汛期珠江口順岸泊位在泊船斷纜離綁原因及對策

胡建軍

一、引言

珠江是中國第二大河流，年徑流量3 400多億立方米，豐盈的水資源為珠江航運事業提供了優越條件。香港港、深圳港、珠海港、東莞港、廣州港匯集在珠江口兩岸，形成了世界級港口圈。每年4月到9月為珠江汛期，在我國眾多江河中，珠江汛期最長，最大洪汛出現在每年的農歷端午節前后，俗稱“龍舟水”。 “龍舟水”期間珠江水位上漲，水流湍急。“龍舟水”與落潮流（特別是大潮汛時）疊加，極易造成珠江口順岸泊位在泊船發生斷纜離綁。這些突發險情對離綁船舶、周圍船舶、碼頭設施以及作業人員的安全構成了較大威脅。

二、在泊船發生斷纜離綁的案例

珠江口順岸泊位某個大型船舶碼頭一個汛期就發生過三起較為嚴重的離綁險情，有碼頭還發生過斷纜離綁傷人事故。以深圳西部港區某順岸碼頭為例，簡述一起較為典型的在泊船斷纜離綁險情。深圳港西部港區地處珠江口東岸，潮流為不規則半日混合潮流，表現為往復流的特征。漲潮流最大流速出現在轉流后3 h左右，即中潮位附近，落潮流一般大于漲潮流。由于碼頭擴建、岸線變化，碼頭起了導流堤的作用，使流速加快，在洪水期落流速最大可達6 kn。

2017年6月20日（農歷五月二十六日正值珠江洪水期；較大潮汛、急落流；當日潮汐：0021 075，0651 219，1333 078，1909 182）12：30時許，正在引領船舶入泊的引航員發現相鄰泊位在泊船MSC BUSAN（地中海釜山）輪（船長324.8 m，吃水11.8 m）的艉纜發出巨大的抖動和響聲，引航員判斷該輪會發生斷纜離綁。此時碼頭5臺吊機正在進行裝卸作業，一旦該輪發生斷纜離綁，就有導致拽拉、碰撞吊機及船首碰撞碼頭的可能，引航員立刻通過高頻電話建議碼頭立即停止作業。船舶靠泊情況如圖1所示。

圖1 船舶靠泊情況示意圖

幾分鐘后MSC BUSAN輪的3根艉纜、2根艉倒纜、2根艏倒纜先后斷掉，為防止船尾外移、船首內轉碰撞碼頭，MSC BUSAN輪主動松出、解掉了艏纜。由于情況突然，該輪主機來不及備車，船舶處于無動力狀態，在急流水的作用下失去控制的船舶漂離碼頭約200 m，進入碼頭外側的媽灣航道。MSC BUSAN輪發生斷纜后的位置圖如圖2所示。

圖2 MSC BUSAN輪發生斷纜后的位置圖

媽灣航道是深圳西部港區連接香港的重要水道，是進出深圳西部港區船舶和航經船舶的必經水域。該水域船舶交通流量大、船舶交匯態勢復雜。根據相關部門統計，2005年船舶流量就達40余萬艘次，近些年流量更是有較大增長，任何時間航道上都會有不同數量、不同類型的船舶駛過，經常有20～30艘小型船舶密集航行，占據航道。MSC BUSAN輪失控漂移到媽灣航道，造成了航道擁堵、交通混亂，情況十分危急。

深圳港引航站立即啟動應急程序，派出西部應急值班引航員緊急登輪，指揮調配到位的拖輪對MSC BUSAN輪進行緊急救助，在較短的時間內恢復了航道秩序，并將該輪重新靠上碼頭。這次離綁斷纜險情如果沒有引航員的準確判斷和引航站的及時處理，很有可能造成重大財產損失甚至發生人員傷亡。

三、在泊船斷纜離綁原因分析

1.汛期水流湍急

同其他江河水流入海一樣，珠江口水域珠江水流方向與海洋潮汐落潮流方向一致，與漲潮流方向相反。落潮流與珠江江流疊加、漲潮流與珠江江流相抵，造成了珠江口順岸泊位漲流時水流較弱，落流時水流最強，在農歷的月初及十五前后的大潮汛期間，這種情況更為明顯。每年汛期由于珠江流域降雨量大、降雨集中，珠江水流更是湍急。“龍舟水”、大潮汛、落潮流三個因素疊加在一起，珠江口的落流水流速會達到峰值，導致珠江口順岸泊位的在泊船發生斷纜離綁事故。

2.船舶內外舷水流壓差大

船舶靠泊時，船舶與水流之間存在伯努利效應，會造成在泊船內外舷的水流壓差，導致船舶發生斷纜離綁。伯努利效應運動方程為

其表明：流體速度加快時，物體與流體接觸的界面上的壓力會減小，反之壓力會增大；速度降為零時，壓強就達到最大（理論上應等于總壓）。

因內外舷水流壓差導致船舶離綁的示意圖如圖3所示，順流泊位在泊船受沿岸流影響，沿岸流A在碰到在泊船后在船體迎流面分成B、C兩股流，其中流C由于受到碼頭、船體、淺底、渦流等摩擦力作用，水流流量、流速都很小，可忽略不計；而流B較大，基本上等同于流A。根據伯努利效應，在泊船外舷水流越急，內舷水流越緩，內外舷壓差就越大，這種壓差對在泊船產生離岸推力，需要纜繩產生的橫向力加以克服。汛期珠江徑流變大，流速變急，在泊船外舷流速增大明顯，而內舷流速變化不大，會產生更大的流壓差，形成更大的離岸推力，這是汛期在泊船發生離綁的最主要原因。

