港口科技・通信与导航 对超大型ｔｔ０ ｔｔ［Ｉ实施 护航拖轮监护的探讨 潘永良 朱 泓 （宁波港股份有限公司， 浙江 宁波３１５８００） 摘要：分析了宁波一舟山港南航道弯曲复杂、狭窄难行的安全风险。阐述了对超大型船舶 实施护航拖轮监护的必要性和可行性。得出结论：采用护航拖轮对超大型船舶实施监护 是一种安全高效的减少航行风险的措施。最后提出了对超大型船舶实施护航拖轮监护的 初步方案。 关键词：港口超大型船舶护航拖轮 Ａ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ Ｃｏｎｖｏｙｉｎｇ ｔｈｅ Ｏｖｅｒ—Ｌａｒｇｅ Ｓｈｉｐ ｗｉｔｈ Ｔｕｇｂｏａｔ Ｐａｎ Ｙｏｎｇｌｉａｎｇ Ｚｈｕ Ｈｏｎｇ （Ｎｉｎｇｂｏ Ｐｏｒｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｎｉｎｇｂｏ ３ １５８００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｒｉｓｋｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ ｃｈａｎｎｅｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｎｉｎｇｂｏ—Ｚｈｏｕｓｈａｎ Ｐｏｒｔ，ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｗｉｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ｎａ￣ｏｗ ａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｎａｖｉｇａｔｅ．Ｉｔ ｓｔａｔｅｓ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｙｔ ｏｆ ｃｏｎｖｏｙｉｎｇ ｔｈｅ ｏｖｅｒ——ｌａｒｇｅ ｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｔｕｇｂｏａｔ ａｎｄ ａ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｇｏｔ ｈｔａｔ ｉｔ ｉｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｓａｆｅ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｒｉｓｋｓ ｏｆ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ．Ａｔ ｌａｓｔ ｉｔ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｌａｎ ｏｆ ｃｏｎｖｏｙｉｎｇ ｔｈｅ ｏｖｅｒ—ｌａｒｇｅ ｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｔｕａｂｏａｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｔ ｏｖｅｒ—ｌａｒｇｅ ｓｈｉｐ ｃｏｎｖｏｙ ｔｕｇｂｏａｔ １宁波一舟山港概况 天候自由进出，３０万ｔ级船舶可以由虾峙门外深 水航槽进出。 １．１航道 航道宽度：虾峙门外航道浅段疏浚航道底宽 进入宁波一舟山港的航路可分为外航路和内 为３４０ｍ，南航道进港航道宽度在７００ｍ一５ ５００ｍ 航路两部分： 之间，北航道宽度从１ ６００ｍ至３ ７００ｍ。 