劉永旭
(盤錦港引航站,遼寧 盤錦 124010)
盤錦港榮興港區(qū)(40-42-36N,121-57-29E),位于松遼平原的最南端,是渤海灣最北端的人工疏浚港口,地處遼西經(jīng)濟(jì)圈及遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶的中心位置,是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn),是“北糧南運(yùn)”和國(guó)家進(jìn)出口糧食的重要港口。
盤錦港擁有210#,211#兩個(gè)7 萬(wàn)噸級(jí)糧食專用泊位,位于榮興港區(qū)二港池,碼頭岸線長(zhǎng)600m,倆個(gè)泊位設(shè)計(jì)年吞吐能力1000 萬(wàn)噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)2021 年1~11 月,盤錦港糧食專用泊位共接卸76 艘外貿(mào)進(jìn)口船,進(jìn)口糧食255 萬(wàn)噸。然而作為“北糧南運(yùn)”和國(guó)家進(jìn)出口糧食的重要港口,由于盤錦港榮興港區(qū)二港池支航道水深受限,致使靠泊210#和211#泊位的滿載貨船須掛靠臨近周邊港口減載后方可靠泊,致使碼頭效能發(fā)揮受限,同時(shí)給船東及港航企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。鑒于此,以筆者的引航實(shí)踐來(lái)探討盤錦港二港池支航道的水深問(wèn)題。
盤錦港榮興港區(qū)水域處于蓋州灘東北側(cè)深槽,為西北-東南走向港區(qū),防波堤整體結(jié)構(gòu)為環(huán)抱式,深槽內(nèi)側(cè)潮流有明顯的往復(fù)性質(zhì),漲潮主流向?yàn)镹NE,落潮主流向?yàn)镾SW,大潮流速大于小潮流速,漲潮流速大于落潮流速。
盤錦港榮興港區(qū)屬于規(guī)則半日潮,平均漲潮歷時(shí)5小時(shí),平均落潮歷時(shí)7~8 小時(shí)左右,平均高潮位3.32m,平均低潮位0.64m,落潮歷時(shí)大于漲潮歷時(shí)。
盤錦港區(qū)由于沒(méi)有水文站,在潮汐表中也沒(méi)有可以供船舶直接使用的潮汐資料。筆者經(jīng)過(guò)積攢了大量的對(duì)比數(shù)據(jù)并經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),盤錦港的潮時(shí)與處于基本同一緯度的營(yíng)口四道溝潮時(shí)相似,潮高與營(yíng)口鲅魚圈港潮高很相似,即采用潮汐表上四道溝潮時(shí)作為盤錦港榮興港區(qū)的潮時(shí),采用潮汐表上的鲅魚圈港的潮高作為盤錦港榮興港區(qū)的預(yù)測(cè)潮高,這種組合潮汐我們叫做“復(fù)式潮汐法”[1],現(xiàn)在不但應(yīng)用于引航實(shí)踐而且推薦給很多自引船舶船長(zhǎng)使用,適用性非常強(qiáng)。
盤錦港榮興港區(qū)二港池目前共建成9 個(gè)泊位(如圖1 所示),其中:
圖1 盤錦港二港池及支航道情況
(1)二突堤?hào)|側(cè)順次布置了7 個(gè)泊位,分別為5萬(wàn)噸級(jí)通用泊位:201#,202#,203#,204#,205#,206#,10 萬(wàn)噸級(jí)通用泊位:207#。
(2)二港池順岸布置了2 個(gè)7 萬(wàn)噸級(jí)糧食專用泊位:210#,211#(碼頭結(jié)構(gòu)按照10 萬(wàn)噸級(jí)預(yù)留)上述泊位投入生產(chǎn)使用的泊位為:201#,202#,210#,211#等四個(gè)泊位。
3.2.1 主航道
主航道為10 萬(wàn)噸級(jí)航道,全長(zhǎng)37km,設(shè)計(jì)航道有效寬度355m,設(shè)計(jì)底標(biāo)高-16.0m,可滿足10 萬(wàn)噸級(jí)滿載船舶乘潮進(jìn)出港和12~30 萬(wàn)噸級(jí)油船減載乘潮進(jìn)出港的要求。
