劉合義

（中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，山東 青島 266000）

潛標(biāo)由于其自帶的自容式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量的限制，需要在特定的時(shí)間段進(jìn)行維護(hù)，通常的作業(yè)流程為：在現(xiàn)場(chǎng)釋放回收潛標(biāo)，讀取數(shù)據(jù)，更換電池后重新布放，以實(shí)現(xiàn)獲得連續(xù)數(shù)據(jù)觀測(cè)的目的。深海潛標(biāo)一般長(zhǎng)幾千米，搭載的觀測(cè)設(shè)備幾十種之多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，布放的水域比較開(kāi)闊，通常此類維護(hù)作業(yè)由大噸位、具有動(dòng)力定位的遠(yuǎn)洋科考船負(fù)責(zé)完成。

近些年，我國(guó)周邊海域的形勢(shì)嚴(yán)峻復(fù)雜多變，對(duì)正常的科考活動(dòng)造成了眾多不利影響。原計(jì)劃由其它科考船船執(zhí)行的航次任務(wù)，最終不得不由“科學(xué)三號(hào)”科考船執(zhí)行回收于2018年1月份放置在呂宋島東菲律賓海域的用于加強(qiáng)觀測(cè)西邊界流的3 套潛標(biāo)陣列。全船經(jīng)過(guò)精心準(zhǔn)備，合理統(tǒng)籌規(guī)劃，最終在菲方給定的期限內(nèi)提前一天、順利成功回收3 套潛標(biāo)返航。

作者作為船長(zhǎng)，在沒(méi)有相關(guān)類似經(jīng)驗(yàn)可以借鑒的情況下，在整個(gè)實(shí)施過(guò)程中獲得的心得體會(huì)，對(duì)比結(jié)合其它型科考船的潛標(biāo)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，和同行交流探討。

1 “科學(xué)三號(hào)”概況

“科學(xué)三號(hào)”是2005年由武昌造船廠建造的近海綜合性科學(xué)考察船，主要用于中國(guó)近海物理海洋學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、海洋生態(tài)與環(huán)境科學(xué)和海洋化學(xué)等綜合考察與實(shí)驗(yàn)。

“科學(xué)三號(hào)”總長(zhǎng)73.9m，型寬10.2m，型深4.6m，最大吃水3.4m，滿載排水量1224 噸，經(jīng)濟(jì)航速14 節(jié)，最大航速16 節(jié)，續(xù)航力5000 海里，自持力30 天，定員48 人（科學(xué)家30 人，船員18 人）。

“科學(xué)三號(hào)”由一臺(tái)額定功率1720 KW的主機(jī)推進(jìn)，為滿足科考需求，配置了可調(diào)槳、前后側(cè)推和減搖裝置。

圖1 科學(xué)三號(hào)左視圖

2 潛標(biāo)陣列所在海區(qū)的洋流、水文氣象情況

潛標(biāo)觀測(cè)陣列投放于北緯18°,東經(jīng)122°.7 及其附近海域，位于黑潮發(fā)源地，北赤道流(簡(jiǎn)稱：NEC)在呂宋島近海岸遇陸地后形成向南方向的棉蘭老流（簡(jiǎn)稱:MC）和向北方向的黑潮（全稱:Kuroshio Current），同時(shí)，在表層海流黑潮下方又存在南向的呂宋潛流（全稱:Luzon CUrrent）。

潛標(biāo)觀測(cè)陣列所處海域的海浪波高總體來(lái)說(shuō)冬季大于夏季，涌浪大于風(fēng)浪；南北相比較北部大于南部，尤其是巴士海峽、呂宋海峽及巴林塘海峽海域；夏季海區(qū)以西南浪為主，冬季以東北浪為主。

春季的4—5月份，海區(qū)多東向浪，大部分海區(qū)的風(fēng)浪浪高為1．0～1．5 m，是科考作業(yè)的黃金時(shí)間。但在少數(shù)年份例外，特別需要關(guān)注熱帶氣旋和大陸東移入海的氣旋對(duì)潛標(biāo)回收作業(yè)的影響。

