■李 陽

（福建省港航勘察設(shè)計(jì)院有限公司，福州 350001）

根據(jù)JTS181-2016《航道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]規(guī)定，在風(fēng)浪、流速較小，錨抓力較好的航道水域，浮標(biāo)錨鏈的長度宜取最大水深的3～4 倍；當(dāng)風(fēng)浪、流速較大，錨抓力較差時，錨鏈長度應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)增加。 但在實(shí)際工程中，常常發(fā)現(xiàn)錨鏈配置過長會導(dǎo)致某些燈浮標(biāo)回旋半徑過大而侵入航道邊線內(nèi)水域，使航道內(nèi)可航水域縮小，反而影響了船舶安全航行。

為更好配置沿海航道燈浮標(biāo)錨鏈，充分發(fā)揮燈浮標(biāo)的導(dǎo)助航功能，有必要對燈浮標(biāo)錨鏈長度配置進(jìn)行探討。

1 燈浮標(biāo)錨鏈長度配置方式

燈浮標(biāo)錨鏈配套形式主要由馬鞍鏈、 全鏈節(jié)、半鏈節(jié)、短鏈節(jié)和鏈環(huán)、轉(zhuǎn)環(huán)、卸扣組成，其中馬鞍鏈根據(jù)規(guī)格不同長度為2.27～5.24 m、全鏈節(jié)的長度約27.5 m，半鏈節(jié)的長度約13.7 m，短鏈節(jié)的長度約4.5 m，詳見圖1[2]。

圖1 燈浮標(biāo)錨鏈配套形式

根據(jù)JTS181-2016《航道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]規(guī)定，在風(fēng)浪、流速較小，錨抓力較好的航道水域，浮標(biāo)錨鏈的長度宜取最大水深的3～4 倍，其中最大水深通常按當(dāng)?shù)乩碚撟畹统泵嫠?平均高潮位計(jì)算。

根據(jù)國際航標(biāo)協(xié)會2006 年出版的《助航指南》[3]，關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)錨碇設(shè)計(jì)的建議指出浮標(biāo)最大的回旋半徑為：

式中rm為最大回旋半徑（m）；L 為錨鏈長度（m）；H 為水深（m）。

從圖2 可知，配置3 倍最大水深錨鏈長度的燈浮標(biāo)在18 m 水深處最大回旋半徑超過50 m；配置4 倍最大水深錨鏈長度的燈浮標(biāo)在13 m 水深處最大回旋半徑超過50 m。

圖2 配置3～4 倍最大水深錨鏈長度燈浮標(biāo)的最大回旋半徑

根據(jù)GB/T26781-2011 《海區(qū)浮動助航標(biāo)志配布導(dǎo)則》[4]規(guī)定，標(biāo)識航道、港池界限的標(biāo)志，其設(shè)置位置根據(jù)標(biāo)志結(jié)構(gòu)特性和船舶通航要求、 底質(zhì)、邊坡、風(fēng)浪流條件和維護(hù)疏浚等要求確定，通常在航道邊界外30～50 m。 因此必須按設(shè)標(biāo)位置水深、潮流等因素，有效控制浮動助航標(biāo)志回旋半徑，避免浮筒侵占航道水域。

根據(jù)最大水深-回旋半徑關(guān)系圖， 按規(guī)范要求燈浮標(biāo)的錨鏈長度取最大水深的3～4 倍，則當(dāng)水深超過18 m（或13 m）時，位于航道邊線外50 m 處燈浮標(biāo)的浮筒即可能侵占到航道水域；當(dāng)水深超過11 m（或8 m）時，位于航道邊線外30 m 處燈浮標(biāo)的浮筒即可能侵占到航道水域。

2 工程實(shí)例簡析

2.1 工程概況和自然條件

福建漳州液化天然氣（LNG）接收站項(xiàng)目航道錨地工程位于福建省漳州龍海市興古灣，后石電廠南側(cè)流會村南側(cè)海域。 擬建工程北向距廈門島約18 km，東北向距金門島約25 km，隔臺灣海峽距澎湖島約160 km，距高雄港約250 km。工程概位為東經(jīng)118°08′，北緯24°15′，為漳州LNG 接收站配套的進(jìn)港航道錨地工程， 建設(shè)26.6 萬m3LNG 船單線不乘潮航道，航道全長約15.1 km；航道建設(shè)范圍從東碇島西南側(cè)約6 km 處至漳州LNG 碼頭船舶回旋水域，航道H1～H2～H2’航段設(shè)計(jì)底高程-14.8 m（基面：理論最低潮面，下同），H2’～H3 航段-14.3 m，航道通航寬度366 m。