3.2.2 支航道情況
(1)二港池支航道自口門起分2 段,依次為:過(guò)E1 浮航道軸向?yàn)?84.5-264.5,長(zhǎng)度:1850 米,寬度:440 米,設(shè)計(jì)水深:15.1 米。及過(guò)E5 浮航道軸向?yàn)?33.1-213.1,長(zhǎng)度:1800 米,寬度:450 米,設(shè)計(jì)水深:15.1 米(如圖1 所示)。
(2)航道兩側(cè)共設(shè)6個(gè)燈浮,分別為E1,E2,E3,E5,E7,E9(如圖1 所示)。
(3)據(jù)最新掃海水深圖顯示二港池支航道水深不同程度上小于該航道的設(shè)計(jì)水深,靠近口門連接主航道支航道起點(diǎn)E1 浮與E3 浮之間尤其嚴(yán)重。各段水深如下:E1 浮與E3 浮之間水深為12.0m~14.0m,其中有大約150m2水深為12.0~13.0m;E3 浮與E5 浮之間水深為13.5m~16.0m;E5 浮與E7 浮之間水深為14.0m~16.0m;E7 浮與E9 浮之間水深為14.0m~17.0m;210#和211#碼頭前沿水深為15.5m~18.0m,滿足設(shè)計(jì)水深要求。
(4)由于二港池支航道的水深受限,使得7 萬(wàn)噸級(jí)船舶無(wú)法滿載進(jìn)港。
(1)設(shè)計(jì)船型:目前我國(guó)進(jìn)口糧食以大多為5~7萬(wàn)噸級(jí)散裝貨船,考慮本港進(jìn)出口糧食條件到港船型以7 萬(wàn)噸級(jí)為主(船長(zhǎng):228m,船寬:32.3m,型深:19.6m,滿載吃水:14.2m,航速:8kn)。
(2)碼頭前沿停泊水域?qū)挾龋?5 米;碼頭前沿設(shè)計(jì)水深:15.5 米。
(3)碼頭前沿回旋水域直徑:460 米,水深:15.5 米。
(4)支航道設(shè)計(jì)水深:15.1 米,滿足7 萬(wàn)噸級(jí)滿載到港船舶,按乘潮水水位1.77 米,乘潮歷時(shí)5 小時(shí),全年乘潮保證率為85%。
綜上所述如按照該論證報(bào)告所述,支航道全程將疏浚到15.1m 才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
4.2.1 富余水深的概念
富余水深=海圖水深+當(dāng)?shù)氐幕鶞?zhǔn)潮高-船舶靜止時(shí)的實(shí)際最大吃水。
海圖水深=船舶靜止時(shí)的實(shí)際最大吃水+富余水深-當(dāng)?shù)氐幕鶞?zhǔn)潮高。
4.2.2 確定富余水深的參考實(shí)例
(1)歐洲引航協(xié)會(huì)建議采用的富余水深要求(見(jiàn)表1)[3]。
表1 歐洲引航協(xié)會(huì)建議采用的富余水深
(2)日本瀨戶內(nèi)海主要港口的富余水深基準(zhǔn)(見(jiàn)表2)[3]。
表2 日本瀨戶內(nèi)海主要港口的富余水深基準(zhǔn)
(3)江蘇海事局轄區(qū)水域航行船舶富余水深要求[4]:實(shí)際吃水在10.5m 及以上富余水深應(yīng)不小于船舶吃水的10%。
4.2.3 滿足7 萬(wàn)噸級(jí)散貨船安全進(jìn)出二港池支航道所需的安全水深
由于盤錦港二港池為防波堤整體結(jié)構(gòu)為環(huán)抱式風(fēng)流等不利因素對(duì)船舶影響較小,而且船舶進(jìn)港后需大角度轉(zhuǎn)向則船速較低,結(jié)合筆者近些年的引航實(shí)踐,富余水深采用10%的船舶最大吃水滿足船舶安全進(jìn)出港的要求。如取富余水深為船舶吃水的10%,則滿足7 萬(wàn)噸級(jí)散貨船安全進(jìn)出二港池支航道所需的安全水深:
D’=T+10%T
D=D’+Z’
D’--通航水深;D--安全水深;T--設(shè)計(jì)船型滿載吃水(取14.2m);Z’--備於深度(對(duì)于二港池支航道由于處于防波堤的良好掩護(hù),於強(qiáng)較小,Z’取0.4m)。
則:D’=1 4.2 m+1 0%x 1 4.2 m=1 5.6 2 m,D=15.62m+0.4m=16.02m。
4.2.4 盤錦港2022 年度潮汐的高高潮及低高潮的統(tǒng)計(jì)
