一、港内水域概述
(一)进出港航道
1. 航道宽度:指可供船舶安全航行的宽度,是衡量航道水平方向通航最大船型尺度的标志 。在设计单向或双向航道时,通常需要考虑船速、航迹带宽度、风流压差以及安全富裕量等因素。当航行密度较小(如日平均通航艘次≤1)时,从经济角度考虑,一般采用单向航道。
2. 航道水深:即理论最低潮面至海底的深度,也就是海图水深 ,它是衡量航道垂直方向通航最大船型尺度吃水的重要标志。当船舶航行水域在垂直方向存在限制时,需考虑安全富裕水深(UKC)。
3. 航道方向与弯度:航道方向是指航道中线的方位角,它是衡量风浪流影响程度的依据 。受地形地貌影响,整个航道可能存在多个转向角,转向角越大,船舶操纵难度越大。航道设计时会考虑转向点附近水域宽度的具体要求,而弯曲航道的确增加了实际操船的难度。
4. 乘潮水位:对于吃水较大的船舶,若某一航段水深不足以使其安全通过航道 ,则需要在一定时间内利用一定的潮位,以确保船舶安全通过该航道,这种能使船舶在一定时间内安全通过航道的潮位就是乘潮水位。船舶进出港时需要考虑进出港的时机和时间,以利用合适的乘潮水位。
(二)连接水域及码头前沿水域
1. 掉头/回旋水域:是船舶在靠离码头、进出港口需要掉头或改变航向时的专用水域 ,其大小与船舶尺度、掉头操纵方式、流向流速及风向风速等有关。一般来说,掉头水域直径至少为2.0L(L为船长);船舶自力掉头时,掉头水域直径一般至少为2.5L。船在有流水域掉头,其旋回轨迹呈椭圆形,沿水流方向的范围一般为2.5 - 3.0L。
2. 船舶制动水域:小型船舶主机倒车制动时,制动距离一般取2 - 3L ;大型船舶主机倒车和拖船协助制动,一般取4 - 5L;超大型船舶的制动距离则在6L以上。
3. 码头前沿停泊水域
- 布置形式:按照码头的平面布置进行分类 ,可分为顺岸式、突堤式、墩式等形式。突堤码头又分窄突堤和宽突堤;墩式码头又可分为与岸用引桥连接的孤立墩或用联桥连接的连续墩,墩式码头也称为栈桥式码头。
- 结构形式:可分为重力式、板桩式、高桩式、斜坡式、墩柱式和浮码头等形式 。
- 用途分类:可分为一般件杂货码头、专用码头(油码头、煤码头、矿石码头、集装箱码头等)、客运码头、供港内工作船使用的工作船码头以及为修船和造船工作而专设的修船码头、舾装码头等 。
- 掩护形式:按照码头周围水域是否有掩护,可分为有掩护码头和开敞码头两种形式 。
- 泊位相关:泊位长度一般为L×120% ;泊位方向通常与强风向接近;泊位方向与航道方向之间的交角越大,操纵难度越大。其中,集装箱码头有专门的装卸、运输设备,要有集运、贮存集装箱的宽阔堆场,有供货物分类和拆装集装箱用的集装箱货运站,采用大型专门设备进行装卸、运输,以保证货物装卸、运输质量,提高码头装卸效率。
(三)锚地及港湾
锚地包括装卸锚地、停泊锚地、避风锚地、引水锚地及检疫锚地等 。船舶在锚地的停泊方式有单浮筒系泊、双浮筒系泊、锚泊以及组合停泊方式等。
二、进出港时操船
(一)进港时船速控制
1. 备车时机:中、小型船舶距泊位约10 - 15nm时备车 ,采用“港内全速”;大型船舶/VLCC距泊位约在15nm以上备车。大型集装箱船操纵性较好,距泊位约10海里备车,采用“港内半速”。一般现代化大型集装箱船舶在接近港口附近时,通常备车时机在至锚地前剩余航程10海里或提前1小时;一般船舶在接近港口附近时,通常备车时机在至锚地前剩余航程5海里或提前0.5小时。
2. 减速过程:进港时船舶需要逐级减速 ,可分为高速阶段、中速阶段、低速阶段和制动阶段。随着船舶逐步减速,受风流影响逐渐增大,舵效变得越来越差。在制动阶段,可采用倒车制动、舵控、侧推器以及拖轮等方式协助制动。不同的操舵手段有相应的有效速度域,自动舵可有效控制航向的速度域为8kn以上;手操舵有舵效的最低速度约为3kn;侧推器起作用的速度域范围为4kn以下 。但各种控向手段可实施控制的有效速度域还常随船舶种类、线型、外界环境条件的不同而不同,需根据实际情况修正。
