20萬噸級集裝箱船舶靠泊深圳港鹽田港區(qū)集裝箱碼頭的仿真模擬探究

陳業(yè)儉 鐘慶云

摘 要：隨著深圳港港口建設(shè)的飛速發(fā)展，進港船舶大型化趨勢明顯，貨物吞吐量不斷提升，為此，深圳港鹽田港區(qū)將集裝箱碼頭進行擴建，以適應(yīng)大型集裝箱船舶靠泊需求。本文以深圳港鹽田港區(qū)集裝箱碼頭擴建工程#16泊位以及20萬噸級集裝箱船舶為研究對象，通過借助NT-PRO 4000型大型船舶操縱模擬器進行仿真試驗，提出船舶進港及靠泊的安全保障措施，為船舶引航安全提供借鑒。

關(guān)鍵詞：集裝箱船;引航;船舶仿真模擬;安全保障

中圖分類號：U675.9 ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：1006—7973（2020）08-0097-04

近年來，深圳港鹽田港區(qū)集裝箱吞吐量逐年提高，2017年，鹽田港集裝箱吞吐量為1402.78萬標箱，占深圳市場份額的55.65%[1]。與此同時，進港靠泊鹽田港的集裝箱船舶大型化趨勢也日趨明顯，2019年7月23日，鹽田國際迎來目前全球最大運載量的集裝箱船—“地中?！す艩査伞碧柺缀?。該輪全長400米、寬62米，可裝載2.3萬個標箱，總噸位23萬噸，是當(dāng)下全球航運市場最大的集裝箱船舶[2]。大型集裝箱船舶靠泊深圳港鹽田港區(qū)意義重大，值得深入探討。

1 深圳港鹽田港區(qū)#16泊位概況

鹽田港區(qū)地處深圳港東部的大鵬灣北岸，分為西、中和東（規(guī)劃）三個部分，是華南地區(qū)優(yōu)良的天然深水港灣。

#16泊位位于鹽田港區(qū)中港作業(yè)區(qū)大突堤南側(cè)端部，處于#9泊位與#10泊位之間，碼頭岸線長886米，碼頭結(jié)構(gòu)型式均為高樁梁板式結(jié)構(gòu)。碼頭前沿停泊水域?qū)挾?5m，設(shè)計底高程-17.4m，在碼頭前方共布設(shè)1個圓形回旋水域，回旋水域直徑800m，設(shè)計底高程-17.4m。

目前中港區(qū)航道按10萬噸級雙向航道建設(shè)，航道有效寬度400m，已疏浚至-17.4m，走向為82.01°～262.01°及112.01°～292.01°。

2 自然環(huán)境

2.1 風(fēng)況

鹽田港全年常風(fēng)向為ESE向，出現(xiàn)頻率為15.3%;次常風(fēng)向為E和SE向，出現(xiàn)頻率分別為12.6%和12.5%。歷年平均風(fēng)速為2.6m/s，其中ESE向平均風(fēng)速最大、為4.3m/s，其次為NNE、E和SE向，平均風(fēng)速值在3.6～3.8m/s[3]。

2.2 潮汐

大鵬灣內(nèi)潮汐類型屬不正規(guī)半日混合潮。

最高潮位 ? ? ? ? ? ?2.98m

最低潮位 ? ? ? ? ? -0.34m

平均高潮位 ? ? ? ? ?1.72m

平均低潮位 ? ? ? ? ?0.65m

平均海平面 ? ? ? ? ?1.22m

最大潮差 ? ? ? ? ? ?2.74m

平均潮差 ? ? ? ? ? ?1.12m

平均漲潮歷時 ? ? ? ?7：31

平均落潮歷時 ? ? ? ?6：08

2.3 潮流

灣內(nèi)漲潮最大流速0.30m/s，落潮最大流速0.20m/s;漲潮流向266°～288°，落潮流向142°～176°。

2.4 波浪

（1）全年波浪以東南向波浪為主，且風(fēng)浪頻率遠大于涌浪頻率;

（2）小浪為主，0.5m以下波浪占93%，1.0m以下波浪占99.5%;

（3）大浪數(shù)值不大。實測最大波高僅1.4～1.7m，波向SE～E，Tp=4～5s，且都為風(fēng)成浪。

3 船舶操縱模擬仿真

3.1 模擬仿真試驗?zāi)康?/p>

模擬不同工況（風(fēng)、流）下，20萬噸級集裝箱船舶進港航行及靠泊碼頭的通航工況，采集相關(guān)數(shù)據(jù)和模擬試驗結(jié)果，進行處理、分析，分析項目的可行性、安全性及存在的通航風(fēng)險和存在的問題，提出相應(yīng)的通航安全保障措施和作業(yè)要求或限定條件、建議等。

