將船速推到了全速，超出了安全航速的標準。過高的船水相對速度使淺水效應不斷加劇，造成船首劇烈下沉，海水船首激起的海浪高達4米，短時間涌入大量海水成為必然。

在關于“自由企業先驅”號傾覆的調查結束后，更多的人開始向這個典型的海事事故尋求人為的事故原因。由于船長的經驗使然，沒有嚴格執行安全航速的規定，是事件發生的主要問題所在；值班駕駛員沒有及時開啟測深儀、電子海圖淺水報警等助航設備和功能，以至于沒能及時發現在淺水中航行這個客觀環境，造成船舶駕駛員操縱上的嚴重疏忽；由于是定期長期航線，上至船長，下至普通操舵舵工缺乏對淺水中航行的影響習以為常，沒能嚴格地遵守有關航行安全的制度，缺乏對淺水效應潛在危險的認識和重視也是一項嚴重的問題，更是危及航行安全的一項潛在危險。

2.因淺水效應導致操船相關性能分析

2.1 因淺水效應導致操船相關性能受到影響的原因

船舶在淺水中航行時，船首水花顯著減小，船速下降，船體下沉，船尾后面出現尾追浪，舵效變差，船首有向深水偏轉的趨勢，給船舶操縱帶來一定困難，當船底富裕水深小于船舶吃水的1/3時，對船舶操縱的影響更為明顯。

在船首處，由于船首削尖的外形，海水具有向兩側和向后的運動趨勢，并具有向下的明顯特點；船尾處水流向后運動， 并具有明顯向上的特點， 如圖1b所示。但在淺水中航行時，船首或船尾部分水的流動因空間受到限制，原三維空間內的流動不得不變為向兩側或由兩側同時向內的二維平面式的流動， 如圖1a所示。

這樣， 就產生了不同于深水域中的船體周圍水壓分布的新情況，如圖2所示。表現為船舶首位處流速增大，壓力增加。因此船首便會急劇下沉，海浪對船首造成明顯的沖擊，如果船首處密封不嚴，則極有可能出現破損甚至漏水，進而對船舶的安全航行造成影響。

2.2因淺水效應導致操船相關性能受到影響的規律

（1）船速降低：船舶在淺水中航行時，由于周圍的水流從由前后、兩側和上下三個方向流動變成主要由前后和左右的水平方向流動，使船體周圍的水流速度增加，因而引起的摩擦阻力和興波阻力增加。當船速達到臨界速度Vs=gh（h為水深）時，散波與橫波合成為首、尾兩個隨船體前進的巨大橫波，使興波阻力達到最大值，船速下降更為明顯。

（2）在淺水中航行時，船舶并不是在航入淺水區的一瞬間就受到嚴重的淺水效應影響，而是隨著水深吃水比的不斷減小而愈發嚴重。關于水深對下沉量的影響， 一般認為， 當水深小于7倍的吃水時， 船體下沉開始察覺到， 當水深小于2.5倍吃水時， 船體下沉開始明顯增加。

（3）舵力下降、旋回性能下降。在淺水中用舵時， 其回轉角速度明顯降低。根據模型試驗表明， 當水深吃水比h/T=2時， 回轉角速度降低為深水的85% 左右；當h/T =1.25時， 回轉角速度為深水的50%。

2.3因淺水效應對正常操船影響的特點

在船舶正常航行時，吃水較淺的情況不是十分常見的出現，特別是對于現代海船而言，港口、航道水深已經過人為的加深和維護，船員在港口進出航行時也會有引航員在船協助駕駛，由淺水造成的影響也會得到引航員的注意，而避免因淺水而對船舶操縱造成不必要的影響。

但是，在港口外圍，特別是沿岸通航帶所涉及的航道位置，一方面不能得到港方和地方海事局的及時維護，另一方面也由于海浪潮汐的變化，海水下的深度變化不能及時的反映在海圖等參考助航文獻上，使得在此種水域及相關位置航行的船舶不能第一時間的預判到水深變化，極有可能因為產生了突發的情況變化而得不到及時有效地應對，造成不必要的麻煩，甚至產生影響正常航行的意外狀況。

此外，應特別注意的是，由于海船船員長時間在大洋上航行，對于淺水效應沒有足夠的認知，對于淺水效應造成的本船和他船的影響失去充分的考慮。

因此，在正常航行中，既要保證足夠的預防措施，還要主動提升海員的安全航行意識，充分注意到不同的航行環境對船舶造成的影響，明確淺水效應產生的原因、規律，防患于未然。

3.淺水效應的應對方法

3.1 關于安全航速的行動

在淺水區域，船舶會因阻力變大而降低速度，降低速度后，本船與他船的相對運動態勢會發生變化，若駕駛員盲目加車，會造成主機過載，對主機造成傷害。此時，船舶駕駛員應主動配合環境變化，降低車速，減輕船舶的垂蕩程度，減緩船體四周及船底與水的相對運動速度，減少附加的摩擦阻力和興波阻力。在淺水中航行的船舶會產生舵效降低，舵力下降等問題，船舶的保向性會得到提高而操縱轉向性能變差，因此適當降低航速，保證安全航速的使用，會有利于船舶在水道中的操縱、避碰。

3.2 關于操舵壓舵的行動

由于船舶在淺水中舵效會降低，舵力下降，轉向能力下降，導致在開闊水域達到的操舵轉向效果在淺水中并不能及時達到，如不加注意，會造成操舵較小避讓不充分不及時，導致船舶造成海事事故。因此，在淺水中操船時，應充分考慮到舵效降低的情況和相應的程度，在操船時，采取相對較大的操舵角。如果受到來自傾斜海底的橫向制偏作用，應及時予以察覺，并操相應的固定舵角予以克服，積極對淺水效應予以應對，保證船舶的正常可控航行。

