朱潤資 海南海峽航運股份有限公司

1.研究背景

瓊州海峽港航一體化作為國家發(fā)展戰(zhàn)略，將于2022年1月1日完成航運資源融合并投入運營，船舶體量變大，類型繁多，需要研究制定一套既保船舶防臺安全又兼顧生產(chǎn)效率的對策和科學措施。且瓊州海峽幾乎每年遭受2～3個臺風考驗，雖司空見慣，但遇超強臺風來襲，卻無所適從。防臺水域的地理位置、遮風條件，錨地底質(zhì)、水深及船舶類型、密度、回旋余地等因素選擇不當，將導致船舶走錨、碰撞、擱淺等事件發(fā)生。因此，對防臺水域和防臺方法進行有針對性地研究分析，尋求防臺科學對策和操作指南尤為重要。

2.瓊州海峽臺風狀況及受其影響分析

據(jù)統(tǒng)計，臺風在文昌市登陸的次數(shù)最多，占登陸總次數(shù)的25.6%。瓊州海峽客滾運輸航線位于海口灣，其毗鄰文昌市，臺風在海南島東部登陸，尤其超強臺風來襲，此水域往往處于10級風圈范圍。據(jù)多年臺風對瓊州海峽的影響，從客滾船防臺的難易程度大致分為兩大類。

2.1 規(guī)律性的臺風

規(guī)律性臺風即為強度和移動路徑相對穩(wěn)定的臺風。生成于西太平洋，沿偏西北方向移動，經(jīng)巴士海峽或菲律賓的呂宋島進入南海，臺風強度逐漸加強、移動路徑穩(wěn)定。

（1）西移路徑：西移入南海中部，影響海南島南部海面較大。

（2）西北移路徑：海南島東北部海面受影響較大，當預報中心風力達12級或超強時，瓊州海峽受影響最大。

（3）轉(zhuǎn)向路徑：臺風主要在東經(jīng)125度以東轉(zhuǎn)向北上，西行路徑較偏北，在北緯15～20度之間，瓊州海峽有可能遭受臺風侵襲。

2.2 特殊性的臺風

特殊性臺風是指移動路徑詭異多變，登陸時強度驟增的臺風，包括南海生成的土臺風。此類臺風預報過程中出現(xiàn)打轉(zhuǎn)、蛇行、停滯、突變等現(xiàn)象，如201816號臺風“貝碧嘉”（如圖1）。

圖1 臺風“貝碧嘉”移動路徑

3.海南防臺錨地及周邊防臺水域

3.1 客滾船可用的防臺水域

通過每年防臺錨地及周邊防臺水域進行實地勘察，踐于客滾船實際拋錨防臺經(jīng)驗總結(jié)，可用作瓊州客滾船防臺的水域以下：

（1）海南島防臺水域：?？跒常ㄐ阌⒏坼^地）、后水灣、洋浦灣和三亞灣。

（2）海南周邊防臺水域：廣西北海港外錨地、鐵山港外錨地；廣東湛江港內(nèi)錨地、茂名水東港外錨地、珠江口水域。

3.2 防臺錨地及水域分析

3.2.1 海口灣（秀英港錨地）

?？跒乘蜷_闊，共有8個錨地，錨地均位于外航道附近的海口灣內(nèi)，大都為泥沙質(zhì)。

3.2.2 后水灣

①基本狀況：后水灣位置毗鄰洋浦，水深在15m以下，水深變化平緩；東北方向水域具有較好避風條件。共有13個防臺錨地，最多可同時容納40艘5千噸級船舶。

②可用防臺錨地情況：后水灣東北口水域直至臨高調(diào)樓港外水域、5#安全水域標附近及以東水域、“將印礁”以東直至新盈港等絕大部水域已被定置網(wǎng)箱所占用，NO6、NO7#防臺錨地已不能用于防臺拋錨，僅剩的西半部約8km2水域保留防臺錨地功能，最多可容納客滾船約22艘。

