小型桿式燈浮標在西沙水域小船航道應用和推廣

何瑞冠 南海航海保障中心西沙航標處

童揚武 南海航海保障中心南沙航標處

趙尹峰 南海航海保障中心西沙航標處

1.背景

西沙是我國的重要海域，西沙群島更是中國南海四大群島之一，海礁眾多，星羅棋布，隨著三沙市的設立，島際交通成為三沙市發展的核心問題。目前西沙島際交通主要依靠沖鋒舟和舢板，出入島礁的航道是由人工挖鑿出的小型航道，航道平均水深3-4米左右，平均寬度4-5米左右，底質都是松散的珊瑚沙石，以下稱為小船航道。為了保障西沙水域島際交通船舶安全航行，我們需要在西沙水域小船航道合理布設燈樁、燈浮標等導航設施。

2.西沙水域小船航道浮標投放作業需求分析

西沙水域小船航道雖然不能承載大型船舶通航，但它是海島與外界溝通的關鍵渠道，通航安全也十分重要，因此助航設施也非常重要。根據小船航道的實際情況，對其布標需求進行了以下簡要分析：

（1）作業條件限制，需要使用小型船艇。傳統鋼質浮標一般直徑2.4米或1.8米的，體積大、重量重，在進行浮標拋投作業時，一般都采用大型航標作業船或有吊機的大型船舶進行作業，但受到吃水的限制。例如海巡172船，長86m，吃水大于3米。而小船航道的寬度4～5米，平均水深僅3～4米，不適合大型船舶駛入，也就是說小船航道的航標布設一般情況下是無法使用吊機的，投放傳統的鋼制浮標非常困難，投放需要靠小型船舶、簡易的機械、外加人力來完成，這就要求標體的體積和重量能夠通過人力來實現投放。傳統的大中型浮標的確具有良好的顯形及導助航效果，但是若將其應用在小船航道，可能反而會成為阻航物，阻礙船舶的航行。這就要求標體在保證導助航效果的同時，要盡可能的縮減體積。

（2）為避免因船與浮標碰撞造成的標體損壞，需要選擇具有良好恢復性能材料的浮標。小船航道主要服務與小型船只，如沖鋒舟、舢板、漁船等，部分小型船只操縱性不夠靈敏，非常容易與標體發生碰撞，若采用傳統鋼質浮標等剛性較強的浮標，容易引起浮標結構損壞，失去航標效能，也可能會造成船舶的損壞。因此在選擇小型燈浮標時，需要注重標體材質，建議選用浮體材料韌性較強、受到碰撞后能夠快速釋放沖擊能量并且具有良好恢復性能的浮標。

（3）降低洋流對浮標的影響，盡量避免浮標移位、漂失。傳統的桶狀燈浮標受風流面積大，易移位，易碰撞。受到西沙海況和洋流影響，投放的燈浮標容易漂失。因此，在浮標結構的設計上應盡量減少其水面以及表面的風流阻。

3.小船航道航標投放應用實例

以西沙海域永樂群島晉卿島為例，晉卿島的小船航道約1200米，呈弧形，中間部分有曲率較大的彎道，不熟悉航道的駕駛員容易觸礁導致船舶安全事故。在原有的晉卿島小船航道3座水中燈樁基礎上，增設兩座小型燈浮標，以完善小船航道的航標導助航服務。經過多方調研和技術論證，對比多家廠商的浮標，最終采用60型浮標（如圖1所示），選擇與之適配的小型一體化燈器、100KG鑄鐵沉塊、φ18mm不銹鋼錨鏈、φ24mm卸扣。采用漁船作業，純人工投放的方式成功投放了兩座燈浮標。現以此為例，經過3個月的北斗遙測遙控，以及現場觀測，位置準確且穩定沒有移位、結構良好色彩鮮明，回旋半徑較小，對航道沒有影響，達到了很好的效果，值得推廣。