(二)接、送引水员
1. 前期准备:查阅《进港指南》 ,了解该引航站的注意事项;到达前通过VHF与引航站联系,准确控制好预计到达时间(ETA);悬挂或显示有关的信号。
2. 操纵要点:将引航梯或舷梯放在下风舷 ,并备好救生器具,夜间还要备好照明灯;调整进港船速,准确预报抵达引航员登船点的时间;调整航向,使船处于下风舷;降低船速,以适应引航船或拖船的并靠;引航站附近上下引航员较多,要备妥主机,加强瞭望,注意避让,并慢速驶近。如周围情况复杂还要备锚、加派瞭望人员;在能见度不良时,必要时本船应开启雷达为引航船导航并鸣放合适的声号供引航船识别;引航船附近往来船舶交通密集,应加强瞭望 ,注意及时用VHF与他船联络并及时避让。
3. 引航员登离船装置要求:驾驶员需监督指导引航员登离船过程 ,并护送引航员。引航梯或舷梯的垂直长度应在2m≤垂直长度≤9m范围内,超过9m应结合舷梯或机械式引航员升降机;舷梯倾斜角≤55°;配备两根直径≥28mm扶手绳;带有自亮灯的救生圈;准备撇缆;保证适当照明。此外,若采用直升机接送引航员,需进行安全检查,控制船舶横摇和纵摇角,调整船舶航向和船速,使风舷角≤30° 。
三、靠、离泊操纵
(一)靠泊操纵
1. 准备工作
- 掌握港口与码头信息:了解港口的潮汐、水流、气象条件 ,码头的长度、水深、结构形式、泊位方向等信息。
- 掌握本船情况:熟悉本船的操纵性能 ,包括船舶的旋回性、航向稳定性、制动性能等,以及船舶的吃水、受风面积、载重量等参数。
- 制定靠泊操纵计划:根据港口与码头信息以及本船情况 ,制定详细的靠泊操纵计划,包括进港路线、靠泊方式、使用拖轮的方案、各阶段的船速控制等。
2. 操纵要领
- 控制抵泊余速:在靠泊过程中 ,要根据船舶的大小、装载情况、风流条件等因素,合理控制抵泊余速。一般来说,大型船舶的抵泊余速应控制在0.5 - 1kn左右,小型船舶可适当提高,但也不宜过快。余速过大会导致船舶难以控制,容易发生碰撞码头等事故;余速过小则可能使船舶难以靠泊,增加靠泊时间和难度。
- 合理选择横距:船舶在靠泊时 ,要与码头保持适当的横距。横距过大,船舶难以靠拢码头;横距过小,则容易碰撞码头。一般来说,横距应根据船舶的大小和风流条件等因素来确定,通常为10 - 30m左右。在靠泊过程中,要不断观察船舶与码头的相对位置,及时调整横距。
- 调整好靠拢角度:船舶靠泊时的靠拢角度一般为5° - 15°左右 。角度过大,船舶容易对码头产生较大的冲击力,损坏码头和船舶;角度过小,则船舶难以靠拢码头。在调整靠拢角度时,要注意使用车、舵、锚和拖轮等设备,相互配合,使船舶平稳地靠泊在码头上。
(二)离泊操纵
1. 准备工作:实地观察风、流及泊位前后情况 ,查核有无动车余量、锚链情况、系缆情况,以及水域来往船舶的动态;制定离泊方案,如有拖轮协助,应交待协助操纵方案,以便拖轮主动配合;机舱进行活车操作,驾驶员应到船尾察看系缆及推进器附近是否清爽;完成备车后进行单绑,即解除不必要的系缆,只保留必要的缆绳,以便船舶离泊。
2. 操纵要领
- 确定离泊方法:离泊方法有首离和尾离 。首离适用于顶流较缓,有吹开风,泊位前方较清爽,船首开出15°左右,船尾的车舵与码头无碍时;尾离是更为普遍的离码头方法,在静水港内操作时,要掌握好摆出角度,控制好前冲后缩。
- 车舵运用:在离泊过程中 ,要根据离泊方法和实际情况合理运用车、舵。例如,在尾离时,先松开船首缆绳,留船尾倒缆,用外舷舵,进车使船尾摆出,当船尾摆出一定角度后,再根据需要倒车或进车,调整船舶的位置和航向。在使用车、舵时,要注意动作要平稳,避免突然加车或加舵,以免对船舶和码头造成损坏。