3.3 關于提高船員意識的行動

當船舶按照既定航線航行，未來24小時之內可能會收到淺水效應影響時，船長和值班的船舶駕駛員應首先意識到淺水效應發生的可能性，及時加派瞭望人員，并在交接班時，告知接班駕駛員存在的問題和相關避讓的方法。在夜間航行時，船長應及時將淺水中的航行注意事項留言在夜航記錄簿中，對夜間的值班駕駛員予以提醒，并進行相關的指導建議。當船舶在與他船會遇時，應用VHF甚高頻與對方船舶及時聯系，提醒對方存在淺水效應的情況，根據相關避讓規則，提前采取避讓行動。

4.船舶事故的預防措施

4.1任何情況下都要使用安全航速

在船舶航行過程中，如果船舶受到淺水效應，致使船舶的富余水深與由于船速的作用，使得在船首下方和海底形成水流的壓縮空間，導致船舶首傾增加，海水將對船首造成明顯的沖擊。隨著船速的提高，船舶與水流的相對速度提高，首傾的程度愈加惡劣，船舶前方對船首的沖擊也更加明顯，并會對船首密封性不好的船舶造成嚴重影響。

影響船體下沉量大小的因素很多，它隨船舶的種類、船體在水下的肥瘦程度、航速、水深和所航水域的性質（開闊水域、受限水域、封閉水域）不同而變化， 很難用公式計算出包含各種因素的船體下量。美國U.S. Army Corps of Engineers推薦船舶在淺水航道中航行時船體下沉量的計算公式如下：

船體下沉量

=2 ×CB ×V2 /100（m）。

式中CB為與船舶吃水相對應的方形系數；V：船速，單位節（kn）。

為了方便使用上式， 可參考表1查閱船舶在淺水航道中航行時的下沉量。

由表中數據可以看出，船舶方形系數越高，船體水下面積越肥大，在船速提高過程中，船體的下沉量越大，而且，此種增長的比例并不符合線性增長，而是增長的比率越來越大，對船舶操縱的影響也更加嚴重。

4.2航海儀器的正確使用

當船舶預見將要在淺水區航行時，充分的利用航海助航儀器會是一種良好傳藝的表現。航海助航儀器能直觀的反映出水深的變化，并能通過設置警報來及時提醒船舶駕駛員。由于船舶操縱性能變化和水深吃水比有很大關系，伴隨著船舶行進，船速、水深也在隨時的發生變化。

因此，船舶駕駛員需要充分使用航海助航儀器，利用測深儀測深，多普勒計程儀測量與水的相對速度，熟悉并掌握受到淺水效應的各種情況下的影響，明確船舶面臨的操縱性能影響和可能的性能變化。船舶速度較高時，利用電子海圖設置較深的淺水警報，及早預判到將航行在淺水區，并提前降低船速，必要時做好應急準備，確保在航船舶的航行安全。

4.3 提高船員的安全警惕意識

對于海船船員來說，大部分時間都是在大洋上航行，大洋上海面寬廣，水深充足，幾乎不會受到岸壁效應、淺水效應等影響。當駛入淺水后，缺乏預判和及時的降速準備，對于潛在的問題不能及時的發現并做出反饋；對于固定航線的渡輪來說，因航線固定，船上的工作人員對于航線上的海洋狀況也相對明晰，但也會因此形成固定思維，對已有的規章和制度出現淡化和漠視。

對于任何一艘在航船舶來說，積極謹慎的船員工作態度都是保證航行安全的根本。因此，在淺水區航行時，應首先提高船員的安全警惕意識，及時準確估算好淺水效應對船舶操縱造成的影響，在采取任何行動時，必須是大幅度的、盡早進行的，并估算預留出部分距離，防止因水深的突然變化而對船舶操縱形成意外狀況。以在能見度不良的情況下，還應加強瞭望，注意主機及螺旋槳的聲音變化，提早發現淺水水流的影響。

4.4 船長履行的權利

船長作為船舶安全的第一責任人，時刻應保證船舶的航行安全。當船舶駛入淺水區后，應主動根據船舶性能，加強瞭望，必要時使用手操舵來保證船舶的操縱性能。當船舶在夜間航行時，船長也應根據船舶所處環境及本身情況，充分考慮到淺水區航行帶來的影響，合理的布置夜航命令簿的指令，保證夜間航行安全。當船舶駛入水深較淺的港口錨地時，應提早通知機艙備車，并降低航速，防止船舶運行過快，而造成墩底甚至擱淺。在有坡度的海底區域航行時，應注意單側淺水效應的影響，必要時備錨輔助。

5.結束語

在淺水區域航行時，船舶受到的影響是時刻發生變化的，如果船長和值班駕駛員不能夠有效的重視船舶淺水中的操縱性能的變化，不能及早的對各種突發情況做好預案，不能有效地處理各類問題，那么船舶隨之都有可能擱淺或是嚴重橫傾甚至傾覆，這會嚴重的威脅在航中船舶的航行安全，更對船上的人命安全形成嚴重的安全隱患。

所以，為了減少甚至避免因淺水效應造成的航行事故，船舶有關公司必須加強對于船員的安全技術培訓，強化船員的安全意識，提高對于潛在危險的重視程度，借鑒已有的相關操船經驗，時刻保證船舶在以適合當時環境的航速航行。在任何外界環境條件下，都努力合理利用助航設備，聽從船長的指揮，駕駛臺成員通力合作，保證船舶的高速安全航行。

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