張仡，張大朋*，朱克強(qiáng)，姜淏予

（1.廣東海洋大學(xué)，廣東湛江 524088；2.寧波大學(xué)，浙江寧波 315211）

陽江市擬重點(diǎn)建設(shè)5個(gè)示范性漁港、1個(gè)區(qū)域性避風(fēng)錨地、3個(gè)地方漁港。到2025年，陽江市基本建成以示范性漁港、區(qū)域性避風(fēng)錨地為核心，以其他漁港為基礎(chǔ)的防臺(tái)避風(fēng)能力強(qiáng)、布局合理、功能完善、管理有序、生態(tài)良好的現(xiàn)代漁港新體系。

圖1 青草渡區(qū)域性漁船避風(fēng)錨地漁船通常使用的有桿錨

為填補(bǔ)陽江市4 700多艘捕撈漁船沒有專門的避風(fēng)錨地的空白，提高陽江市漁船的防災(zāi)防風(fēng)能力，進(jìn)一步保障廣大漁民的生命財(cái)產(chǎn)安全，推動(dòng)粵西縣域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，筆者對(duì)雞村、溪頭鎮(zhèn)等地進(jìn)行了走訪和座談，在提供的漁船、錨地、水文氣象等資料基礎(chǔ)上對(duì)青草渡區(qū)域性漁船避風(fēng)錨地抗風(fēng)級(jí)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，并進(jìn)行了錨地系泊力的實(shí)船實(shí)驗(yàn)，對(duì)于具體指導(dǎo)青草渡地區(qū)的漁船錨泊（如圖1所示）有著重要指導(dǎo)意義。

一、項(xiàng)目背景及系統(tǒng)工作環(huán)境概述

（一）項(xiàng)目背景

本工程位于陽西縣縣城東偏北約7km處內(nèi)海灣，毗鄰的程村鎮(zhèn)、織鎮(zhèn)和溪頭鎮(zhèn)，東南部約12km處為陽江港。

（二）系統(tǒng)工作環(huán)境

根據(jù)2004年～2014年基本風(fēng)速資料可知，全年浪向以SE為最多，ESE次之，浪向主要分布在ESE～S之間，約占93%。東北季風(fēng)期波向較為集中，ESE和SE浪向約占90%左右；西南季風(fēng)期波向略有分散，浪向分布在ESE～S之間，以SSE和S方向波向?yàn)樽疃?。季風(fēng)轉(zhuǎn)換期的4、9月份浪向分布介于兩者之間。西南季風(fēng)SSE～S強(qiáng)浪向?yàn)镾SE～S，東北季風(fēng)期強(qiáng)浪向多為ESE～SE，但東北風(fēng)強(qiáng)盛期，強(qiáng)浪向可出現(xiàn)在NNE方向（如圖2所示）。

圖2 陽江海域全年各向各級(jí)波高分布玫瑰圖

對(duì)應(yīng)的流速流向結(jié)果如圖3、圖4所示。

圖3 流向圖

圖4 流速圖

二、拋錨方式

青草渡區(qū)域性漁船避風(fēng)錨地漁船組合防抗臺(tái)時(shí)，一般拋“一點(diǎn)錨”（平行錨）或小夾角“八字錨”（如圖5所示）。

圖5 青草渡區(qū)域性漁船避風(fēng)錨地漁船組合防抗臺(tái)拋錨方式

三、錨泊時(shí)的錨泊力

（一）單錨泊時(shí)的錨抓力

單錨泊時(shí)的錨抓力由錨的抓力和鏈與海底間的摩擦力兩部分構(gòu)成，即[1-3]：

P：錨的總抓力（9.8kn）；Pa：錨的抓力（9.8kn）；Pc：錨鏈抓力（9.8kn）；λa：錨抓力系數(shù)；λc：鏈抓力系數(shù)；Wa：錨在空氣的重量（kg）；Wc：每米錨鏈在空氣中的重量（kg/m）；l：臥底鏈長（m）。

（二）錨型與抓力系數(shù)

錨的種類較多，形狀各異，錨的抓力系數(shù)不同。根據(jù)Thorpo實(shí)驗(yàn)，在不同底質(zhì)中抓力系數(shù)也不同，如表1所示。

表1 錨的種類與抓力系數(shù)

錨鏈的抓力系數(shù)：根據(jù)T.Thorpo實(shí)驗(yàn)建議：砂底取0.75，泥底取0.6。

項(xiàng)目組在青草渡區(qū)域性漁船避風(fēng)錨地內(nèi)共選取了6個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，各實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)位置如圖6所示。

圖6 典型漁船系駐力實(shí)船實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)開始前，項(xiàng)目組首先將錨和船體用纜繩分別系于測力儀兩端的卸扣上，確認(rèn)系固后，將漁船駛往實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，拋錨，然后漁船主機(jī)逐級(jí)加車后退，在此過程中實(shí)時(shí)記錄手持顯示器的讀數(shù)，當(dāng)漁船走錨時(shí)停車，此時(shí)顯示器顯示的測力儀讀數(shù)即為該錨點(diǎn)的最大系駐力。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)漁船“粵陽西漁96478”吃水1.6m；風(fēng)向SW/風(fēng)速1～2級(jí)；錨地潮水初落，流速0.5～1kn，具體如表2及表3所示。

表2 青草渡區(qū)域性漁船避風(fēng)錨地漁船系駐力實(shí)船實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)位置一覽表

表3 實(shí)船實(shí)驗(yàn)最大各實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)最大系駐力統(tǒng)計(jì)表