(三)系离单、双浮筒操纵简介
1. 系单浮筒:船舶系单浮筒时 ,一般采用顶风或顶流方向接近浮筒。在接近浮筒前,要调整好船速和航向,使船舶平稳地靠近浮筒。到达浮筒位置后,放下系缆,将船舶系在浮筒上。系缆时要注意系缆的强度和长度,确保船舶系泊安全。
2. 系双浮筒:系双浮筒时 ,船舶先驶至双浮筒之间,调整好船位和航向,使船舶与双浮筒的连线垂直。然后分别放下首尾系缆,将船舶系在双浮筒上。系双浮筒时,要注意首尾系缆的受力均匀,避免船舶发生偏移。
3. 离单、双浮筒:离单浮筒时 ,先松开系缆,然后用车、舵使船舶离开浮筒。离双浮筒时,先松开首尾系缆,再根据风向和水流情况,使用车、舵使船舶离开双浮筒。在离浮筒过程中,要注意观察周围环境,避免与其他船舶或障碍物发生碰撞。
四、港内掉头
(一)掉头时所需水域的估算
根据一般船舶的操纵性能 ,结合用锚、利用风流等外力因素的有利影响,以及利用拖轮协助掉头等不同条件,船舶掉头范围可参考下列数据:
1. 先使船舶降速 ,而后提高主机转速,满舵向右掉头需约直径3L(L为船长)的圆形水域。
2. 如可使用一艘拖轮协助掉头 ,则需约直径2L的圆形水域。
3. 若因地形等原因 ,利用顺流抛锚自力向右掉头需约直径2L的圆形水域。
4. 完全使用拖轮掉头时(二艘或二艘以上) ,需约直径1.5L的圆形水域。
(二)常用掉头方法的操纵要领
1. 顺流抛锚掉头:顺流抛锚掉头是借锚的抓力拉住船首 ,利用流或风的有利因素推尾掉头。船舶顺流进港,常需要在狭小的港内掉头后顶流靠泊,这是较为常用的一种港内掉头方法。
- 选择合适的流速:重载万吨级大船 ,船抵掉头区时的流速以1 - 1.5kn为宜;在潮流港务必使船抵掉头区时恰为流趋缓和边流流向未变之时;一般情况下,应控制流速在0.5 - 1.5kn。顺流掉头时,流越急,掌握船位越困难,锚机受力过大易出事故,一般不应大于1.5kn;反之,若流速小于0.5kn容易造成掉头过程太长而阻塞航道过久。因此,即便空载受流影响虽易控制,但也不宜在流速过急时进行。流急或无力时均需要拖轮协助掉头。
- 保证足够的掉头水域:按上述估算方法确定掉头水域 ,确保有足够空间完成掉头操作。
- 确定正确的掉头方向:右旋FPP单桨船一般宜采用向右掉头 ,以便获得倒车沉深横向力和排出流横向力加速船首右转;遇到4 - 5级以上的横风,为了争取上风位置,减少风致漂移量,宜采取迎风掉头,特别是空船尤应如此;弯曲水道应向凸岸一边掉头,因为凸岸边流缓,可以减少船首锚的负荷,而凹岸边流急,冲击船尾部,可加快船身回转速度,缩短掉头时间。
- 控制余速:根据本船停止性能及早停车淌航 ,务使船抵掉头区之前,余速减少至最低限度,绝不能把制动船舶前冲惯性寄托于抛锚前的快倒车,不然船位和船首向就难以控制,而且惯性过大,不易用倒车抑制。例如万吨满载船约在8链之外就应将车停下。重载船、受风影响不大时,宁可早些停车,这样,可为无舵效时必须使用短暂进车留有余地。抵落锚点前,应适当使用倒车,减低冲力,助船右转。
- 掌握正确的抛锚时机:抵落锚点前1 - 2倍船长处的船位应摆在航道中央略偏左的地方 。该时若对水余速超过1kn,应立即使用倒车刹减,并同时操右满舵,使船首向右侧回转,并超过航道中线而船身约与流向成30度角的状态,船身受流,横移阻力急增,余速剧减,可伺机停车并抛右锚,一般出链2.5 - 3倍水深,一次出够、刹牢,防止松链过长而拉断锚链。如船对水速度已消失,则随流漂移而拖锚淌航,可根据公式S = 0.0135Δv²/Fa大略估算出拖锚淌航距离。满载万吨船、流速2kn时,淌航约150m后才能停住;流速1.5kn时则只淌航60 - 70m。如抛锚后发现冲势仍大,拖锚淌航嫌快时,切不可失策松出右链,以免刹不住或使之挣断;此时,应当加抛左锚、出链1节入水,或者请拖轮助操,立即于左首部就位进行顶推。落锚时应注意海底电缆,尽量避免在其上流不远处掉头,以防锚勾上电缆造成严重损失。