3.2.3 洋浦灣

①基本狀況：洋浦灣由于地形差異，波浪以風浪為主，具有良好的掩護條件；地質(zhì)近岸水域底質(zhì)表層為淤泥，最大厚度7.8～18.8m。

②錨地情況：共有引航、檢疫和待泊、避風錨地16個，水深7～36m不等。適合用于客滾船舶防臺的錨地僅有10#～13#共4個錨地。

③可用于客滾船防臺錨地：客滾船可用于防臺錨地有10#～13#，約27km2，可容70艘，實地采樣數(shù)據(jù)與以往資料記載相差不大。

3.2.4 鐵山港錨地及附近水域

鐵山港錨地位于鐵山港進港1號標附近水域，水深在10-16米之間，其西側(cè)局部水域水深不足5米，泥～泥沙底質(zhì)。

3.2.5 湛江港錨地

湛江港萬噸級以上大型船舶錨地有17個，底質(zhì)多為泥沙底，條件優(yōu)越的防臺錨地有NO.17、18、19和NO.2錨地及附近水域，水深在10-18米之間。錨位緊張，謹慎使用，船舶進入湛江港水域防臺要經(jīng)由湛江海事局統(tǒng)一安排。

3.2.6 茂名水東港防臺錨地

①基本情況：水東港主航道東側(cè)的“四號防臺錨地”和“一號檢疫錨”是水東港較好的防臺錨地，水深在6.2-11.7米之間，底質(zhì)為泥～泥沙，錨地東面有大放雞島形成天然屏障遮擋。

②2、3號錨地使用提醒：水東港主航道西側(cè)的“二號危險品錨地”和“三號檢疫錨地”水深在9.5-10.6米，泥沙底，位置偏西，受風和涌浪影響較大。

③在水東港附近水域：位于NO.4 防臺錨地東北方向，東西長3.0海里，南北寬1.5海里，面積約15.44km2，可容納客滾船約38艘。水深在5-11.6米之間，底質(zhì)多為泥沙；水域北、東北兩面有博賀港遮擋，南面有大放雞島遮擋，臺風造成的風浪入侵較小，客滾船在該水域拋錨防臺時應盡量選擇南面較深水域。

4.船舶防臺對策及措施

船長應根據(jù)臺風的移動路徑和發(fā)展情況，選擇正確的防臺水域和防臺方法，讓船舶處于“防臺”位置，遠離“抗臺”局面。

由于運營航線固定，數(shù)量大，類型多，吃水小，受風面積大，周邊可用防臺水域不富裕等因素決定了客滾船防臺的難度，正確選擇防臺時機和水域?qū)Q定防臺工作的成敗。

4.1 瓊州海峽客滾船的數(shù)量及狀況

海安航線客滾船49艘，海南鐵路火車輪渡4艘，北海航線3艘，共計56艘。選取典型的代表船型說明如下。

海安航線南岸“鸚哥嶺”輪技術(shù)參數(shù)：

總長：123.90米；

設計吃水：4.20米；

型寬：20.50米；

型深：6.30米；

總噸：10940；

凈噸：5907；

最大排水量：7205噸；

最大載重：2542.77噸；

空載/滿載吃水：2.60/3.40米；

錨鏈直徑/鏈長：48mm/275m。

4.2 客滾船（以“鸚哥嶺”輪為例）拋錨防臺錨泊力與外力分析

4.2.1 錨泊力

①錨鏈強度計算：

②單位錨鏈長度的重量：

③錨重：Wa＝3780＊2Kg

④錨泊力計算：

P＝Pa+Pc，（其中Pa為錨抓力，Pc為鏈抓力。）

且Pa＝λa＊Wa，Pc＝λc＊Wc＊?