外航路：外航路为船舶自东海国际航线直接 航道深度：虾峙Ｉ＇－Ｊ￣＇ｂ航道水深为２２．５ｍ（深水 驶至朱家尖岛东侧的上盘山灯桩东５ｎ ｍｉｌｅ处，转 航槽段）。南航道为自然水深航道，主航道大部 向至虾峙门东南口外引检锚地。 分水深在５０ｍ以上。 内航路：内航路可分为南、北两个航道。南航 １．２锚地 道为船舶经虾峙门、峙头洋、螺头水道、金塘水道 锚地现状：宁波舟山港是我国著名的深水良 抵达宁波一舟山港各港区；北航道为船舶经东霍 港，附近海域设有多处适用于不同功能，不同货种 山、太平山、金塘连岛大桥进入金塘水道、七里屿 船舶使用的锚地，见图１。 水道抵达宁波一舟山港各港区。南航道是宁波一 虾峙门北锚地：位于虾峙门口外海域，为船舶 舟山港的主要进出航道，２Ｏ万ｔ级以下船舶可全 引航、待泊锚地，锚地底质为泥，水深１７～２２ｍ。 ・３６・ 港口科技・通信与导航 虾峙门南锚地：位于虾峙门口外，虾峙门北锚 地南方，为船舶引航、待泊锚地，锚地底质为泥，水 深１７～２２ｍ。 交管系统，即“宁波ＶＴＳ”，通过雷达联网和信息 中心站对虾峙门至金塘水道内进出港航道、锚地 以及港区内船舶靠离码头进行信息化动态管理、 跟踪，保证各类船舶的航行更加安全畅通。 ２０１０年８月，宁波一舟山港核心港区深水航 路实施船舶“定线制”和“报告制”。 助航设施： 金塘锚地：位于金塘岛西侧，为船舶引航、待 泊和避风锚地，锚地水域宽阔，底质为泥，水深９．６ ～３９ｍ。锚地北半部分水域（以北纬３０。０１ １５”为 界）供相应吃水的危险品船舶锚泊。 １．３潮流 宁波、舟山深水港进港航道的灯桩、灯浮标等 助航标志、导航设备齐全。 １．５航道特点： １）南航道是宁波、舟山港大型及超大型船舶 的唯一进出航道，该航道一旦发生海上交通事故， 将给宁波一舟山港的港口生产带来严重影响。 ２）南航道中的一段虾峙门航道（虾峙岛与桃 海域潮流属非正规浅海半日潮流。涨潮主要 是由螺头水道经穿山水道和册子水道进入金塘水 道的涨潮流控制，落潮则是受杭州湾南岸的喇叭 口的落潮流控制。北仑港区潮流特点：流速较大， 涨潮最大流速为１４１ ｃｍ／ｓ，对应流向２７７。，落潮最 大流速２００ｃｍ／ｓ。大潮流速大于小潮。涨潮流平 均历时５ｈ４８ｍｉｎ，落潮流平均历时６ｈ３３ｍｉｎ。 １．４导、助航设施 花岛之间的航道）属于狭窄受限航道，最窄处宽 度只有７００ｍ。 船舶交通管理系统： 目前宁波海事部门已经实施以“虾峙门一峙 头一涂泥嘴一北仑山一游山”五站一中心的海上 ３）整个南航道弯曲复杂，转向点多，进出各 类船舶频繁，尤其是小渔船、挖沙船、黄沙船，对船 舶航行带来严重安全风险。 图１航道、锚地位置示意图 ２对超大型船舶实施护航拖轮监护的必要性 ｌＯ万ｔ以上的超大型船舶已达１ ３８３艘次，加上 进出舟山港区的超大型船舶，总数量超过１ ７３０ 艘次。这些超大型船舶全部从南航道的虾峙门航 道进出宁波一舟山港。按每艘船各进出虾峙门航 道一次，则总艘次超过３ ４６０艘次。按每年３３０ ２．１超大型船舶进出宁波一舟山港情况： 据统计，２００８年、２００９年进出宁波港的ｌＯ万 ｔ级以上大型油轮、矿石船、集装箱船数量如表１： 从表１可以看出，２００９年光是进出宁波港的 个工作日计算，则虾峙门航道平均每天需通航 ・３７・ 港口科技・通信与导航 ｌ０．４艘以上超大型船舶。考虑到船舶到港的不 国油轮“埃克森・瓦尔迪兹”在阿拉斯加瓦尔迪 兹驶往加利福尼亚洛杉机途中搁浅，该轮的８个 均匀性，超大型船舶进出的密度还要更高，并且每 年以２０％以上的速度增加。