- 控制船身:抛锚掉头时 ,假定锚和船首位置不动或移动很小,但船身是以锚为支点进行回转,所以在驾驶台仍可发现串视物标在前后变化,尤其是驾驶台在尾部的船舶更为显著。因此,船位的判断主要还是依据船首与物标之间的相对位移来决定。一般当船首掉转到70度左右后,由于流压和向后侧锚链的弹力作用,船身易出现后缩现象,首尾应随时报告离岸距离和周围海面情况,以便及时进车加以抑制。当船转至近乎横流时,作为支点的锚受力最大,可用片刻进车、右舵,以缓解锚链张力,配合顶流,拎直船身。
- 起锚:应注意锚链的导向 ,及时用车舵配合,如加抛了另一锚,则应先绞后抛之锚,不然双锚易发生绞缠。
2. 顶流拖首掉头:顶流拖首掉头 ,可用在掉头区或离泊后就泊位前掉头出航。顶流掉头,为减少操纵中的流压漂移,便于控制船位、缩短掉头所需水域,最好应于平流时进行。操纵时,用拖轮拖首,大船配合用车、舵,使船舶逐步完成掉头操作 。在掉头过程中,要密切关注拖轮与大船之间的配合,以及船舶的位置和航向变化,及时调整操纵措施。
五、锚泊操纵
(一)锚地的选择
1. 适当的水深:遮蔽良好、无涌浪侵入的锚地 ,h = 1.2d(h为锚地水深,d为船舶满载吃水);遮蔽不良、有涌浪侵入的锚地,h > 1.5d + 2/3最大波高。普通万吨级货船锚地水深约为15 - 20m;锚地水深常≤一舷总锚链的1/4
(即约25~30m),否则难以保证锚泊安全。
2. 良好的底质:锚地海底底质以泥质、泥沙质为佳,这类底质抓力强,能有效固定船舶;沙质底质抓力次之,石质、贝壳质底质抓力差,易导致走锚,应尽量避免在此类底质锚泊。
3. 合适的水域面积:锚地应有足够的水域供船舶锚泊和进行必要的操纵,锚泊船之间应保持足够的安全距离,通常大型船舶之间的距离不小于1海里,小型船舶可适当减小,但也需保证安全。同时,锚地应远离航道、禁航区、水下障碍物以及港口作业区等,避免影响其他船舶航行和港口作业。
4. 良好的遮蔽条件:锚地应选择在有天然或人工遮蔽的水域,以减少风浪、涌浪对船舶的影响。在开阔水域,应选择能避开强风、强流的区域作为锚地,降低船舶摇摆和漂移的风险。
5. 其他因素:还需考虑锚地的潮汐变化、水流速度和方向等因素,避免在水流过急或潮汐变化剧烈的区域锚泊。此外,锚地应便于船舶通信和救助,附近应有足够的助航标志,确保船舶能安全锚泊和进出锚地。
(二)锚泊操纵要领
1. 锚泊前的准备
- 设备检查:检查锚机、锚链、锚等设备的状况,确保其性能良好,运转正常。锚链应无断裂、锈蚀严重等情况,锚的抓力应符合要求。
- 了解环境:再次确认锚地的水深、底质、风流等环境信息,结合本船的吃水、吨位等参数,确定合适的锚泊位置。
- 人员准备:安排好锚泊作业人员,明确各岗位的职责,确保作业过程中配合默契。同时,准备好必要的工具和设备,如对讲机、测深仪、望远镜等。
2. 抛锚操纵
- 控制船速:船舶接近锚泊位置时,应逐渐减速,将船速控制在较低水平,一般对水速度不超过1节。在减速过程中,可根据需要使用倒车制动,确保船舶能平稳地到达预定锚泊点。
- 调整船位和航向:根据风流方向,调整船舶的位置和航向,使船舶处于顶风或顶流状态,便于抛锚操作。当船舶到达预定锚泊点附近时,保持船首向稳定,为抛锚做好准备。
- 抛锚操作:当船舶位置和船速符合要求时,下令抛锚。抛锚时,应先松开刹车,让锚链缓慢放出,待锚接触海底后,根据船舶的惯性和锚链的受力情况,逐渐放出适量的锚链。一般情况下,放出的锚链长度为水深的3 - 5倍,在风流较大时,可适当增加锚链长度,以增强锚的抓力。抛锚过程中,要密切关注锚链的受力情况和船舶的位置变化,避免锚链受力过大或船舶发生异常漂移。
