于全虎,戴雪良,李云蕓

(江蘇省船舶設(shè)計(jì)研究所有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

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江海河聯(lián)運(yùn)船型研究

于全虎,戴雪良,李云蕓

(江蘇省船舶設(shè)計(jì)研究所有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

摘要：參考江海直達(dá)聯(lián)運(yùn)模式，結(jié)合江蘇省運(yùn)輸水體的實(shí)際情況，探討了江海河聯(lián)運(yùn)模式的可行性，并對(duì)船型開發(fā)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。在分析既有內(nèi)河船入海及海船進(jìn)入內(nèi)河存在問題的基礎(chǔ)上，提出了符合內(nèi)河標(biāo)準(zhǔn)船型要求的江海河聯(lián)運(yùn)船型的技術(shù)要點(diǎn)，研究了船型開發(fā)的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性，展望了這種運(yùn)輸模式未來的前景，最后提出了影響推廣應(yīng)用新船型和聯(lián)運(yùn)模式的主要因素。

關(guān)鍵詞：江海河水運(yùn)；聯(lián)運(yùn)模式；船型研究

中圖分類號(hào)：U692.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

內(nèi)河航運(yùn)和沿海港口運(yùn)輸在江蘇省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有特殊重要的戰(zhàn)略地位，擁有連云港港、鹽城港、南通港等沿海大港，貨物吞吐量位居全國前列；同時(shí)還擁有京杭運(yùn)河、連申線、淮河出海航道、鹽河、通揚(yáng)線等國家主干航道，內(nèi)河航道里程和航道密度均居全國各省區(qū)之首。在江蘇省綜合交通運(yùn)輸量中，內(nèi)河貨運(yùn)量占三分之一以上，貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量占一半以上。隨著江蘇省以及長(zhǎng)三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，港口吞吐量將繼續(xù)攀升，因此有必要探索、研究高效的水運(yùn)模式及適用船型，以促進(jìn)沿海港口與內(nèi)河航運(yùn)體系的銜接，充分發(fā)揮和提升水運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)力。本文就適用江蘇地區(qū)的江海河聯(lián)運(yùn)船型進(jìn)行初步技術(shù)研究和經(jīng)濟(jì)分析。

1江海河聯(lián)運(yùn)模式

現(xiàn)階段長(zhǎng)江中下游內(nèi)河和海洋聯(lián)運(yùn)模式主要為江海聯(lián)運(yùn)，即江海直達(dá)運(yùn)輸。江海直達(dá)運(yùn)輸由于能減少中間環(huán)節(jié)和貨物損耗，大幅度降低運(yùn)輸成本而深受船東和貨主的歡迎。我國的長(zhǎng)江、珠江等河流深入大陸腹地，通過出海口，近可與沿海各省、香港、澳門、臺(tái)灣和海南兩島，遠(yuǎn)可與俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)、朝鮮、韓國、日本及東南亞諸國通航，具備江海直達(dá)運(yùn)輸?shù)臈l件,因此，湖北、江西、江蘇和廣東等省建造了一大批中小型的江海直達(dá)船航行于長(zhǎng)江、珠江至沿海及近海航線上。在近20 a內(nèi)江海直達(dá)運(yùn)輸船舶由當(dāng)初的500 t、800 t的簡(jiǎn)易型貨船，發(fā)展到如今的5 000 t、8 000 t,甚至10 000 t以上規(guī)模。

江蘇省臨海內(nèi)河航道如灌河，可利用水深優(yōu)勢(shì)建海河兩用港，使來自連云港或其他海港的貨物經(jīng)大噸位海船運(yùn)抵灌河碼頭后，轉(zhuǎn)運(yùn)到從事內(nèi)河運(yùn)輸?shù)呢洿线\(yùn)往目的地；貨物也可以從內(nèi)河貨船轉(zhuǎn)運(yùn)到海船上。通過發(fā)展河—江—河—海聯(lián)運(yùn)，打通沿海碼頭和內(nèi)河航道網(wǎng)之間的瓶頸，實(shí)現(xiàn)“門到門”運(yùn)輸，進(jìn)一步降低企業(yè)的物流成本。

