泰州港靖江港區新港作業區深國際物流中心碼頭工程船舶航行及靠離泊模擬試驗研究

梁濤

（江蘇興旺物流有限公司，江蘇 靖江 214500）

建設后的深國際物流碼頭需靠泊10萬噸級散貨船，船型尺度較大，靠離泊作業難 度較大，并且考慮到長江靖江港區航段船舶交通流密度大、航行狀況復雜等特點，10 萬噸級散貨船航行及靠離泊作業存在風險，一旦發生碰撞事故，其后果將非常嚴重。為更好地保障本工程10 萬噸級散貨船的航行及靠離泊作業安全，減少船舶進江對長江江蘇段黃金水道通過能力的影響，針對本工程的設計方案，根據實況模擬的風浪流條件，采用全任務船舶大型模擬器進行船舶進出港及靠離泊模擬仿真試驗，本次模擬試驗選取10 萬噸級散貨船減載作為試驗船舶，以此研究本工程船舶在風、浪、流條件下的進出港的適應性及進出港限制條件，分析不同工況工程運行、船舶進出港、靠離泊作業等對航道布置、過往船舶正常航行、相鄰工程運行等的影響，研究成果可作為航道通航條件影響評價的技術支撐，可作為工程的航道、港池、航標布置和工程設計方案調整的技術參考[1]。

1 工程概況

本工程建設地點位于江蘇省靖江市長江北岸，長江下游福姜沙水道左岸，六 助港與和尚港之間，揚子江通用碼頭下游并與之相連，沿江高等級公路南側，屬靖江市轄區，航道里程距吳淞口約142km 。項目地理坐標為120°22′38”E，32°01′01”N。地理位置圖如圖1 所示。

圖1 工程地理位置圖

2 建設規模

本工程年設計吞吐量1275萬噸，其中煤炭800萬噸，石油焦375 萬噸，鐵礦石50 萬噸、其他散貨50 萬噸；碼頭設計年通過能力1363 萬噸；建設2 個10 萬噸級散貨泊位(水工結構按靠泊15 萬噸級散貨船設計)，兼顧1 艘10 萬噸級散貨船、1 艘7 萬噸級散貨船和1艘1 萬噸級江輪同時靠泊作業，泊位總長度 693m；并建設配套陸域堆場和生產、輔助生產設施，陸域占地約575.1 畝。

3 模擬試驗研究范圍及方法

本工程10 萬噸級散貨船(減載)通航安全模擬試驗采用TRANSAS 公司新一代仿真軟件(NTPRO5000 型)[2]，綜合考慮本項目10 萬噸級散貨船減載進出港、靠離泊的通航安全需求，結合本工程水域交通流特征，確定了模擬試驗范圍為本工程碼頭附近，上游至福姜沙北水道FB#19 浮與福姜沙中水道匯合的56#浮附近水域，下游至福姜沙北水道FB#1 浮附近水域，對本工程所在水域進行了區域三維建模，仿真水域電子海圖如圖2～3 所示。研究方法及步驟為：①研究水域視景建模；②試驗船型選取與建模；③試驗工況條件設置；④駕引人員操船模擬；⑤試驗數據收集與分析。

圖2 本工程碼頭附近仿真水域電子海圖

圖3 全任務大型船舶操縱模擬器實景圖

4 航海仿真技術及工程仿真試驗模型建立

應用船舶操縱模擬器對港航工程進行仿真研究，借助于船舶操縱模擬器模擬使用不同類型的船舶，按照符合實際航行操作慣例的方案，對港航工程進行計算機仿真模擬操作，通過在港航工程所需的當地水域內的操縱模擬。

5 船舶航行及靠離泊模擬試驗

5.1 10 萬噸級散貨船減載福北進港航行試驗

本次進港航行模擬試驗初始船位設置在FB#7 浮附近，經上行至FB#18 黑浮右轉靠泊。仿真模擬試驗前提為航道進行單向控制，10 萬噸級散貨船進港過程中小型船舶不應占用航道水域。模擬試驗中，航道內航行過程按照4 級、6 級和7 級的東南風、西北風組合進行控制，選擇對船舶影響較大的潮流資料落潮流2-2.5kn（1.03m/s～1.29 m/s，最大情況）、漲潮流0.8-1.5kn（0.41 m/s～0.77 m/s，一般船舶乘潮進港常見情況）[4][5]，結合此特點本次試驗對福北進港航行進行模擬。10 萬噸級散貨船減載進港航行試驗航跡帶如圖4 所示。

圖4 落潮流（2-2.5kn）、東南風7 級、福北上行進港航行航跡帶

5.2 10 萬噸級散貨船減載靠泊試驗

本次靠泊模擬試驗中，靠泊過程中按照4 級、6 級和7 級的東南風、西北風組合進行控制，選擇對船舶影響較大的潮流資料落潮流2-2.5kn（1.03m/s～1.29 m/s，最大情況）、漲潮流0.8-1.5kn（0.41 m/s～0.77 m/s，一般船舶乘潮進港靠泊常見情況），結合此特點本次試驗對福北進港落潮右舷靠泊進行模擬。10 萬噸級散貨船減載進港靠泊試驗航跡帶如圖5 所示。

圖5 落潮流（2-2.5kn）、東南風7 級、福北減載進港靠泊航跡帶

5.3 10 萬噸級散貨船壓載離泊掉頭試驗

根據現行通航管理規定，工程模擬船型出港穿越福北水道在#56 左右通航浮后掉頭進入福中水道下行、穿越福北水道和福中水道上行航路（經56#浮標下游）掉頭進入福中水道下行，此次模擬試驗針對上述規定，離泊過程中風力6 級和7 級的東南風、西北風組合控制；落潮流2-2.5kn、漲潮流0.8-1.5kn 進行仿真模擬。10萬噸級散貨船壓載離泊試驗航跡帶如圖6 所示。

圖6 落潮流（2-2.5kn）、西北風7 級、船舶離泊后掉頭進入福中航道航跡帶

5.4 10 萬噸級散貨船減載福北進港航行及制動試驗

福北水道航行環境復雜，本工程設計代表船舶為10 萬噸級，船型尺度較大，因此本報告設計10 萬噸級散貨船減載FB#7～FB#9 航段（狹窄航段）進港航行及制動試驗，以獲取設計代表船型在福北水道復雜通航環境下的制動效果。如圖7～9 所示。

圖7 落潮（流速2.5kn）、風向045o 風力6 級FB#7～FB#9 進港航行

圖8 落潮（流速1kn）、風向180o 風力4 級FB#7～FB#9 進港制動（最終狀態）

6 試驗結論

（1）本工程深國際物流碼頭設計方案能夠滿足設計控制代表船舶10 萬噸級散貨船減載狀態在設定的風流條件下靠離泊作業的需要。本工程配套航道尺度能滿足本工程10 萬噸級散貨船減載/壓載進出港要求。

（2）本工程10 萬噸級散貨船減載由福北水道航行至#18 號黑浮進港，靠泊過程應選擇3 艘拖輪協助入泊，靠泊方式為頂流右舷順靠；本工程10 萬噸級散貨船壓載離泊過程應在3 艘拖輪協助拖出后，直接上行至#56左右通航浮附近水域掉頭，沿福中水道下行。

（3）船舶在福北水道上行、減速靠泊及離泊后上行至#56 左右通航浮附近掉頭下行等過程，對福北、福中水道附近交通流有一定的影響。在采取拖輪協助、選擇合適靠離泊時機、密切溝通協調行動、必要時采用警戒船艇等安全保障措施前提下，本工程碼頭船舶靠離泊安全及對附近過往船舶航行影響是可控的。