3 航次備航情況

3.1 新冠疫情防控

2020年1月底武漢爆發(fā)嚴(yán)重的新冠疫情，由于對(duì)這種新病毒缺乏足夠的認(rèn)知和了解，全國(guó)各地均實(shí)行了嚴(yán)格的防控應(yīng)對(duì)措施，主要有：對(duì)生活處所進(jìn)行消殺；對(duì)人員實(shí)行測(cè)溫監(jiān)控、物理隔離、核酸篩查和藥物治療。受限于船上的條件，船上針對(duì)參加本航次的人員提前一周采取測(cè)溫、隔離措施，并在開(kāi)航前一天全員核酸檢測(cè)，以確保人員安全。

3.2 全船展開(kāi)自查自糾，結(jié)合內(nèi)部檢查，確保船舶適航

自接到航次任務(wù)書以后，全船立即布置開(kāi)展自查自糾工作，大到系泊設(shè)備、應(yīng)急照明設(shè)備、主推進(jìn)裝置、舵設(shè)備、消防救生等，小到備品備件，不放過(guò)任何一點(diǎn)安全隱患。自查自糾通過(guò)后，根據(jù)體系文件規(guī)定，邀請(qǐng)?bào)w系代管公司華洋海事專業(yè)人員上船現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部檢查，并對(duì)提出的整改項(xiàng)落實(shí)到人，確保整改到位，保證船舶適航。

3.3 密切關(guān)注天氣，確定出航時(shí)間，合理規(guī)劃航線并適時(shí)調(diào)整

根據(jù)菲方回復(fù)函，菲方給定的作業(yè)期限為2020年5月15日至5月25日，然而天公不作美，16日大霧，直到晚上八點(diǎn)鐘出境手續(xù)才辦妥，根據(jù)預(yù)報(bào)，17～18日黃渤海受東移入海加強(qiáng)的黃淮氣旋影響，風(fēng)力8～9 級(jí)，陣風(fēng)十級(jí)；同時(shí)，千里之外的工區(qū)內(nèi)，形成的熱帶低壓緩慢過(guò)境并橫掃臺(tái)灣東部。在此種情況下，果斷打破本單位內(nèi)為保安全夜不開(kāi)航的內(nèi)部規(guī)定，20:00 開(kāi)航南下，并根據(jù)上述天氣情況，選擇從臺(tái)灣東南下至工區(qū)。

圖2 影響工區(qū)的熱帶低壓移動(dòng)路線圖

3.4 完善備齊辦理出境手續(xù)所需的證書及相關(guān)文件

在確定代理公司后，船方及時(shí)和船代聯(lián)系溝通，落實(shí)辦理手續(xù)船方需提前準(zhǔn)備的各類證書和相關(guān)文件。辦理出境手續(xù)所需的資料比較多，因而準(zhǔn)備文件的人員需要仔細(xì)和極大的耐心，文件準(zhǔn)備完畢后，由其他人多次核查，無(wú)誤后方可提交船代，避免由于文件有誤造成船期的不必要的拖延。

3.5 潛標(biāo)回收所需專用設(shè)備及工具的準(zhǔn)備

潛標(biāo)回收所需的專用設(shè)備有：和海底聲學(xué)釋放器建立通訊的甲板機(jī)單元和水聽(tīng)器探頭、潛標(biāo)收放絞車、主浮球?qū)Ｓ猛屑?、專用打撈鉤以及專用拆裝工具。甲板機(jī)單元和水聽(tīng)器探頭是和海底聲學(xué)釋放器建立通訊的關(guān)鍵設(shè)備，除數(shù)量滿足外，更要做好效能試驗(yàn)。收放絞車根據(jù)作業(yè)甲板的實(shí)際情況做好焊接固定后，加做拉力試驗(yàn)。后三種設(shè)備做好數(shù)量、型號(hào)的清點(diǎn)準(zhǔn)備工作，對(duì)主浮球?qū)Ｓ猛屑芤龊媒壴潭?，以防船舶橫搖時(shí)移動(dòng)造成損壞或丟失。