显而易见，２００９年是 金融危机严重影响的一年，一旦全球经济恢复后， 油舱破损。３万多ｔ原油溢出。对阿拉斯加１ １００ ｋｍ的海岸线造成了巨大的生态破坏，约４ ０００头 这一增长幅度将更加明显。 表１进出宁波港的１０万ｔ级以上大型 油轮、矿石船、集装箱船数量 ２００８年 ２００９晕 ２００９年比 （艘次） （艘次） ２００８年增长 大型油轮 ２Ｏ４ ２４８ ２１．６％ 大型矿石船 ２４６ ３１４ ２７．６％ 大型集装箱船 ６４１ ８２１ ２８％ 合计 １ ０９１ １ ３８３ ２６．８％ ２．２超大型船舶在虾峙门航道航行的安全风险 分析 随着进出虾峙门航道的超大型船舶剧增，发 生船舶碰撞、触底、搁浅等事故的可能性增大。因 为超大型船舶满载时质量大、惯性大、操作难、避 让困难（特别在狭窄受限航道），对航道中的小渔 船、黄沙船、进出港口的各类船舶等防不胜防，稍 有疏忽，容易发生碰撞事故，造成人员伤亡及财产 损失。另外，超大型船舶发生主机或舵桨失控等 突发性事件的可能性也增大。一旦失控，有可能 酿成严重后果： １）超大型船舶发生搁浅事故而堵塞航道，整 个宁波一舟山港内装卸的ＶＬＣＣ、大型集装箱班 轮、大型矿砂船不能按时出港，船公司遭受损失； 同时，虾峙门口外待泊的ＶＬＣＣ、大型集装箱班 轮、大型矿砂船不能按时进港装卸，港口生产将陷 入瘫痪，经济损失惨重。目前，宁波一舟山港吞吐 量排名世界前列，航道堵塞将对宁波、舟山、浙江 省乃至全国国民经济产生严重影响。 ２）超大型船舶发生搁浅或触底事故而产生 原油和燃油泄漏重大恶性事故。ＶＬＣＣ满载时载 有３０万ｔ原油，一般超大型集装箱船和矿砂船也 载有几千ｔ燃油，一旦在虾峙门航道发生大量原 油或燃油泄漏事故，这些原油或燃油将伴随潮起 潮落漂浮到舟山各个岛屿，污染东海渔场的生态‘ 环境，造成大量海洋生物死亡，并且严重影响舟山 宁波旅游环境。历史上有很多著名案例可以作为 前车之鉴： １９８９年３月２４日，载有约ｌ７万ｔ原油的美 －３８・ 海獭和３Ｏ万只海鸟死亡。 ２００２年ｌ１月１３日，装有７．７万ｔ燃料油的巴哈 马籍油轮“威望号”航行途中遭遇强风暴，船体损坏 导致近４千多ｔ燃油从舱底流出，形成一条宽５ｋｍ、 长３７ｋｍ的油带。污染最严重的海域，泄漏的燃油有 ３８．１ｃｍ厚。溢油污染了西班牙近４００ｋｍ的海岸线， 著名的旅游圣地加利西亚面目全非。 ２０１０年４月２１日，位于美国墨西哥湾的英 国石油公司租用的“深水地平线号”钻井平台爆 炸并沉海，造成１１名工作人员死亡，导致每 １３ ５ ０００桶原油泄漏海中。这起原油泄漏事故严 重威胁在墨西哥湾生存的数百种鱼类、鸟类和其 它生物，当地渔民赖以生存的捕捞业有可能遭到 毁灭性的打击，估计经济损失达几百亿美元。 ２０１０年７月１６日，大连新港输道发生 爆炸，导致１ ５００ｔ原油流海，严重污染大连附 近海域，造成巨大经济损失。 上述海上溢油事故所造成的严重后果让人们 触目惊心。为保证虾峙门航道水域通航安全，防 止船舶污染海洋环境，对超大型船舶实施护航拖 轮监护是非常必要的。 ３对超大型船舶实施护航拖轮监护的可行性 对超大型船舶实施护航拖轮监护，有两种方 式： ３．１ 常规大功率全回转消拖两用拖轮护航，见图 ２。这种方式主要由常规全回转拖轮伴随在超大 型船舶周围进行监护，可以提前发现小船或其他 船舶，避免大船与这些小船发生碰撞。同时当大 船发生险情时，拖轮可以在第一时间马上投入抢 险。