2現(xiàn)有船型實(shí)現(xiàn)江海河直達(dá)存在的問題

2.1　內(nèi)河船舶實(shí)現(xiàn)江海河直達(dá)聯(lián)運(yùn)

所選取的海河直達(dá)航線為相對(duì)特定的內(nèi)河III級(jí)航道(內(nèi)河C級(jí)航區(qū))與海上遮蔽航區(qū)(挖入式港池)之間，江河直達(dá)航線為長(zhǎng)江與京杭運(yùn)河或其他河流之間。

內(nèi)河船舶與海船即使是噸位相當(dāng)、船型相同，在總體設(shè)計(jì)思想上也是完全不同的，直接反映在主尺度、基本結(jié)構(gòu)、穩(wěn)性、抗風(fēng)浪等方面，同時(shí)機(jī)電設(shè)備和系統(tǒng)的配備也存在著相當(dāng)大的差異。

2.1.1船型

內(nèi)河散貨船均為低速船(傅汝德數(shù)Fn<0.2)，方形系數(shù)較大。由于受吃水的限制，普遍采用淺吃水偏肥大船型, 且由于螺旋槳直徑受吃水限制，均采用雙機(jī)、雙槳。類似級(jí)別的海船，多數(shù)為單槳船，常規(guī)尺度，雙機(jī)雙槳船舶在狹窄內(nèi)河航道中的操縱性能優(yōu)于單機(jī)單槳。

2.1.2航速

以京杭運(yùn)河等內(nèi)河水域航行為主的船舶，考慮到待閘、過閘時(shí)間和對(duì)周圍小船的波浪影響，航速一般設(shè)計(jì)為13 km/h左右，普遍比同類海船低。

2.1.3吃水和干舷

內(nèi)河、海洋通航船舶的核定載重線需滿足各航區(qū)的不同干舷要求?，F(xiàn)有內(nèi)河船舶的開口關(guān)閉設(shè)備(門、窗、蓋)的水密性一般均低于海船相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.4上層建筑

內(nèi)河船舶一般不設(shè)上層建筑，僅在尾部設(shè)有甲板室，有時(shí)也將駕駛室設(shè)于首部。其機(jī)艙和居住處所均從甲板室通舷外的門直接進(jìn)出，內(nèi)部沒有通道通往上層處所，舵機(jī)艙的出口也沒有圍護(hù)，而是從甲板上的小艙口蓋處進(jìn)出。對(duì)于這種干舷較低的偏肥大船型，按海船的要求校核時(shí)，其進(jìn)水角較小，通常大傾角穩(wěn)性均不能滿足要求，船首高度有時(shí)也不能達(dá)到海船要求。

總體上來看，現(xiàn)有內(nèi)河船進(jìn)入遮蔽式海港從技術(shù)上考慮最大的問題是船體結(jié)構(gòu)方面按《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》復(fù)核難以滿足要求。

2.2　經(jīng)濟(jì)性

該船在內(nèi)河航區(qū)的運(yùn)輸效費(fèi)比是比較高的。若作為海船，受其既有尺度、裝載量的限制，經(jīng)濟(jì)效益較差，但如果河海聯(lián)運(yùn)的航線中內(nèi)河水域占絕大部分，那么該型船舶的總體營(yíng)運(yùn)效益不會(huì)有太多的下滑。從海上運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益考慮，常規(guī)散貨船均為大尺度、大噸位，除了某些特種用途專用船和特殊航線船舶在設(shè)計(jì)初期就考慮需要進(jìn)入內(nèi)河航道外，常規(guī)千噸級(jí)營(yíng)運(yùn)散貨船很少會(huì)進(jìn)入內(nèi)河水域。

2.3　海船實(shí)現(xiàn)江海河直達(dá)聯(lián)運(yùn)