3.2 ECDIS及視景系統(tǒng)的構(gòu)建

3.3 仿真視景建模

航海模擬器視景數(shù)據(jù)庫的建?？梢苑譃榘隧椆ぷ鳎航ＹY料準備、數(shù)據(jù)預(yù)處理及優(yōu)化、真實感地形生成、三維物體模型建立、紋理圖片處理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、細節(jié)層次處理、調(diào)試等。

3.4 船舶參數(shù)設(shè)置

3.5 模擬工況

東南風(fēng)向（吹攏風(fēng)）/東風(fēng)向，大潮漲潮時段（漲水），6級風(fēng)條件下，在鹽田港主航道船舶進港航行、靠泊#16泊位模擬;

3.6 模擬試驗

3.7 試驗數(shù)據(jù)

通過對模擬試驗進行梳理分析，并結(jié)合有關(guān)規(guī)范[4]要求，得出如下試驗結(jié)論：

船舶進出港航行所需單向航道寬度為196.5m，船舶在航道末段的航跡帶寬度比外段航跡帶寬度大，深圳鹽田港區(qū)主航道寬400m，滿足20萬噸級集裝箱船單向通航要求，#16泊位船舶掉調(diào)頭水域最大為900m×500m，設(shè)計回旋水域為800m×800m的圓形，調(diào)頭靠泊需拖輪協(xié)助且操縱難度大，需順靠。

4 安全保障及優(yōu)化建議

（1）#16泊位較長，可靠近中間位置靠泊船舶，設(shè)計回旋水域占用深圳主航道部分水域，船舶離泊調(diào)頭會對其它船舶通航有一定影響。20萬噸級集裝箱船舶進靠#16泊位，船舶進港需要在主航道入口附近減速，占用航道寬度較大，對其它船舶通航有一定影響。

（2）#16碼頭設(shè)計軸向267°-087°，基本與主航道軸向一致。為靠泊安全、便利，大型集裝箱船舶進港靠#16泊位應(yīng)選擇右舷順靠方式。

（3）船舶受東南強風(fēng)、漲流時，偏順風(fēng)流影響，船舶不易控制和降速，大風(fēng)浪時，#16泊位船舶離泊需要加配拖輪，減小船舶調(diào)頭占用主航道水域及對其它使用該航道船舶通航的影響。

（4）20萬噸級集裝箱船舶靠#16泊位時，應(yīng)限制東南風(fēng)、南風(fēng)不超過6級，結(jié)合深圳港拖輪實際情況和引航相關(guān)要求，適當(dāng)增大拖輪配置，協(xié)助船舶航行、靠離泊作業(yè)。

（5）建議在主航道入口增設(shè)一對浮標YT3和YT4，船舶進出港在主航道入口需轉(zhuǎn)S型彎，不易操控，將主航道入口浮標至YT3浮與粵港分界線之間水域優(yōu)化或?qū)⒃O(shè)計航道入口寬度加大，方便船舶進出港。綜合港區(qū)通航情況進一步研究航道船舶通航能力及交通組織，合理配備其它浮標。

5 結(jié)束語

本文選取了一種較為不利的工況進行20萬噸級集裝箱船舶漲水期靠泊深圳港鹽田港區(qū)碼頭16#泊位的船舶操縱模擬試驗，以其作為代表探討深圳港特定水域大型集裝箱船舶靠泊的安全性，針對鹽田港區(qū)通航環(huán)境現(xiàn)狀提出優(yōu)化建議，為引航安全[5]提供借鑒的同時，也可為鹽田港區(qū)今后主管機關(guān)、港口調(diào)度部門、引航機構(gòu)以及碼頭運營方制定大型集裝箱船舶進港安全管理制度或保障措施提供一定支持。

參考文獻：

[1]深圳港2017年集裝箱吞吐量突破2500萬標箱創(chuàng)十年新高[J].珠江水運，2018（03）：42.

[2]黃青山. 深圳港集裝箱新高背后的澎湃力量[N]. 深圳商報，2019-07-25（A01）.

[3]姚廣興.超大型集裝箱船靠泊深圳鹽田港東港區(qū)的操作探討[J].中國水運（下半月），2016，16（02）：1-2.

[4]海港總體設(shè)計規(guī)范 JTS-2013.

[5]陳業(yè)儉.深圳港引航員登離船安全風(fēng)險識別及控制[J].世界海運，2019，42（04）：20-23+27.