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(yè)提供了優(yōu)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(xiàn)在每年的農(nóng)歷端午節(jié)前后，俗稱“龍舟水”。 “龍舟水”期間珠江水位上漲，水流湍急?！褒堉鬯迸c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(fā)生斷纜離綁。這些突發(fā)險情對離綁船舶、周圍船舶、碼頭設(shè)施以及作業(yè)人員的安全構(gòu)成了較大威脅。

二、在泊船發(fā)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(fā)生過三起較為嚴重的離綁險情，有碼頭還發(fā)生過斷纜離綁傷人事故。以深圳西部港區(qū)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(qū)地處珠江口東岸，潮流為不規(guī)則半日混合潮流，表現(xiàn)為往復流的特征。漲潮流最大流速出現(xiàn)在轉(zhuǎn)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(nóng)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(lǐng)船舶入泊的引航員發(fā)現(xiàn)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(fā)出巨大的抖動和響聲，引航員判斷該輪會發(fā)生斷纜離綁。此時碼頭5臺吊機正在進行裝卸作業(yè)，一旦該輪發(fā)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(yè)。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(nèi)轉(zhuǎn)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(tài)，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(cè)的媽灣航道。MSC BUSAN輪發(fā)生斷纜后的位置圖如圖2所示。

圖2 MSC BUSAN輪發(fā)生斷纜后的位置圖

媽灣航道是深圳西部港區(qū)連接香港的重要水道，是進出深圳西部港區(qū)船舶和航經(jīng)船舶的必經(jīng)水域。該水域船舶交通流量大、船舶交匯態(tài)勢復雜。根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)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(shù)量、不同類型的船舶駛過，經(jīng)常有20～30艘小型船舶密集航行，占據(jù)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(yīng)急程序，派出西部應(yīng)急值班引航員緊急登輪，指揮調(diào)配到位的拖輪對MSC BUSAN輪進行緊急救助，在較短的時間內(nèi)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(chǎn)損失甚至發(fā)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(nóng)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?！褒堉鬯薄⒋蟪毖?、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(fā)生斷纜離綁事故。

2.船舶內(nèi)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(yīng)，會造成在泊船內(nèi)外舷的水流壓差，導致船舶發(fā)生斷纜離綁。伯努利效應(yīng)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(yīng)等于總壓）。

因內(nèi)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(jù)伯努利效應(yīng)，在泊船外舷水流越急，內(nèi)舷水流越緩，內(nèi)外舷壓差就越大，這種壓差對在泊船產(chǎn)生離岸推力，需要纜繩產(chǎn)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(nèi)舷流速變化不大，會產(chǎn)生更大的流壓差，形成更大的離岸推力，這是汛期在泊船發(fā)生離綁的最主要原因。

圖3 因內(nèi)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(nèi)側(cè)流水受阻，形成一個高壓區(qū)。該高壓會產(chǎn)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(fā)生離綁。同時該高壓區(qū)還會導致在泊船迎流端外側(cè)水流流量、流速加大，增大船舶迎流端內(nèi)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(fā)生船舶離綁的可能性更大。

4.周圍船舶作業(yè)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(fā)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(fā)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(chǎn)生劇烈擾動，在泊船會產(chǎn)生橫搖、縱搖、艏搖、橫蕩、縱蕩、垂蕩六種運動，容易發(fā)生斷纜離綁。

（2）在泊船相鄰泊位的船舶進行靠離泊作業(yè)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(yè)時的影響會更大，除了船體縱向、橫向移動產(chǎn)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(zhuǎn)運等作業(yè)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(fā)生斷纜輕則影響裝卸作業(yè)，重則會發(fā)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(chǎn)損失，需要相關(guān)方重視，采取措施加以防范。

1.碼頭防范措施

（1）工作人員應(yīng)研究潮汐和汛期洪水規(guī)律，針對容易發(fā)生離綁的泊位制訂專門措施及應(yīng)急預(yù)案。措施和應(yīng)急預(yù)案應(yīng)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(yīng)急準備。

（2）汛期大潮汛或上游暴雨過后，在安排泊位時應(yīng)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(yè)；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(fā)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(yīng)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(yǎng)護，選用質(zhì)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(shù)量。

（3）在泊期間應(yīng)結(jié)合潮汐預(yù)報，加強值班巡視；及時調(diào)整纜繩的長度及受力，保證纜繩受力均勻；及早發(fā)現(xiàn)、消除離綁隱患。

（4）急流時段相鄰泊位有船舶靠離泊作業(yè)時，安排人員警戒值守，必要時備車、備側(cè)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(jīng)船舶（特別是較大型船舶）盡可能遠離在泊船，如環(huán)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(yè)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(shù)，能用小車不用大車。