從技術(shù)層面考慮，海船適用的規(guī)范和法規(guī)大多數(shù)要求高于內(nèi)河船適用的規(guī)范和法規(guī)。常規(guī)情況下，海船進(jìn)行河海直達(dá)需同時(shí)滿足內(nèi)河和國內(nèi)航行海船規(guī)范與法規(guī)的要求，實(shí)際上按海船規(guī)范和法規(guī)設(shè)計(jì)的船舶基本上符合內(nèi)河船規(guī)范，兩者在法規(guī)方面的差別主要體現(xiàn)在消防和防污染方面。內(nèi)河船從防污染和保護(hù)水源方面考慮對(duì)排放等要求可能會(huì)更嚴(yán)，京杭運(yùn)河甚至要求零排放；而海船的油污水和生活污水在使用國際海事組織認(rèn)可的處理裝置處理后，在一定條件下是可以排放的。除此之外，海船執(zhí)行河海聯(lián)運(yùn)需要考慮航行和操作方面的一些問題，如內(nèi)河船和海船船員適任證書不同，按現(xiàn)行海事部門的通用做法，海船進(jìn)入內(nèi)河航行需有引航員引導(dǎo)，左右滿舵時(shí)間也由28 s提高到20 s。

從上面的分析可以看出，在航道條件許可的情況下，較小噸級(jí)的海船進(jìn)入內(nèi)河干線航道航行在技術(shù)層面上沒有大的問題，通常只需要減載、減速。海船的結(jié)構(gòu)、配置較內(nèi)河船要求高，使得同噸位的海船造價(jià)比內(nèi)河船高，用現(xiàn)有海船進(jìn)入內(nèi)河干線航道航行從經(jīng)濟(jì)性上考慮是不合理的，尤其是本文所涉及的特殊航線中內(nèi)河水域占了絕大部分，使得現(xiàn)有海船執(zhí)行江海河聯(lián)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)可行性及合理性會(huì)很差，只適合少量船舶偶爾、特殊情況下為之。

3江海河直達(dá)運(yùn)輸?shù)湫痛完P(guān)鍵技術(shù)分析

江蘇地區(qū)長(zhǎng)江以外的內(nèi)河航道具有水深較淺，航道寬度較窄，水上橫跨建筑通航凈空小，水流較為平緩，彎道彎曲半徑較小等特點(diǎn)，一般船舶載貨量為200～3 000噸級(jí)。從江蘇內(nèi)河航道通行能力、船舶尺度的限制、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性等方面綜合考慮，載重量千噸級(jí)船舶適用性較為廣泛；從船型選擇保有量最大方面考慮，干散貨船最具代表性；從船型標(biāo)準(zhǔn)化及市場(chǎng)推廣應(yīng)用方面考慮，船舶主尺度應(yīng)滿足交通運(yùn)輸部?jī)?nèi)河標(biāo)準(zhǔn)船型主尺度系列。江海河聯(lián)運(yùn)船型既要適合海上航行又要適合內(nèi)河航行，內(nèi)河航行又需要跨江、河2個(gè)航區(qū)，必然產(chǎn)生許多技術(shù)特點(diǎn)。

(1)內(nèi)河船受航道條件限制，而且需要頻繁進(jìn)出港口、靠離碼頭，以及在狹窄水道和擁擠港口航行和操作，要求吃水淺，操縱靈活性高。

(2)海船的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐波性能要求較高，會(huì)帶來船舶重量上升及線型的特殊要求。

(3)需要克服內(nèi)河淺吃水船舶在海上風(fēng)浪中過度橫搖。

(4)如何既滿足內(nèi)河橋涵的限高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)海上船首“截浪高度”要求。

(5)推進(jìn)功率既要保障海上安全需要又要適應(yīng)內(nèi)河營(yíng)運(yùn)和節(jié)能要求，為船舶適航性、經(jīng)濟(jì)性提高創(chuàng)造條件。

4江海河直達(dá)新船型的技術(shù)可行性

目前，從長(zhǎng)江到洋山港和杭州灣等特定航線有專門的江海通航船，長(zhǎng)江與運(yùn)河間互通的船舶大量存在，但從運(yùn)河直接(或通過船閘)進(jìn)入海區(qū)的船舶尚沒有先例。

通過上述分析可知，現(xiàn)有的內(nèi)河船型適當(dāng)改造就可以在海上遮蔽航區(qū)航行，但作為一種新的航運(yùn)模式，這種對(duì)原有船型改造的方式僅是一個(gè)過渡性的措施。為了使該特定航線的船舶更適用、更經(jīng)濟(jì)，應(yīng)該針對(duì)該特定航線的貨源和實(shí)際水文、通航條件，擯棄原有的內(nèi)河或沿海船型，開發(fā)出針對(duì)特定航線的千噸級(jí)江海河聯(lián)運(yùn)干散貨船新標(biāo)準(zhǔn)船型。