2.1.1 風(fēng)況

本地區(qū)春、夏兩季以SE 向風(fēng)為主，秋、冬兩季以NE 向風(fēng)為主， 每年5-6 月下午常有較強(qiáng)的NE或SW 向風(fēng)，平均風(fēng)力3～4 級，最大5～6 級，瞬時極大風(fēng)力可達(dá)7～8 級。 全年大于等于8 級風(fēng)日數(shù)平均為6.3 d、大于等于6 級風(fēng)日數(shù)平均為27 d。

根據(jù)國家海洋局第一海洋研究所在擬建工程區(qū)布設(shè)的臨時氣象觀測站（位置：24°16.141′N、118°07.915′E， 測風(fēng)站海拔高程85 m）2012 年5 月-2013 年4 月的觀測資料統(tǒng)計(jì)，工程區(qū)附近平均風(fēng)速為4.7 m/s，平均風(fēng)速最大值為15.0 m/s，最大風(fēng)速為21.8 m/s；全年NE 向風(fēng)速頻率最大，為29.6%，其次為NNE 向，頻率為24.7%。

2.1.2 潮汐

工程海域的潮汐性質(zhì)屬于正規(guī)半日潮，根據(jù)工程區(qū)附近臨時潮位站實(shí)測的逐日高低潮出現(xiàn)時間和對應(yīng)潮高資料，工程區(qū)平均高潮位為5.47 m。

根據(jù)實(shí)測資料， 工程區(qū)附近常浪向?yàn)镋 向，頻率為40.6%，次常浪向?yàn)镋NE 向，頻率為12.1%；強(qiáng)浪向?yàn)镋SE 向，Hm為5.2 m； 次強(qiáng)浪向?yàn)镋 向，Hm為5.1 m；全年H1/10 波高主要分布在0.5～2.0 m，約占82.11%；平均周期主要分布在4～6 s，約占69.87%，大于7 s 則占3.21%。

2.1.3 潮流

為了調(diào)查工程區(qū)海流情況，建設(shè)單位委托國家海洋局第一海洋研究所在工程區(qū)海域開展了7 個站點(diǎn)大、中、小3 個潮次定點(diǎn)海流觀測，觀測時間：2012 年4 月28 日-5 月7 日。 大潮期興古灣外側(cè)海域測到最大垂線平均流速在0.94～1.05 m/s， 最大值為1.05 m/s，對應(yīng)流向15°；近岸海域測到最大垂線平均流速在0.53～0.91 m/s，最大值為0.91 m/s，對應(yīng)流向58°；興古灣內(nèi)海域由于受到島礁掩護(hù)，為旋轉(zhuǎn)流且流速較小，全潮最大垂線平均流速為0.22 m/s。

大潮期落潮流平均流速最大為0.55 m/s，流向?yàn)?22°、235°，漲潮流平均流速最大為0.61 m/s，流向?yàn)?6°；中潮期落潮流平均流速最大為0.47 m/s，流向?yàn)?14°，漲潮流平均流速最大為0.64 m/s，流向?yàn)?7°；小潮期，落潮流平均流速最大為0.39 m/s，流向?yàn)?21°， 漲潮流平均流速最大為0.44 m/s，流向?yàn)?2°。

2.1.4 波浪

國家海洋局第一海洋研究所在工程海域布設(shè)波浪臨時測站，波浪觀測站位于工程北側(cè)煙墩山東偏南約1.6 km 處，海圖水深25 m 左右。 根據(jù)該觀測站2012 年5 月-2013 年4 月1 年的觀測資料統(tǒng)計(jì)分析得出，觀測期間常浪向?yàn)镋 向，頻率為40.6%，次常浪向?yàn)镋NE 向，頻率為12.1%；強(qiáng)浪向?yàn)镋SE向，Hm為5.2 m；次強(qiáng)浪向?yàn)镋 向，Hm為5.1 m；全年H1/10 波高主要分布在0.5～2.0 m，約占82.11%。 觀測期間平均周期主要分布在4～6 s， 約占69.87%，大于7 s 則占3.21%。

2.2 燈浮標(biāo)錨鏈配置情況

航道工程導(dǎo)助航設(shè)施共新設(shè)9 座Φ3.0 m 燈浮標(biāo)，均為側(cè)方位標(biāo)，分別設(shè)在航道的左側(cè)和右側(cè)，標(biāo)識航道左側(cè)和右側(cè)界線。 該工程航標(biāo)工程已于2021 年11 月完成航標(biāo)效能驗(yàn)收技術(shù)測定， 本文選取其中2 座燈浮標(biāo)作為實(shí)例簡析：