根據(jù)表3,統(tǒng)計(jì)不同高高潮潮高天數(shù)及占全年的比率如下:
表3 2022 年度營(yíng)口鲅魚圈港潮汐按不同潮高的統(tǒng)計(jì)表(H--潮高)
每日高高潮潮高在2.6m 以上天數(shù)為365 天,占全年100%;每日高高潮潮高在2.8m 以上天數(shù)為356 天,占全年97.5%;每日高高潮潮高在3.1m 以上天數(shù)為334天,占全年91.5%。
4.2.5 滿足7 萬(wàn)噸級(jí)散貨船滿載吃水14.2m 情況下在每日高高潮時(shí)刻過(guò)支航道所需支航道水深
海圖水深=安全水深-當(dāng)?shù)氐幕鶞?zhǔn)潮高=D-H,則:
(1)潮高取高高潮2.6m 時(shí):海圖水深=16.02-2.6=13.42m,該水深能保證船舶全年乘高高潮過(guò)支航道進(jìn)港率為100%。
(2)潮高取高高潮2.8m 時(shí):海圖水深=16.02-2.8=13.22m,該水深能保證船舶全年乘高高潮過(guò)支航道進(jìn)港率為97.5%。
(3)潮高取高高潮3.1m 時(shí):海圖水深=16.02-3.1=12.92m,該水深能保證船舶全年乘高高潮過(guò)支航道進(jìn)港率為91.5%。
盤錦港深水航道投產(chǎn)后,對(duì)于7 萬(wàn)噸級(jí)船舶來(lái)說(shuō),航道入口至防波堤是不需要乘潮的,而僅僅在防波堤至碼頭前沿有2 海里的航段乘潮,時(shí)間僅為20 分鐘左右,取高高潮平潮前后的時(shí)間通過(guò),可以大大提高乘潮保證率。為此,按照《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行二港池以及碼頭前沿水深設(shè)計(jì)有待于優(yōu)化調(diào)整。
按照引航實(shí)踐操縱方法看,船舶進(jìn)入防波堤后有大角度轉(zhuǎn)向,再加上拖輪的拖曳作用,以及靠泊控速的需要,船速一般會(huì)在6 節(jié)以下,因此船舶的下沉量會(huì)非常小。防波堤內(nèi)的掩護(hù)作用,導(dǎo)致浪涌非常小,給船舶留有10%的富裕吃水是能夠保證安全的。
從4.2.5 的計(jì)算看,如果取高潮2.6 米以上進(jìn)行船舶通航,所需深水為13.5 米,隨著潮高的增大,所需水深會(huì)變小,比設(shè)計(jì)水深有大幅度降低。
巴哈馬籍散貨船“瑞尼爾”輪,船長(zhǎng)229.0m,船寬32.26m,載重噸81070 噸,吃水12.5m 裝載大豆52500 噸進(jìn)港靠泊210#泊位。當(dāng)日潮汐:0135 時(shí)36cm,0706 時(shí)366cm。引航員于0430 時(shí)登輪,0700 過(guò)E1 浮與E3 浮之間淺水區(qū)(最小水深12.0m),當(dāng)時(shí)高潮潮高370cm,航速6 節(jié),最小UKC 為3.1m。
如果航道疏浚到13.5m,則“瑞尼爾”輪通過(guò)最淺處UKC 相應(yīng)增加1.5m,即:4.6m 如果換算成滿載進(jìn)港基本船型(吃水:14.2m),則最小UKC 為2.9m,如果高高潮為2.6m,則最小UKC為1.8m,滿足安全進(jìn)港要求。
由于盤錦港二港池支航道水深受限,影響了糧食企業(yè)的發(fā)展,不利于“北糧南運(yùn)”大通道的建設(shè)。而據(jù)《210#,211#糧食泊位工程安全影響論證報(bào)告》支航道設(shè)計(jì)水深為-15.1m,但整段支航道的疏浚時(shí)間及成本將會(huì)大大提高。結(jié)合二港池支航道實(shí)際情況及筆者引航實(shí)際操作,如船舶的富余水深取進(jìn)港船舶最大吃水的10%,且在每日高潮平潮時(shí)刻過(guò)該航道,在航道水深疏浚至13.42 米(取值:13.5 米)時(shí)完全可以保證安全進(jìn)港。這樣不但可減少疏浚量而且可以加快工期,節(jié)省費(fèi)用,更能有力推動(dòng)盤錦港“北糧南運(yùn)”和國(guó)家進(jìn)出口糧食的重要港口的建設(shè)。