江海河直達(dá)貨船要適應(yīng)不同的航行區(qū)域， 其船型特征與海船或內(nèi)河船有明顯的差別?，F(xiàn)有優(yōu)秀的海船或內(nèi)河船只能作為借鑒， 都不宜直接作為母型設(shè)計(jì)江海河直達(dá)貨船。江海河直達(dá)貨船船型的開發(fā)必須全面綜合考慮其阻力、推進(jìn)、海上耐波及淺水機(jī)動(dòng)性能，由于主尺度受到限制， 要同時(shí)滿足各種互相矛盾的性能要求是相當(dāng)困難的。新船型總體上應(yīng)具備以下特點(diǎn)：

(1)吃水淺、裝載量大、船舶平面尺度大。江海河直達(dá)貨船由于受到內(nèi)河航道的限制，吃水比同噸級(jí)的海船小，而船長(zhǎng)、船寬均大于海船，即平面尺度大。海船在同樣裝載量下，其吃水較江海河直達(dá)貨船深，可縮短船長(zhǎng)，減小船寬。

(2)要兼顧適應(yīng)內(nèi)河、海上的航行要求。一般內(nèi)河船適合內(nèi)河航道條件，吃水較淺，操縱靈活，具有良好的回轉(zhuǎn)性；海船適宜海上航行條件，結(jié)構(gòu)較強(qiáng)，適航性要求高，具有良好的航向穩(wěn)定性和足夠的穩(wěn)性，橫搖周期長(zhǎng)。江海河直達(dá)貨船要同時(shí)兼顧內(nèi)河段和海洋段的航行要求。江海河直達(dá)貨船與海船比要改善江、河段航行操縱性和小舵角應(yīng)舵性，與江河船比要改善海上航行的適航性、耐波性、抗風(fēng)穩(wěn)性及航向穩(wěn)定性。例如江海河直達(dá)貨船要適應(yīng)內(nèi)河較狹窄航道良好的操縱性，轉(zhuǎn)舵時(shí)間從一舷35°至另一舷35°不大于20 s；同時(shí)河海直達(dá)船舶各項(xiàng)適航性衡準(zhǔn)指標(biāo)應(yīng)接近常規(guī)海船等。

(3)屬淺吃水肥大船型。江海河直達(dá)貨船由于受到航道的限制、經(jīng)濟(jì)性的要求，傅汝德數(shù)低，方形系數(shù)大，船舶主尺度比和船型均屬淺吃水肥大型船。

江海河直達(dá)貨船既要在內(nèi)河及港區(qū)營(yíng)運(yùn)，又要適應(yīng)海上航行，其水動(dòng)力學(xué)性能明顯不同于單純的內(nèi)河船或海船。一艘性能優(yōu)良的內(nèi)河船即使其結(jié)構(gòu)、穩(wěn)性等符合海船規(guī)范，也未必適合在海上航行，反之亦然。由于內(nèi)河航道復(fù)雜，特別是水淺灣多的河道，對(duì)船型的主尺度有很大的限制，所以淺水內(nèi)河船型一般都又扁又寬，在此基礎(chǔ)上開發(fā)出優(yōu)秀的縱流船型，具有阻力小，產(chǎn)生的波浪也小等顯著優(yōu)點(diǎn)， 但它在海上的耐波性能很差，而扁且寬的常規(guī)船型雖然海上適航性較縱流船好，其靜水阻力和推進(jìn)性能卻較差，而且也未必就能滿足適航性要求。

新船型無法回避內(nèi)河航道水淺的事實(shí)， 它必定是淺吃水或超淺吃水的船型。如何使它既有優(yōu)秀的靜水阻力和推進(jìn)性能，又要兼顧到海上航行的特點(diǎn)，不致嚴(yán)重失速并安全營(yíng)運(yùn)是必須解決的問題。以目前的技術(shù)條件和技術(shù)手段是能夠研發(fā)出綜合性能較為優(yōu)良的河海直達(dá)新船型的。