4 潛標(biāo)回收作業(yè)心得體會(huì)及經(jīng)驗(yàn)探討

4.1 做好潛標(biāo)釋放后上浮至水面期間船位的控制

潛標(biāo)在釋放器釋放后上浮至水面過(guò)程中，會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)階段。經(jīng)研究表明，0～2秒時(shí)，為加速上升階段；2秒后，迅速變?yōu)榉€(wěn)定上浮階段，上升速度雖受潛標(biāo)整體結(jié)構(gòu)、海水密度及黏度的影響，但總體影響不大，幾乎是勻速上升，直至水面。

船舶在水面受風(fēng)、流的綜合作用，通常釋放潛標(biāo)前，讓船舶停車漂航十分鐘左右，得出船在風(fēng)、流作用下的漂移方向，而后船移動(dòng)到距潛標(biāo)點(diǎn)500 米的上風(fēng)流向作業(yè)點(diǎn)，保持船舶正橫潛標(biāo)點(diǎn)，同時(shí)釋放潛標(biāo)，該系列潛標(biāo)主浮球位于水下450 米，根據(jù)計(jì)算的上浮速度，浮至水面大約需10 分鐘。船舶在風(fēng)、流作用下向下風(fēng)流向漂移，漂移期間可用前后側(cè)推調(diào)整船首向，始終讓潛標(biāo)預(yù)計(jì)出水點(diǎn)位于船舶正橫前。隨著船舶向下風(fēng)流向漂移，實(shí)際需要觀察潛標(biāo)出水點(diǎn)的扇形水域面積逐漸減小，利于第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)潛標(biāo)。

作業(yè)區(qū)當(dāng)天觀察到的最大表層流速為4 節(jié)，在潛標(biāo)上浮的十分鐘內(nèi)，船舶大約向下風(fēng)流向漂移約1200 米，而此時(shí)船距潛標(biāo)出水點(diǎn)的距離約為1300 米，既保證目視可見(jiàn)搜尋的效果，又留出了足夠的安全余量，以避免和船舶發(fā)生碰撞。

船舶在向下風(fēng)流向漂移過(guò)程中，如保向有困難，可短暫進(jìn)車配合；如遇惡劣天氣或能見(jiàn)度不良，搜尋難度增加時(shí)，可進(jìn)車減小漂移速度，適當(dāng)減小和潛標(biāo)預(yù)計(jì)出水點(diǎn)的距離，為保安全，最小和潛標(biāo)預(yù)計(jì)出水點(diǎn)的距離保持為1000 米。

4.2 選擇合適的搜尋潛標(biāo)的船舶位置

潛標(biāo)的回收作業(yè)對(duì)天氣的要求較高，一般在風(fēng)力5級(jí)及以下時(shí)實(shí)施，6～7 級(jí)時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎作業(yè)，7 級(jí)以上應(yīng)停止作業(yè)。在有日光照射的情況下，作業(yè)時(shí)應(yīng)將船舶位置放在背光的位置，根據(jù)物理原理，從暗處向明亮處搜尋潛標(biāo)可能的出水點(diǎn)時(shí)，不會(huì)受到水面反射的太陽(yáng)光的影響，可以較容易地發(fā)現(xiàn)潛標(biāo)，進(jìn)而回收；在無(wú)陽(yáng)光照射的情況下，則不許考慮此項(xiàng)不利因素。

4.3 核實(shí)潛標(biāo)的結(jié)構(gòu)

潛標(biāo)回收作業(yè)前應(yīng)根據(jù)以前布放時(shí)的原始記錄，查閱核實(shí)潛標(biāo)的結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)是主浮球及主浮球上下端浮力球的顏色、浮球的數(shù)量及位置分布，以利于后續(xù)潛標(biāo)的實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)、上下端的辨識(shí)及打撈。