表1

3.1 浮標的選型及特點

3.1.1 浮標基本參數

詳見圖1和表1。

3.1.2 小型桿式燈浮標結構特點

線性低密度聚乙烯浮標主要由316L不銹鋼骨架、直徑0.6米浮筒、桿式標體模塊組成，外形小巧，重量65kg，特別設計人工搬運把手，只需要2個人便可輕松搬運浮標。浮筒采用梯形結構設計，在保證浮力的同時，降低水線面，加上浮體表面光滑，使得浮標的水流阻力較小，不會輕易被洋流拖拽導致移位、漂失。線性低密度聚乙烯浮標漂浮水中本體較輕，發生碰撞時會彈開，不易直撞到浮體，即使發生碰撞浮體，對航行船舶的損壞程度也會大為減輕。

3.1.3 小型桿式燈浮標材料特點：

浮標采用線性低密度聚乙烯材料滾塑制作，浮體內充填閉水型聚氨酯。具有極高的耐磨特性，極高的耐沖擊特性，化學性能穩定，有良好的自潤滑性，對生物無毒性，具有獨特的耐低溫性和表面非附著性等應用性能。浮標顏色為線性低密度聚乙烯原色材料，符合IALA標準的浮標表面顏色相關規定。材料顏色具有熱穩定性，加工后顏色依然能保持不變。此外，材料本身具有良好的耐腐蝕、耐老化性能，抗UV等級為VU20，經過加速老化試驗證明，浮標模塊經過10年使用后，顏色仍符合IALA標準，期間不需要進行刷漆作業。線性低密度聚乙烯材料具有良好的自潤滑性，使得浮標表面光滑，附著的海生物易處理，使用高壓水槍即可輕松去除表面污漬，后期的維護方便、快捷、成本低。浮標生產和使用過程中均不會向環境釋放污染物質，并且整體材料綠色環保，可回收再利用，屬于真正意義上的“綠色”航標。

3.1.4 小型桿式燈浮標成本分析

對比同樣適合在小船航道上布設的水中燈樁，小型桿式燈浮標價格是水中燈樁的成本十分之一，而且大幅度減少施工作業時間，可以說是非常經濟的。

3.2 鏈系和沉塊選型與設置：

根據小型桿式燈浮標的靜水力曲線和流體力學分析，選取了φ18mm的不銹鋼錨鏈。

以航道拐角處設置的3號燈浮標為例，實測3號燈浮標高潮水位3米，低潮水位1.5米。兩處水底底質均為珊瑚砂地質，采用高壓水泵沖擊海底形成人造坑洼對沉塊進行掩埋，增加拉應力，人工深埋1.5米。最后根據《IALA助航指南》中關于錨鏈長度的要求，對于小于50m的水深，LMIN=2H（式中H——水深，定義為最大水深，包括在一具體地點最高潮位和最大波高1/2的之和的深度），3號浮標錨鏈長度為6m。在符合規范的條件下，確保浮標旋轉半徑盡可能的小，防止對航道造成影響。

沉塊選用鑄鐵材質、底部帶有凹槽吸盤，為得是在進行深埋作業后能夠較好的吸附在珊瑚砂中，得到較大的拉力。同時沉塊單個重量控制在100Kg，為得是通過人力能夠實現投放。每個小型浮標配兩個沉塊，也就是200Kg。建議在實際操作中，如果選址風浪很大，可以進一步增加配重或配錨來提高穩定性。

4.結束語

晉卿島小船航道增設的2座小型桿式燈浮標，經過幾個月的遙測遙控觀察，該2座燈浮標發光正常、未發生偏移，滿足了晉卿島小船航道導助航需求，同時該型浮標材料特性顏色艷麗，外觀結構視覺顯形效果良好，遠觀具有良好辨識度。強流中仍然能保持良好正浮姿態，據當地船舶用戶反饋導助航效果很好。浮標投放過程利用小艇，便攜式柴油泵等低成本設備，通過人力完成拋設任務，經濟實惠，綠色節能。綜上所述，小型桿式燈浮標可以應用于類似的小船進出航道，具有很好的推廣價值，對推進南海諸島礁的航海保障建設有一定貢獻。