(其中，λa為錨的抓力系數(shù)，粘性土混沙底質(zhì)該系數(shù)取5、泥為4和沙為3；λc為臥底錨鏈的抓力系數(shù)，在粘性土混沙底質(zhì)中取0.7；?為臥底鏈長。)

4.2.2 船舶錨泊時所受外力計算

4.2.3 錨泊力與外力分析

在不同風力等級的情況下為保證船舶錨泊安全，錨泊力與船舶所受外力間必須滿足：

①風力10級（26m/s）時，θ＝30°，Cw取1.4，（Aa＝384.38m2；Ba＝1563.46m2）：

②風力10級時在?？跒冲^地拋雙錨8節(jié)（220m）防臺，海域水深為10.5m，假設潮高3.2m，錨泊力P10（錨鏈孔至水面為5.45m，所以y＝19.15m）：

單錨抓力：Pa10 ＝λa＊Wa＝5×3780＝18900Kg

懸鏈長度：S10＝[y(y+2·Tχ/W'c)]?＝[19.15×(19.15+2×35192.535/50.458×0.87/)]?＝176.3m

臥底錨鏈抓力：

單錨泊力：P10＝Pa10+Pc10＝20443.51Kg

雙錨泊力：P10D＝2×P10=40887.02Kg（40.9t）

③當風力11級（31m/s）時，雙錨8節(jié)（220m），θ＝20°，Cw取1.2。

雙錨泊力：P11D＝2×P11＝40470.24Kg（40.5t）。

④當風力12級（33m/s）時，雙錨8節(jié)（220m），θ＝20°，Cw取1.2。

分析結(jié)果，此類型船舶雙錨8節(jié)下水（一點錨）防臺。當風力10至11級影響，則可以滿足安全錨泊防風要求；當風加強至12級時，“錨泊力”已不能抵御船體所受的“風壓力”作用。

當風力加強為10級及以上時，臥底鏈長明顯減少，錨鏈抓力相應銳減。船舶10級風力在28m水深地方拋錨或14級（45m/s）風力在10m水深地方拋錨時錨鏈抓力為零。

4.3 瓊州海峽客滾船防臺方向及錨位選擇

瓊州海峽客滾船基于船型和水域限制的考慮，一般都要以“避臺為主，防抗結(jié)合，由近至遠”為原則選擇防臺水域，需要對臺風路徑、水域位置、自然條件、錨地布置、航道條件、船舶錨泊力等因素綜合考慮確定。

4.3.1 遠離臺風移動路徑，避開10級風圈

影響瓊州海峽熱帶氣旋路徑主要有4類：

西移路徑：多出現(xiàn)冬春季節(jié)，受西太平洋副熱帶高壓南撤的影響，在北緯16度以南西進入南海中部，影響海南島南部海面較大，此情況的?？跒?、后水灣、洋浦灣在臺風10級風圈之外。預計風力在11級及以下且臺風路徑穩(wěn)定，可以選擇?？跒硳佸^防臺，其次是后水和洋浦灣。

西北移路徑：多出現(xiàn)盛夏季節(jié)，影響海南島東北部海面較大，從文昌附近登陸進入瓊州海峽，再移進北部灣最為常見。當預報中心風力達12級時，瓊州海峽在10級風圈之內(nèi)，海口灣不宜拋錨防臺，可選擇后水灣或洋浦灣水域；當預報超強臺風時，且臺風移動路徑經(jīng)雷州半島進入北部灣海面，建議船舶機動防臺，東行至茂名水東港，乃至陽江港或珠江口。

轉(zhuǎn)向路徑：多出現(xiàn)在6～10月過度季節(jié)，受冷高壓疊加影響和西太平洋副熱帶高壓的牽引，臺風移動路徑多變。多數(shù)從陵水至瓊海一帶登陸，橫穿海南島再進入北部灣海面，洋浦灣和后水灣將在臺風移動路徑之上或10級風圈之內(nèi)，洋浦灣不可取，后水灣和海口灣可以有條件選擇；當預報超強臺風時或以上三者都在10級風圈之內(nèi)，選擇廣東茂名水東港或鐵山港外錨地（10級風圈之外）。