圖3 因內外舷水流差壓導致船舶離綁示意圖

船舶離綁會加劇纜繩受力不均，導致受力最大或強度最差的纜繩率先斷裂，進而加大其他纜繩的受力，導致其他纜繩相繼斷裂。

3.船舶迎流端受水流推力大

在泊船迎流端的受力如圖4所示，順流泊位在泊船受沿岸流影響，迎流端內側流水受阻，形成一個高壓區。該高壓會產生垂直于船體列板的力F，該力可分解成一個沿船舶艏艉線方向的力F1和一個垂直于艏艉線方向的力F2，分別會導致船舶縱向和橫向移動，促使船舶發生離綁。同時該高壓區還會導致在泊船迎流端外側水流流量、流速加大，增大船舶迎流端內外壓差，又進一步增大了船舶離岸推力。

圖4 在泊船迎流端受力示意圖

船舶船型肥大和滿載都會增加船舶水下船體受流面積。同樣的流壓差，受流面積越大，船體所受的水動壓力越大。船舶的首部線型比尾部線型導流效果好，水阻力小。尾部線型寬鈍，水阻力大，導流效果差。尾部迎流時船舶承受更大的水流壓力[1]，發生船舶離綁的可能性更大。

4.周圍船舶作業對水流的擾動劇烈

正常情況下在泊船承受的離泊力相對恒定，有利于纜繩受力均勻。在泊船纜繩系泊力與離岸推力相抵消，保持船舶平衡和靜止。而當船舶周圍流場劇烈擾動、發生不均勻變化時，會造成船舶受力不均衡，加大船舶首尾某一端的離岸推力，造成該端纜繩受力過大，可能導致斷纜離綁的險情發生。在泊船受到其他船舶的影響主要有以下幾個方面：

（1）有其他船舶于在泊船附近高速通過，會對水流產生劇烈擾動，在泊船會產生橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩、垂蕩六種運動，容易發生斷纜離綁。

（2）在泊船相鄰泊位的船舶進行靠離泊作業時，會造成流場劇烈變化。尤其是在上游相鄰泊位有船舶進行靠離泊作業時的影響會更大，除了船體縱向、橫向移動產生的水動力外，靠離泊船舶的排出流也會加大下游在泊船斷纜離綁的可能。

（3）在泊船進行物料供給、加油或垃圾（污油）轉運等作業時，外檔會有其他小型船舶系靠，導致流場劇烈擾動，加大在泊船受力。

四、在泊船斷纜離綁防范措施

在泊船發生斷纜輕則影響裝卸作業，重則會發生離綁、船舶失控漂移，刮碰裝卸機械、碼頭或相鄰泊位船舶，可能會造成巨大的生命財產損失，需要相關方重視，采取措施加以防范。

1.碼頭防范措施

（1）工作人員應研究潮汐和汛期洪水規律，針對容易發生離綁的泊位制訂專門措施及應急預案。措施和應急預案應告知在泊船，提醒在泊船加強值班巡視，增加纜繩、保持纜繩受力均勻，并做好必要的應急準備。

（2）汛期大潮汛或上游暴雨過后，在安排泊位時應盡可能增大相鄰船舶間空當，增加纜繩長度，保證出纜角度良好；盡可能避免安排船舶在流水最急時段進行靠離泊作業；盡量安排船舶落流時船首頂流靠泊，避免急落流時在泊船尾部迎流。

（3）急落流時段安排拖輪在附近值守，一旦發生斷纜離綁險情能及時處置。

2.船舶在泊防范措施

（1）船員應重視離綁問題，嚴格按碼頭的要求做好防范工作。

（2）對纜繩進行必要的檢查和養護，選用質量好、強度高的纜繩系泊；科學地選擇出纜位置，保證適度的纜繩長度與良好的出纜角度；必要時增加系纜數量。

（3）在泊期間應結合潮汐預報，加強值班巡視；及時調整纜繩的長度及受力，保證纜繩受力均勻；及早發現、消除離綁隱患。

（4）急流時段相鄰泊位有船舶靠離泊作業時，安排人員警戒值守，必要時備車、備側推器。

（5）急落流時段不安排物料船、加油船、收垃圾（污油）船系靠。

3.周圍船舶防范措施

航經船舶（特別是較大型船舶）盡可能遠離在泊船，如環境許可至少保持一倍船長的橫距，并盡可能小車、低速通過。在相鄰泊位進行靠離泊作業船舶（特別是較大型船舶），在進出泊位時要合理控制入泊橫距與速度；進入檔位后，減少用車次數，能用小車不用大車。