張秋涌 海南省船舶引航站八所分站
陳海業(yè) 海南省船舶引航站
海南國電西南部電廠5萬噸級煤炭碼頭位于海南樂東縣鶯歌咀西北約1.5海里處,碼頭平臺布置在由南、北防波堤合圍形成的環(huán)抱式港池內,碼頭地理位置為(18°31.7′N,108°40.5′)。碼頭為高樁梁板式結構,設計船型為5萬噸級散貨船(兼靠7萬噸級)泊位1個,有2臺卸船機;碼頭岸線長278米,寬24米,高程8米,碼頭前沿線走向052°~232°,碼頭通過引橋與陸域連接,引橋長1061米。本地區(qū)臺風多發(fā)生在8、9兩個月,根據(jù)30多年的觀測資料統(tǒng)計,影響本區(qū)的臺風,平均每年出現(xiàn)2.9次,臺風極少在樂東直接登陸,一般到達樂東后風力減弱。每次影響歷時1~2天。
2020年底16號臺風“浪卡”在瓊海市博鰲鎮(zhèn)沿海登陸,登陸時中心風力10級。10月13日,由于臺風逐步靠近,風力達到8級,海南樂東國電碼頭上的“A”輪(船長199.99米,寬32.26米,總噸:33511噸,凈噸:18766噸),因攏風太大,引航員分別在08:00和08:50兩次離泊不成功。若該船不能及時離港避風,將給港口船舶和水域安全帶來極大威脅。
為保障“A”輪順利離港避臺,2020年10月13日10:30有關部門召開現(xiàn)場應急防臺會,憑著多年的工作經驗,筆者給出了引航建議:港區(qū)目前仍處于臺風大風半徑以外,之所以有8~9級陣風,是因為外圍強對流引起的;根據(jù)預報判斷在未來的3~4個小時,有一個短暫性的風力減弱窗口期,應該抓住時機,及時引領船舶離港。
圖1 海南國電西南部電廠5萬噸級煤炭碼頭位置圖
(1)離泊前計算風壓力,預估拖船馬力。
(2)船舶前后吃水9.0米,該船風壓力面積≈160×6+40×(15+6)=1800平方米。
(4)為了節(jié)約時間,安排大船和拖輪均備車待命。
(5)16:00監(jiān)測到風力減弱至6級、陣風7級。引航員及時登輪。考慮到風力減弱的窗口期不會太長,風力隨時都有可能加大,涌浪會影響拖輪馬力發(fā)揮。引航員最終決定采取自己認為比較有把握和安全的操作,即迎風向左掉頭360°的非常規(guī)做法。
當時風向偏N,船舶艏向232°,船舶右船艉斜后方受風(夾角60°~70°),按照引航通常操作,采取控制船頭和碼頭的距離,讓船尾先出,在6~7級風條件下,應該能夠拖離泊位。但本次離泊,在2 艘4000匹馬力拖輪協(xié)助下始終沒有讓船艉左舷吃到風,導致離泊操作沒有成功。
根據(jù)當時的港池的涌浪高度及拖輪上下顛簸的狀況,判斷應該是涌浪嚴重影響了拖輪功率發(fā)揮,導致拖力不足。為此及時調整引航操作方案,采取大船倒車措施,待船略有退速時操左滿舵進車,待船差不多停住的時候停車,正舵、倒車,左滿舵、進車,這個操作連續(xù)操作了4~5次,利用拖輪和舵力逐漸使船尾離開泊位。但16:30風力突然加大,僅差一點就使左舷船尾吃到風時,觀察到船頭向碼頭轉的趨勢并不明顯,船尾也很難再往外擺,采取讓船頭拖輪停車,船尾又向外開了一點后,又停住不動了,離泊操作陷入困境。
根據(jù)當時的態(tài)勢及船舶受力判斷,最后果斷采取讓船頭拖輪慢車頂,獲得船艏向左擺動后,終于使船尾越過了風口。等到整個左舷吃到風后,倒車、前頂、后拖,船舶運動態(tài)勢如圖2所示,終于在17:00成功離泊出港。
圖2 應急離泊操作過程圖
此次應急離泊操作過程中各種現(xiàn)象:
(1)在船尾接近風口,左舷沒有吃到風,船尾拖輪大車拖,船頭拖輪停車的情況下,船尾慢速向外而船頭不往里去。根據(jù)當時的情況,駕駛臺受風面積大,風力作用中心應該是在船尾。船在相對靜止的情況下,轉心應該在船中附近。船尾拖輪大車向外拖,船頭拖輪停車,產生的力矩作用使船尾向外(左)擺時,按理船首也應向里(右)去。而實際操作中船首并沒有向里去,甚至在命令船頭拖輪慢車頂時,船尾向外加速,然而船頭仍然向里轉并不明顯。
分析:關鍵原因是船尾處拖力的法向力與風壓力的法向力幾乎一樣大,方向相反作用點接近,造成船尾拉不開,船首沒有向左轉動的力矩。
(2)在風力6級,陣風7級的情況下,民華拖18/19兩艘拖輪,在以往引航操作中是可以拖離大船舶離泊的。本次應急離泊操作時并未拖離大船舶離泊。
分析:除了拖纜方向正橫偏后(抑制船前沖)拖力減小一些的因素之外,涌浪影響拖力減小是關鍵因素,另:拖輪駕駛員在惡劣天氣情況下,擔心涌浪影響造成拖纜斷裂,故不敢加到最大車。
(3)通過船舶運動受力分析(圖3所示),本次釆取慢速倒車,至船舶向后速度達0.2kn時,本船產生了船頭向外,船尾向里旋轉的運動態(tài)勢。如虛線所示的位置。利用本船向后的慣性,左滿舵慢速進車,此時本船產生向左旋轉的運動態(tài)勢,如圖4所示。
圖3 船舶運動受力分析圖
圖4 船舶運動受力分析圖
分析:倒車產生的船尾向右側壓力和倒車倒至轉心向后,轉心至船尾的力臂減小。在拖力不變的情況下,致使船向右偏轉。雖然大船的左滿舵慢車進產生了較大的向左的力矩,應不足以抵消風之阻力,之所以能夠產生向左轉的趨勢,應該是短時間進車時,轉心前移,轉心至船尾的力臂增大,從而合力矩大于風之外力。
通過上述分析了整個操作過程的受力情況,總結出兩個關鍵操作:
(1)船尾右后角度受風時,除橫向左受力外,還有吹船向前的分力,拖輪的拖力角度必須正橫偏后,致使拖力效果不佳。
(2)船首拖輪控制船頭不往里去的情況下,船尾拖輪大車拖,無法拖至船尾左舷受風的有利局面。
為解決上述關鍵操作,可以把船拖至圖5所示虛線的位置,離碼頭80m,拋下右錨慢速松錨至碼頭前沿20m剎牢,利用前倒纜和外錨,形成一個八字錨,既控制了船前沖,又控制了船頭向里。此時,兩條拖輪拖船尾或者一條拖輪左滿舵進車提尾,均可將大船拖至左船尾吃風的有利局面,此操作方法可能不是最佳,但筆者以為在應急情況下此操作不失為安全穩(wěn)妥的一種操作。
圖5 船舶應急離泊操作改進
筆者在八所引航站從事引航近三十年,對當?shù)氐臍庀笥幸欢ǖ慕涷灧e累,當臺風中心還未到達的時候,外圍的風力往往達到比臺風中心風力還要大2-3級的陣風,希望港口有關部門與船方密切協(xié)作配合,保持敬畏之心,及早安排船舶出港避風。2009年第7號臺風“天鵝”,當時預報中心風力8-9級,而在八所港錨地測得實際風力11-12級,造成中國籍“B”輪和越南籍“C”輪于2#錨地沉沒,這樣的歷史教訓深刻。
臺風季節(jié)期間,為了避免類似情況發(fā)生,建議右舷靠泊。
如果必須左舷靠泊,需要拋3到4節(jié)開錨。離港時鉸錨把船頭離開碼頭20~30米,如此作法,即可控制大船不往前沖,又可控制船頭不往碼頭攏,當拖輪正橫拖開船尾至左舷船尾吃風即成功了一半。
臺風季節(jié)期間,應關注臺風路徑及港區(qū)的風力預報,應在大風來臨前提前做好撤離準備,并在風力不超過6級時,離泊出港避風,避免在大風時進行應急離泊。引航員在實際應急操作時,應做好引航方案及應變措施,快速認真評估,沉著冷靜,憑借扎實操作經驗,隨機應變,保障船舶安全。