3. 锚泊后的检查与维护
- 检查锚泊状态:抛锚后,应立即检查锚链的受力情况、船舶的位置和摇摆情况,确认船舶是否稳定锚泊。可通过测深仪、GPS等设备监测船舶的位置变化,若发现船舶有走锚迹象,应及时采取措施。
- 定期巡视:锚泊期间,应安排人员定期巡视锚链、锚机等设备,检查锚链是否有松动、跳槽等情况,锚机运转是否正常。同时,密切关注风流、潮汐等环境变化,以及周围船舶的动态,确保锚泊安全。
- 做好记录:记录抛锚时间、锚泊位置、锚链长度、风流情况等信息,为后续的起锚和航行提供参考。
(三)起锚操纵
1. 起锚前的准备
- 设备检查:再次检查锚机等设备的状况,确保其能正常工作。准备好起锚所需的工具,如锚链冲洗设备等。
- 了解环境:了解当时的风流、潮汐等环境信息,以及周围船舶的动态,制定合理的起锚计划。
- 通知相关方:若有引航员或拖轮协助,应提前通知他们起锚时间和计划,做好配合准备。
2. 起锚操纵要领
- 松动锚链:起锚前,先松开锚链刹车,使锚链处于松弛状态,然后启动锚机,缓慢收绞锚链。在收绞锚链过程中,要注意观察锚链的受力情况,避免锚链突然受力过大。
- 协助起锚:当锚链收绞至一定程度,锚即将离底时,可适当动车,使船舶向锚的方向移动,减少锚链的受力,协助锚离底。若锚被海底障碍物卡住,不可强行收绞锚链,应采取适当的措施,如调整船舶位置、倒车等,使锚脱离障碍物。
- 收妥锚链:当锚离底后,继续收绞锚链,将锚和锚链收妥在锚链舱内。收妥后,关闭锚机,紧固锚链刹车,确保锚和锚链固定牢固。
六、港内其他操船注意事项
(一)遵守港口规章制度
船舶在港内操船时,必须严格遵守港口的各项规章制度,包括航行规则、靠离泊规定、锚泊规定等。服从港口主管部门的指挥和调度,按照指定的航线、泊位和锚地进行操船作业。不得在港内随意停泊、掉头或超速行驶,避免影响港口的正常秩序和其他船舶的安全。
(二)通信与瞭望
1. 通信:港内船舶密度较大,船舶之间、船舶与港口主管部门之间的通信至关重要。应正确使用VHF等通信设备,保持通信畅通,及时传递船舶动态、意图和相关信息。在进行靠离泊、掉头等操作时,应提前与相关船舶和港口部门联系,确认安全后再进行操作。
2. 瞭望:港内操船时,要加强瞭望,及时发现周围的船舶、码头、浮标、水下障碍物等。瞭望人员应坚守岗位,使用望远镜、雷达等设备,密切关注周围环境的变化,及时判断是否存在碰撞、搁浅等危险,以便采取相应的避让措施。
(三)避让原则
在港内水域,船舶应遵守《国际海上避碰规则》和港口的特殊避让规定,按照“右行原则”“狭水道靠右行驶”等规则进行避让。在与其他船舶相遇时,应根据船舶的种类、航向、航速等因素,判断避让责任,及时采取减速、停车、转向等避让措施,确保安全避让。当遇到引航船、工程船、消防船等特殊船舶时,应主动避让,为其让出航道。
(四)应对突发情况
港内操船过程中,可能会遇到突发情况,如碰撞危险、机械故障、火灾等。船舶应制定相应的应急预案,船员应熟悉应急预案的内容和操作流程,在突发情况发生时,能迅速采取有效的应对措施,减少事故损失。例如,当发现碰撞危险时,应立即鸣放警报,采取避让措施,并及时向港口主管部门报告;当发生机械故障时,应立即停车,采取锚泊等措施,防止船舶失控,并组织人员进行抢修。
港内操船是船舶航行过程中的重要环节,涉及的知识和技能较为广泛,且对操船人员的要求较高。船员只有熟练掌握港内水域的特点、进出港操船方法、靠离泊操纵技巧、锚泊操纵要领以及港内操船的注意事项等知识,才能确保船舶在港内的安全航行和作业,提高港内操船的效率和安全性。