四、層次分析法在避風(fēng)錨地錨位點(diǎn)抗風(fēng)評(píng)估中的應(yīng)用

水深、底質(zhì)、風(fēng)浪流等參數(shù)對(duì)于漁船錨泊抗風(fēng)能力的影響相互關(guān)聯(lián)、相互制約又互不相同。為對(duì)它們的影響做出有效評(píng)估，項(xiàng)目組引入了層次分析法（AHP）。關(guān)于層次分析法的原理及相關(guān)表達(dá)形式詳細(xì)可參見文獻(xiàn)[4-6]，本文中不再詳述。

（一）層次分析法的步驟和方法

1.建立層次結(jié)構(gòu)模型

項(xiàng)目組將決策的目標(biāo)、考慮的因素（決策準(zhǔn)則）和決策對(duì)象按它們之間的相互關(guān)系分為最高層、中間層和最低層，繪出層次結(jié)構(gòu)圖。

2.構(gòu)造判斷（成對(duì)比較）矩陣

判斷矩陣是表示本層所有因素針對(duì)上一層某一個(gè)因素的相對(duì)重要性的比較。判斷矩陣的元素aij用Santy的1～9標(biāo)度方法給出（見表4）。一般認(rèn)為每層不要超過9個(gè)因素。

表4 判斷矩陣元素aij 的標(biāo)度表

3.層次單排序及一致性檢驗(yàn)

4.層次總排序及其一致性檢驗(yàn)

（二）錨位點(diǎn)抗風(fēng)能力評(píng)價(jià)

1.確立層次結(jié)構(gòu)

確定目標(biāo)層。即項(xiàng)目組對(duì)錨位點(diǎn)的抗風(fēng)能力總體評(píng)價(jià)。

確定準(zhǔn)則層。按漁船錨地選擇條件來看，項(xiàng)目組要考慮七個(gè)方面的要素：水深A(yù)1、底質(zhì)A2、地形A3、風(fēng)情況A4、避風(fēng)條件A5、潮流A6、救助條件A7。

確定方案層。即備選的六個(gè)實(shí)驗(yàn)錨位點(diǎn)1、2、3、4、5、6。分布圖如圖6所示。具體層次結(jié)構(gòu)圖見圖7。

圖7 層級(jí)結(jié)構(gòu)圖

2.構(gòu)造判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

在各個(gè)影響錨地的因素中，構(gòu)造各因素之間的兩兩比較矩陣并按第一節(jié)層次分析法的計(jì)算方法，將判斷矩陣每一列歸一化，得出各項(xiàng)的權(quán)重。

準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的評(píng)價(jià)，見表5。

表5 對(duì)錨位點(diǎn)總體評(píng)價(jià)的判斷矩陣

各方案層對(duì)準(zhǔn)則層各因素的評(píng)價(jià)，見表6～12。

表6 各錨位點(diǎn)對(duì)水深的判斷矩陣

表7 各錨位點(diǎn)對(duì)底質(zhì)的判斷矩陣

表8 各錨位點(diǎn)對(duì)地形的判斷矩陣

表9 各錨位點(diǎn)對(duì)風(fēng)況的判斷矩陣

表10 各錨位點(diǎn)對(duì)避風(fēng)條件的判斷矩陣

表11 各錨位點(diǎn)對(duì)潮流的判斷矩陣

表12 各錨位點(diǎn)對(duì)救助條件的判斷矩陣

中間層中要素對(duì)決策目標(biāo)的排序權(quán)重，見表13。

表13 中間層中要素對(duì)目標(biāo)層的排序權(quán)重

方案層中要素對(duì)決策目標(biāo)的排序權(quán)重，見表14。

表14 方案層中要素對(duì)目標(biāo)層的排序權(quán)重

3.綜合評(píng)價(jià)

通過六個(gè)錨位點(diǎn)的總體評(píng)價(jià)。結(jié)果見圖9。

圖9 最終評(píng)價(jià)結(jié)果

由于錨位點(diǎn)距離較為接近，類似風(fēng)況、潮流等數(shù)據(jù)無法獲得，要素間的兩兩比較以經(jīng)驗(yàn)值為主，而地形受到采砂作業(yè)的影響，無法判斷，在本模型中做權(quán)重值等同處理。由于該影響因素權(quán)重小，因此對(duì)總體評(píng)價(jià)不會(huì)造成較大的影響。項(xiàng)目組根據(jù)上述的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，得出錨位點(diǎn)4總體評(píng)價(jià)最好，錨位點(diǎn)2、3、6結(jié)果較為接近，評(píng)價(jià)較好，錨位點(diǎn)1、5評(píng)價(jià)結(jié)果較低。

據(jù)此，對(duì)該區(qū)域錨地的避風(fēng)條件作綜合分析，其最大可能避風(fēng)能力如下：

在臺(tái)風(fēng)正面襲擊、拋一點(diǎn)錨，主機(jī)全速頂風(fēng)流的情況下，最大可避15級(jí)風(fēng)力的風(fēng)，也即強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。但在錨位點(diǎn)1、5減少至14級(jí)臺(tái)風(fēng)。如果在灘涂擱淺的情況下避臺(tái)風(fēng)，可以達(dá)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)等級(jí)以上。當(dāng)然，其他的安全措施如固定船體，前后拋錨措施必不可缺。

當(dāng)錨地的底質(zhì)為泥沙時(shí)，其系駐力最好，砂底次之，泥底最差。因此，我們建議有關(guān)部門應(yīng)合理統(tǒng)籌該錨地的采砂行為，并對(duì)此進(jìn)行專題論證。