特殊路徑：如打轉(zhuǎn)、蛇行、停滯、突變等等，此臺風詭異多變，（201816“貝碧嘉”）。建議時刻關(guān)注臺風路徑和強度變化，船舶背離臺風運動防臺，西行洋浦灣拋錨，視情況再次起錨運動至鐵山港、北海港或繞海南島西側(cè)運動至三亞灣。

4.3.2 防臺水域的錨位選擇

根據(jù)當?shù)氐臍庀箢A報和海區(qū)盛行的季節(jié)風，船舶所選的錨地盡可能靠上風位置。原則上，我國沿海一般選擇東北方向的避風錨地。

船長要根據(jù)本船的具體情況和當時周圍客觀條件，選擇安全的下錨點，主要應考慮以下幾點：

①水深：防臺拋錨最小水深應能保證在低潮時具備20%吃水的富裕水深；防臺拋錨最大水深，10級大風及以上時，出于客滾船受風面積、錨、錨鏈特征及臥底鏈長等綜合考慮，建議客滾船舶所選擇的最大水深（包括潮高）不得超過25m。

②底質(zhì)和海底地勢：錨抓力與底質(zhì)關(guān)系密切，經(jīng)以上錨泊力分析可知，提供給船舶的抵抗力主要在于錨的抓力，臥底錨鏈抓力僅占錨抓力的5～10%。粘性土混沙底質(zhì)較好，泥次之，硬質(zhì)沙較差，石底不宜下錨。海底地勢以平坦為好，若坡度較大，將影響錨的正常抓力，容易出現(xiàn)走錨現(xiàn)象。

③具有符合水深要求的足夠回旋余地：回旋余地應根據(jù)底質(zhì)、拋錨時長、附近障礙物、氣象、海況來綜合加以確定。既要滿足單船回旋的需要，還應考慮其它船進出錨地航行、停泊的安全問題，以瓊州海峽代表船“鸚哥嶺”輪計算，

其半徑R＝220＋124＝344m

面積S＝0.37km2。

4.3.3 拋錨注意事項及應變措施

錨的抓力客觀上主要決定于底土的底質(zhì)，主觀上決定于錨的自重，最大抓力約為錨體自重的3～5倍；相應作用于船舶的外力主要取決于本水域的風速的平方值?？蜐L船進入防臺水域拋錨時首先選擇遮蔽較好的有利錨位，其次選擇較好的底質(zhì)，再之考慮拋錨的水深，重點考慮以下幾點：

①根據(jù)水域底質(zhì)和其他環(huán)境條件，對錨的抓力系數(shù)不能估值過高，以防出現(xiàn)不測；

②雙錨的抓力數(shù)值上等于單錨幾何和，客滾船當風力影響7級風前，采取“一點錨”拋法，出鏈8節(jié)入水；

③正確拋錨，保證錨爪入土抓牢，以免在外力作用下錨體自轉(zhuǎn)，導致錨的抓力下降，甚至錨爪翻轉(zhuǎn)抓力頓失，造成拖錨走錨；

④密切風速變化和錨鏈受力情況，適當備車頂風減少錨鏈受力，如果發(fā)現(xiàn)走錨現(xiàn)象及時起錨重新選擇錨位拋錨，假如首錨無法絞起，有拖錨擱淺的可能，須想方設法保護車舵，選擇時機拋下尾錨，避免船尾觸礁或擱淺。

5.結(jié)語

船長是本船安全管理的第一責任人，選擇正確的防臺水域，讓船舶時刻處于“防臺”位置，遠離“抗臺”局面，乃為“天時”。

瓊州海峽周邊防臺錨地布置不合理和規(guī)模不足，船舶始終堅持“及早進入防臺錨地選擇可靠錨位”原則，避免因為找不到合適的防臺錨位而陷入被動局面，乃為“地利”。

船長對影響防臺水域的風力和環(huán)境條件充分估計，確定錨位的土質(zhì)、水深、拋錨方法、出鏈長度，加強值守，密切關(guān)注臺風變化，做足應變處置措施，乃為“人和”。