每年冬季，黄骅港航道口门附近都会在寒潮东北大风和涨潮流共同作用下堆积大量浮冰，影响进出口船舶的正常航行，甚至会造成冰困情况，进而可能发生船舶搁浅或碰撞防波堤事故。这会给船体造成较大伤害，也对船期和港口运营造成较大的负面影响。针对此类问题，提出预防进出口船舶发生冰困以及发生冰困后如何脱困的措施，一直是黄骅港引航站着重研究的课题。本文结合近年来黄骅港港区发生的一次较为严重的船舶冰困事件，以“迎流破冰”为主要手段说明船舶脱困的方法，旨在帮助本港船舶发生冰困后快速有效地脱困，供业内同人共同探讨。
1 黄骅港船舶冰困原因分析
黄骅港地处渤海水域，是全球纬度最低的季节性结冰海域之一。冬季寒潮侵袭时，受各种不利因素影响在本港附近水域极易形成大范围的冰区，进而导致进出港船舶陷入冰困局面。
1.1 导致船舶冰困主要因素
1.1.1 地域水文因素
黄骅港航道附近海域(38°20'N~39°00'N,117°55'E~119°00E)表层潮流类型为不规则半日潮。潮流流速由外海向近岸逐渐减小，最大流速100 cm/s至120 cm/s，平均最大流速约为40 cm/s至50 cm/s，涨落潮流平均最大流向分别为269°与89°左右[1]，其中，航道的口门附近254#浮筒至248#浮筒之间的水域(如图1所示)最狭窄且潮流最急，尤其在初涨潮1~3 h内变化多，变化快，最大流速约2 kn，受潮流影响此处的冰情最严重。受涨潮流影响，尤其是初涨时期，除了大量碎冰在口门处堆积以外，强大的涨潮流会使块状冰聚集堆叠在一起，最大厚度达1 m左右。如果进港船舶遇到这样的情况，很容易造成航速减慢甚至冰困，然后在涨潮流作用下向北偏航，造成搁浅事故。落潮时，堆积在航道北侧潜堤附近的大块冰层又会随着潮水从北向南漂向航道，虽然堆叠厚度只有30cm左右，但由于面积较大且流速很快，一旦进港船舶尤其是空载状况下遇到，很难把握航向致使向南漂出航道.。
1.1.2 气象因素
初冰期在12月上旬，以冰皮、尼罗冰、莲叶冰为主，盛冰期在12月下旬，以灰冰和灰白冰为主，冰困多数发生在每年的盛冰期2001年至2023年渤海海冰冰情等级具体见图2。由于受寒潮东北风影响，渤海湾北部乃至辽东湾地区的海冰被吹至黄骅港附近海域加上附近几条河流淡水冰漂流入海，在黄骅港两条航道口门附近大量堆积，厚度可达30 cm以上。由于涨潮流的影响和船舶航行、海浪的作用，海冰堆叠起来，某些区域堆叠厚度可达0.5 m左右，这种冰会对船舶的航行和靠泊造成较大的危害。航行船舶会降速，甚至发生冰困，如果海冰随潮水流动，那么冰困就可能造成船舶搁浅甚至是触碰防波堤等[2]
1.1.3 港区总体布局因素
黄骅港的天然条件不佳，航道是人工航道。由于航道的设计走向是东北、西南走向，而黄骅港水域冬季恰好盛行东北风，由黄骅港总平面图布置(见图3)可以看出整个内港区为喇叭形，较细的一端在码头作业区之外，码头作业区处于较宽的一端。流冰在潮水和东北风的作用下一旦进入防波堤区段不仅很难随流出去，而且不断集结加厚，对船舶在航道内航行和靠离泊作业影响极大。
1.1.4 海底地形因素
由于防沙堤堤头处地形急剧变化，位于新口门5 m等深线附近区域的水流也发生急剧变化!11，此外，在249#浮筒北侧的防沙堤在施工时留有一段缺口，流场极度不均匀，易形成狭管效应。潮流流速在此进一步加强，流冰也在此处大量聚集，因此形成厚度大、流速快的重冰区。
1.2 冰困的原因分析
1)直接原因:在寒潮带来的东北风和涨潮流双重影响下，大量浮冰在口门处堆积致使船舶很快失速。船舶进港前，黄骅港海域刚经历了寒潮大风天气，封港时间长达48 h，长时间的东北风将大量浮冰堆积在综合港航道口门处约2n mile，又因为急涨潮，所以大量浮冰堆叠，使冰层厚度达到1m左右。事故发生当时，黄骅港海域西北风达六级左右，航道北侧潜堤附近的浮冰在强风和西南流的作用下向航道一侧快速移动，压迫船舶在失速情况下又快速地漂向航道南侧，在发生冰困后面临搁浅在航道南侧边坡的危险2)间接原因:对航道的实时冰期资料掌握不充分。事发之前由于大风预警港口已经关闭一段时间，进港之前没有事先安排拖船巡视航道报告冰情，也没有安排拖船护航，再者事故发生在夜间，船长、驾驶员和引航员不能清晰地观察附近的浮冰情况。