目前宁波海事局已实施这种方案，根据宁波 海事局的规定，从２０１０年６月１８日开始，对载重 吨２５万ｔ及以上的超大型油轮进入虾峙门航道 实施拖轮护航，并要求配置５ Ｏ００ｈｐ以上全回转 拖轮（消拖两用船）。 据统计，油轮各类水上交通事故中，碰撞事故 占事故总数的７６％，远远高于其他事故。碰撞事 故是油轮交通事故的主要形式。可以推理，也是 其他超大型船舶交通事故的主要形式。采用常规 港口科技・通信与导航 大功率全回转消拖两用拖轮护航，可以大大减少 船舶碰撞的可能性，有效消除主要事故隐患。因 １０ｋｎｏｔ航速航行时所能发出的拖力只有零航速时 最大拖力的４０％左右。拖力的明显下降使得拖 此，该办法对避免船舶间碰撞事故是可行的。 图２常规全回转拖轮护航 ３．２大功率全回转护航拖轮监护。对超大型船 舶实施常规全回转拖轮监护虽然可大大减少船舶 碰撞事故的发生。但超大型船舶因主机、螺旋桨、 舵等设备发生故障、船舶处于失控状态，而船舶仍 以６～８ｋｎｏｔ速度惯性淌航时，常规全回转拖轮抢 险能力明显不足，原因如下： １）常规全回转拖轮与大船带缆时间不够：常 规全回转拖轮护航时，一般在大船四周警戒护航， 未与大船带缆，当大船失控时，要求拖轮与大船带 缆进行顶推或拖带，以控制行进中的大船。对于 突发性的大船失控，常规全回转拖轮根本没有足 够时间与大船带缆，同时也无法实施有效抢险。 ２）常规全回转拖轮跟随大船以较高速度（６ —１０ｋｎｏｔ）航行时，拖力下降很大，抢险时心有余 而力不足。常规全回转拖轮最大拖力一般在零航 速时最大，航速变大后，拖力明显下降，下表为 ４ ８００ｈｐ、５ ６００ｈｐ全回转拖轮分别在航速为零、 ６ｋｎｏｔ、８ｋｎｏｔ、１０ｋｎｏｔ时的最大拖力。从表２可以 看出，常规全回转拖轮在以６ｋｎｏｔ航速跟随大船 航行时所能发出的拖力只有零航速时最大拖力的 ６５％左右，在以８ｋｎｏｔ航速航行时所能发出的拖 力只有零航速时最大拖力的５０％左右，在以 表２常规全回转拖轮在不同航速时的最大拖力 零航速 ６ｋｎｏｔ ８ｋｎｏｔ １０ｋｎｏｔ 航速 航速 航速 ４ ８００ｈｐ ６２ｔ ４１ｔ ３４ｔ ２７．５ｔ ５ ６００ｈｐ ７０ｔ ４５ｔ ３６ｔ ２８ｔ 轮抢险能力大大减弱。 ３）常规全回转拖轮跟随大船以较高速度（６ —１０ｋｎｏｔ）航行并带缆抢险时，无法进行倒拖作 业。在这种情况下进行倒拖，容易发生拖轮主机 超负荷而熄火现象，造成拖轮失控，由此产生安全 风险。 ４）常规全回转拖轮缆机性能不能满足要求。 由于失控大船以６—８ｋｎｏｔ速度淌航，动能很大， 拖轮带缆救助时，瞬间拉力很大，要求拖轮缆机能 带工承受高载荷而非依靠刹车力，同时要求拖轮 缆机具有高速放／收缆绳的能力。否则，有可能发 生缆绳拉断或缆机损坏事故，甚至产生拖轮被大 船倒拖，严重时可致使拖轮倾覆。这种情况是非 常危险的。 Ｆ ＝拖船通过拖索作用于被拖的船的力 Ｆ ＝Ｆ ＝的操舵分力（横向） Ｆｂ＝拖Ｆｔ的制动分力（纵向） 仅＝被拖的船的横轴和拖索间的夹角 Ｂ＝被拖的船的中心线和拖船的中心线间的夹角 图３护航拖轮作业及所产生的力示意图 可见，超大型船舶失控时的护航，常规全回转 拖轮难以胜任，目前，最有效的办法是采用大功率 全回转护航拖轮监护。 所谓护航拖轮监护，是指拖轮发出的推力和 水动力的组合，产生操舵力和制动力以作用于拖 缆并达及被拖的大船（见图３），从而使本身失去 控制的大船得以重新获得控制，防止事故发生，确 保大船安全。 护航拖轮一般与大船艉部系缆，并与大船一 起航行。当大船突然失控时，根据引航员指令，护 ・３９． 