千噸級(jí)江海河直達(dá)貨船總布置圖如圖1所示，效果圖如圖2所示。

圖1　千噸級(jí)江海河直達(dá)貨船設(shè)計(jì)總布置圖

圖2　千噸級(jí)江海河直達(dá)貨船設(shè)計(jì)效果圖

5研發(fā)江海河直達(dá)新船型的經(jīng)濟(jì)可行及合理性

江海河直達(dá)貨船由于在內(nèi)河和海上航行條件不同，所以對(duì)船型要求差異很大。航行于內(nèi)河的船舶受航道條件限制，而且需要頻繁進(jìn)出港口、靠離碼頭，以及在狹窄水道和擁擠港口航行和操作，要求吃水淺，操縱靈活；海船的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐波性能要求較高。而江海河聯(lián)運(yùn)船型既要適合海上航行又要適合內(nèi)河航行，兩者兼而備之，這就必然會(huì)產(chǎn)生許多新的技術(shù)難點(diǎn)，這也正是江海河直達(dá)運(yùn)輸船型所要解決的技術(shù)關(guān)鍵，同時(shí)還需要解決的突出問題是營(yíng)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性問題。

對(duì)需要且有可能批量建造的船型，要優(yōu)化船型，改進(jìn)設(shè)計(jì)，采用新技術(shù)，提高標(biāo)準(zhǔn)化程度，使船型的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得以提高，船舶的建造成本不斷降低，這樣不僅使用船部門可以得到性能優(yōu)良和價(jià)格較低的船舶，對(duì)船舶工業(yè)來說，可便于組織批量生產(chǎn)。考慮到規(guī)模效應(yīng)以及減少貨物周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)帶來的經(jīng)濟(jì)效益，江海河直達(dá)專用運(yùn)輸船型的前景應(yīng)該值得期待。

6結(jié)論

上述分析可以看出，江海河聯(lián)運(yùn)模式從船型技術(shù)研發(fā)上已不存在難以克服的問題，重要的是經(jīng)濟(jì)性問題，這將決定這種運(yùn)輸模式未來的推廣價(jià)值。

(1)聯(lián)運(yùn)模式能促進(jìn)江蘇沿海港口與內(nèi)河航運(yùn)體系的銜接，充分發(fā)揮水運(yùn)在交通運(yùn)輸中的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)沿海開發(fā)，降低運(yùn)輸成本、提高運(yùn)輸效益。

(2)通過船舶標(biāo)準(zhǔn)化可提高單一船型批量，減少開發(fā)和建造成本，又可得到性能優(yōu)良的船型。

(3)水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施如船閘、航道的建設(shè)情況決定了江海河聯(lián)運(yùn)模式的推廣地域的廣泛性，連帶影響貨源的適應(yīng)性和船型的市場(chǎng)前景。

(4)物流市場(chǎng)需求等決定了江海河聯(lián)運(yùn)模式的市場(chǎng)發(fā)展前景、船舶的需求量、水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)必要性；反之，良好的基礎(chǔ)設(shè)施條件，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、性能優(yōu)越的船型，經(jīng)濟(jì)性良好的運(yùn)輸模式也能引導(dǎo)物流模式向著先進(jìn)方向發(fā)展。

此外，針對(duì)這一新型水運(yùn)模式，法律、法規(guī)的適應(yīng)性調(diào)整也是促進(jìn)江海河聯(lián)運(yùn)模式和船型發(fā)展、推廣的重要基礎(chǔ)條件。

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[4]中國海事局. 國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則[M].北京：人民交通出版社，2014.

作者簡(jiǎn)介：于全虎(1974—)，男，高級(jí)工程師，從事船舶科研與設(shè)計(jì)工作；戴雪良(1963—)，男，研究員級(jí)高級(jí)工程師，從事科研管理工作；李云蕓(1963—)，女，高級(jí)工程師，從事船舶科研與設(shè)計(jì)工作。

收稿日期：2015-06-15

基金項(xiàng)目：江蘇省內(nèi)河航運(yùn)安全綠色關(guān)鍵技術(shù)研究重大專項(xiàng)(2013Y02)