目前，主浮球和浮力球使用的主要顏色為橙、黃兩色。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)證明，天氣良好，海面平整時(shí)，兩種顏色從發(fā)現(xiàn)距離及辨識(shí)度上無(wú)較大差異；但當(dāng)海況變差時(shí)，尤其是有涌浪時(shí)，再加上光的反射影響，黃色相較于橙色，從發(fā)現(xiàn)距離及辨識(shí)度上，效果要成倍降低。

一般情況下，潛標(biāo)的打撈均從主浮球上端頭開(kāi)始，從主浮球上下端浮力球的數(shù)量布置則可很容易的辨識(shí)出潛標(biāo)的上下端頭，從而實(shí)施作業(yè)。因此，在潛標(biāo)的布放階段，應(yīng)未雨綢繆，做好相關(guān)的詳細(xì)記錄，并盡可能地選擇橙色主浮球和浮力球，以便后續(xù)發(fā)現(xiàn)打撈，提高回收成功率。

圖3 同心協(xié)力回收潛標(biāo)

4.4 依據(jù)ISM 體系文件，對(duì)整個(gè)作業(yè)流程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

經(jīng)研判評(píng)估后，潛標(biāo)回收作業(yè)過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)主要集中在以下兩點(diǎn)：

船舶操縱方面：在操縱船舶向主浮球靠近前，作為船長(zhǎng)，應(yīng)對(duì)本船的性能參數(shù)做到心中有底，結(jié)合當(dāng)時(shí)的風(fēng)流情況，準(zhǔn)確預(yù)配風(fēng)流壓差，始終保持船舶和主浮球的橫距在10～15 米之間，既可保證人員手拋打撈鉤掛住主浮球上端浮力球，又留有足夠的安全余量，此時(shí)應(yīng)和后甲板打撈負(fù)責(zé)人保持不間斷的聯(lián)系，隨時(shí)掌控主浮球的動(dòng)態(tài)，直至主浮球安全飄過(guò)船位，進(jìn)入正常回收流程，過(guò)程中應(yīng)警惕瞬間增大的風(fēng)力所引起的浪涌對(duì)船舶操控的不利影響。

潛標(biāo)回收作業(yè)：主浮球從離開(kāi)水面至安全放置在甲板期間是整個(gè)作業(yè)最危險(xiǎn)的時(shí)期，在此期間，應(yīng)操縱船舶盡量減輕橫搖程度，并協(xié)調(diào)指揮作業(yè)參與人員做好止蕩繩的收緊，做到不讓主浮球搖擺過(guò)大，同時(shí)做好人員的安全防護(hù)。本航次由于疫情的影響，參加回收人員數(shù)量少，且均沒(méi)有相應(yīng)的海上作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為此，在航渡期間多次進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，在回收過(guò)程中，體現(xiàn)出了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及培訓(xùn)的重要性和效果，人人在相應(yīng)的崗位上完美履行自己的職責(zé)，保證了任務(wù)的順利完成。

5 結(jié)束語(yǔ)

“科學(xué)三號(hào)”科考船成功回收三套放置29 個(gè)月之久的深海潛標(biāo)，開(kāi)創(chuàng)了千噸級(jí)船舶在菲律賓海域此類科考作業(yè)的先河，所取得相關(guān)資料及后續(xù)成果大大提高了我國(guó)在太平洋西邊界流研究的話語(yǔ)權(quán)。航次的成功實(shí)施，驗(yàn)證了經(jīng)過(guò)精心統(tǒng)籌規(guī)劃，在此類開(kāi)放水域，“科學(xué)三號(hào)”具備執(zhí)行相關(guān)任務(wù)的科考能力，拓寬了該船承攬科考業(yè)務(wù)的范圍，更好地服務(wù)于我國(guó)的海洋科考事業(yè)，為早日實(shí)現(xiàn)海洋強(qiáng)國(guó)夢(mèng)貢獻(xiàn)一份力。