2.2.1 漳州LNG1 號燈浮

該浮標(biāo)為右側(cè)標(biāo)，設(shè)計(jì)位置24°07′54.5″N，118°10′6.2″E，距航道邊線約50 m，拋設(shè)點(diǎn)水深23.6 m，位于航道H1～H2 航段， 航道軸線與常風(fēng)向夾角約78°、與常浪向夾角約57°。

根據(jù)規(guī)范要求，按最低標(biāo)準(zhǔn)3 倍最大水深的錨鏈長度至少應(yīng)為（24.3 m+5.47 m）×3=89.31 m，配置方式為Φ42 mm 馬鞍鏈1 節(jié)×5.24 m+全鏈3 節(jié)×27.5 m+短鏈1 節(jié)×4.5 m=92.24 m。

2.3 錨鏈配置效果

通過上述配置情況可以看出，本工程海域風(fēng)浪較大，且2 座燈浮標(biāo)錨鏈配置均小于規(guī)范要求最大水深的3～4 倍，下面通過浮標(biāo)拋設(shè)后的實(shí)測位置對錨鏈配置效果進(jìn)行復(fù)核驗(yàn)證。

2021 年11 月5 日實(shí)測漳州LNG1 號燈浮浮筒位置24°07′54.0″N、18°10′5.9″E，在航道邊線外距航道邊線約34 m；2022 年3 月4 日燈浮標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)顯示浮筒實(shí)時位置為24°07′54.18″N、118°10′5.82″E，在航道邊線外距航道邊線約35 m。

根據(jù)東海航海保障中心廈門航標(biāo)處航標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)顯示，漳州LNG1 號燈浮自拋設(shè)至今未發(fā)生浮筒偏離設(shè)計(jì)位置50 m 以上情況， 航標(biāo)浮筒位置軌跡圖見圖3。

圖3 漳州LNG1# 燈浮浮筒位置軌跡圖

2021 年11 月5 日實(shí)測漳州LNG11 號燈浮浮筒位置24°13′43.2″N、118°07′23.7″E，在航道邊線外距航道邊線27 m；2022 年3 月4 日燈浮標(biāo)遙測遙控系統(tǒng)顯示浮筒實(shí)時位置為24°13′43.50″N、118°07′23.16″E ，在航道邊線外距航道邊線約10 m。

根據(jù)東海航海保障中心廈門航標(biāo)處航標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)顯示， 漳州LNG11 號燈浮自拋設(shè)至今未發(fā)生浮筒偏離設(shè)計(jì)位置50 m 以上情況， 航標(biāo)浮筒位置軌跡圖見圖4。

圖4 漳州LNG11# 燈浮浮筒位置軌跡圖

燈浮標(biāo)錨鏈長度富裕配置主要目的是為了在海床上形成臥鏈，防止燈浮標(biāo)沉塊偏移。 可以看出經(jīng)過2021 年11 月-2022 年3 月的冬季大風(fēng)期，2座燈浮標(biāo)位置沒有發(fā)生偏移，標(biāo)示航道邊線的導(dǎo)助航作用效果良好。 但在今后仍需對燈浮標(biāo)位置密切觀測，若發(fā)生偏移現(xiàn)象應(yīng)及時對其復(fù)位。

3 結(jié)語

通過本研究分析燈浮標(biāo)錨鏈長度與最大理論回旋半徑的關(guān)系可以得知，規(guī)范推薦的錨鏈長度配置的燈浮標(biāo)在水深相對較深的海域回旋半徑較大，理論可能侵入航道邊線的范圍也相應(yīng)較大。 通過對2 座錨鏈配置較短的燈浮標(biāo)浮筒位置情況的觀測，可以看出適當(dāng)縮短燈浮標(biāo)錨鏈長度并不會產(chǎn)生燈浮標(biāo)沉塊位置偏移的情況。

因此在沿海航道水深較深區(qū)域設(shè)置燈浮標(biāo)，尤其是在風(fēng)浪流與航道軸線交角較大的區(qū)域，可以考慮適當(dāng)縮短燈浮標(biāo)配置的錨鏈長度，以減少對航道邊線內(nèi)通航水域的侵入，減少可能產(chǎn)生的礙航影響。今后可對更多已拋設(shè)的航標(biāo)進(jìn)一步觀測和定位，掌握其錨鏈配置和回旋范圍的關(guān)系，為配置浮標(biāo)錨鏈提供準(zhǔn)確的參考依據(jù)。