港口科技・通信与导航 航拖轮可以马上进行抢险，采取适当的操舵力和 船型基本在２Ｏ万ｔ以下，而大型油轮船型在３２ 万ｔ以上的船舶２００８年为２艘次，２００９年为１艘 制动力，帮助稳向和减速，见图４。美国及欧洲许 多国家港口规定ＵＬＣＣ、ＶＬＣＣ、大型ＬＮＧ船进出 港口必须由护航拖轮强制监护。 图４护航拖轮实际作业图片 目前，挪威、英国、中东、墨西哥、美国等国家 许多港口护航拖轮已在使用中。因此，护航拖轮 的技术是可行的。 综上所述，在虾峙门航道为避免超大型船舶 与小船发生碰撞，采用常规全回转拖轮在大船四 周警戒护航是可行的。为避免超大型船舶因主机 舵桨故障大船失控而发生事故，采用护航拖轮对 超大型船舶实施监护也是可行的。将两者有机结 合起来，就能确保超大型船舶的安全航行，最终确 保港口生产和安全。 ４ 实施护航拖轮监护的方案探讨 表３设计船型一览表 船型 船舶ｔ级 总长 型宽 型深 满载吃水 备注 （ｍ） （ｍ） （ｍ） （ｍ） ４５万ｔ ３８０ ６８ ３４ ２４．５ 设计船型 ３ｏｏ ０ｏ０ ３３４ ５９．Ｏ ３１．５ ２２．２ 兼靠船型 各类 ２５０ ０ｏ０ ３３３ ５９船型 ．０ ２９．５ １９．８ 兼靠船型 １５０ ０００ ２７５ ４８．０ ２４．６ １７．１ 兼靠船型 ５Ｏ ００Ｏ ２２９ ３２．３ １９．１ １２．８ 兼靠船型 ４．１需要护航的超大型船舶船型 表３列出了宁波港４５万ｔ级原油中转码头 设计代表船型参数： 设计船型为４５万ｔ级ＵＬＣＣ油轮，兼靠ｌ５～ ３０万ｔ级ＶＬＣＣ油轮。 根据前面表１数据，２００８年、２００９年实际到 宁波港ｌＯ万ｔ以上船舶艘次为１ ０９１和１ ３８３。 其中，集装箱船船型基本在１５万ｔ以下，矿石船 ・４０． 次，即３２万ｔ以上的船舶相对较少。考虑到建造 护航拖轮的经济性，选择３２万ｔ油轮船型，作为 护航拖轮的监护船型，见表４。 表４进出宁波港２５万ｔ以上油轮数量情况 ２５～３０万ｔ ３０—３１万ｔ ３１—３２万ｔ ３２万ｔ 油轮 油轮 油轮 以上油轮 （艘次） （艘次） （艘次） （艘次） ２００８点 ７５ ４８ ２１ ２ ２００９生 ８７ ５３ ３３ １ ４．２护航拖轮操舵力：根据ＩＭＯ标准规范，３２万 ｔ油轮在１０ｋｎｏｔ航速时所需要的护航拖轮操舵力 为１３５ｔ～１６５ｔ。 ４．３ 护航拖轮船型及主参数：考虑到虾峙门外风 浪流较大，宜建造马力大、船舶长度较长、抗风浪 性能好、护航拖力大的拖轮；宜选择具有高减摇特 性、优良稳性特征、最大水动力拖带能力、经过船 模和实船试验证明的有较好抗风浪能力的船型。 根据目前宁波港拖轮使用经验，宜选择船长３９— ４０ｍ左右，功率选择应与操舵力１３５ｔ～１６５ｔ配套， 同时考虑到该护航拖轮既要护航３２万ｔ油轮，有 时也要护航４５万ｔ油轮，功率不应太小，建议选 用７ ０００～９ ０００ｈｐ。 ４．４全回转舵桨形式：护航拖轮要能跟随大船， 航速要求比常规拖轮高，一般要求１５ｋｎｏｔ左右， 同时，在６～８ｋｎｏｔ左右时能发挥出较大拖力。因 此，常规拖轮的ＦＰＰ全回转舵桨不适合护航拖 轮，宜选用ＣＰＰ全回转舵桨。 ４．５缆机要求：缆机具有高速放／收缆绳的能力、 可调刹车力、能带工承受高载荷而非依靠刹车力、 在驾驶室有缆绳张力显示等。 ５结束语 宁波一舟山港是中国最重要的港口之一。 随着越来越多超大型船舶在狭窄的虾峙门航道航 行，船舶碰撞、搁浅或触底而导致生产影响、环境污 染的风险越来越大。污染油回收清污费用昂贵，一 旦污染环境，需要很多年才能恢复环境平衡。为保 障宁波一舟山港的生产和安全，防止宁波一舟山海 域发生油污染是非常必要的，采用护航拖轮是一种 高效的减少虾峙门航道风险的措施。