2 脱困方法总结
适合黄骅港冰困船舶脱困的常用方法有迎流侧破冰法和拖带法。迎流侧破冰法适用于非搁浅的冰困船，拖带法适用于处于搁浅状态的冰困船。
2.1 迎流侧破冰法
迎流侧破冰法是指沿着船体首尾向，用一条拖船在迎流舷一侧全速顶推的破冰方式，或者用两艘同大小、同功率的拖船同时在迎流舷侧全速顶推的破冰方式(如图4所示)。这种方法一方面可以利用拖船的排出流将冰吹开，使流冰王船舶艏艉通过，而不是作用在船体上;另一方面可以利用拖船良好的操纵性能，提供抵抗冰压力的横向推力，大幅减轻作用于船体的冰压。
2.2 拖带法
首先要准确地计算拖力，其次要科学合理地选择拖力点和带缆方式，最后根据潮汐选择脱困时机，并注意被拖船运动的惯性影响，及时调整拖带方向。
2.2.1 拖力的计算
船舶发生冰困，多数情况下无法自力脱浅，应立即联系拖船公司实施拖带救助。拖带法离不开拖带拉力的计算，根据拖力可以选择拖船的功率和数量。
拖带所需的拉力公式为:
式(1)中:F为拖带所需的拉力;f为船底与海底的摩擦系数(底质为软沙时取0.30，底质为泥沙时取0.35，底质为坚硬的砂砾时取0.50，底质为岩石时取0.80~2.00[3]);AD为脱困损失的排水量。
2.2.2 科学合理地选择拖力点和带缆方式
拖船的效能高效发挥往往取决于拖力点和带缆方式选择的合理性。缆桩和拖力点的选择，存在选点合理性和有效化的问题，关系着整体脱浅救援效率的提升。因此，建议亲自上船勘察和掌握一手资料(避免艉缆桩安全负荷不足和拖力点安全强度不足)，根据实际情况选择最优方案，通常做法是用3个缆串联的方式布置龙须缆。
2.2.3 根据潮汐选择时机和拖带方向
昼短夜长、潮流复杂多变、船舶运动惯性是船舶脱困难度进一步加大的环境原因。
时间上，根据港区潮汐表可知，白天高潮时段仅4 h左右。这就要求引航员必须在有限的高潮时间内，结合现场综合研判，做好乘潮准备，准确抛锚，及时带缆(高潮前半小时带妥主拖缆)
方向上，由于受风流影响，船舶艏向处于持续变化中。这就要求拖船选取上风方向，并且艏向随之变化。
惯性上，船舶脱浅后，存在惯性，此时要特别注意以拖船车的使用为主、舵为辅来控制好拖力，同时关注船位、船速和环境变化，避免冲撞灯浮。
3 A轮脱困实例
现以A轮受困过程和脱困方法为例说明迎流测破冰法。
3.1 受困过程
此次事故发生为夜间，风向为西北风，风力六级左右，浪高1.5 m，涨潮期刚过。该轮在航道进港过程中，行驶到240#浮筒时没有遇到较多浮冰，航速保持在12 kn;过240#浮筒之后，航道开始出现浮冰;在250#浮筒时，浮冰突然急剧增多，在航道以及航道两侧连成一片，厚度达50~100 cm，且硬度很大。该轮航速在很短时间内减慢到1~2 kn，直至为0。此时电子海图显示，船位在航道中心处，这为被困以后采取补救措施和后续脱困提供了很好的基础。引航员根据船艏向和航向判断，此时已开始落潮，在西北风和落潮流的影响下，浮冰会快速向航道南侧流动，失速船舶在此合力作用下会快速向航道南侧漂移出航道，到南侧边坡发生搁浅事故。鉴于这样的不利因素，引航员当机立断命令船长抛下右锚2节稳定船位，并呼叫4艘拖船参与脱困救援。但是受风、流和冰的三重影响，2节锚链不足以抵抗风流冰合力，引航员又指挥多放了1节锚链以增加抓力稳固船位。随着时间推移，落潮流也逐渐增大，船身又出现向航道南侧移动的迹象，但考思到航道底部的宽度，引航员担心锚链过长船身会移动到边坡上发生搁浅，遂建议船长又抛下方错以固定船位。此时负责送引航员登轮的拖船赶到现场，引航员指挥拖船到船尾左侧位置顶推，防止船尾向航道南侧转动。但随着落潮流继续增大，船舶受到的向航道南侧移动的合力越来越大，已经不能有效控制船身向合力作用方向移动。虽然船长建议继续松长右舷锚链以增大抓力，但引航员考虑到随着落潮流不断增强，航道北侧浮冰还会继续堆积到船舶右舷，这样如果锚链太长，会发生锚链被冰挤断的风险。所以引航员只能指挥船长适当放松锚链，同时让拖船全速顶推，等待另外3艘拖船到达以后采取脱困措施。
3.2 脱困过程
在4艘拖船到达现场后，引航员考虑在左舷船首、左舷船中和船位位置各摆放1艘拖船顶推以控制船位。如果效果明显的话，还可以将船位向北侧平行移动，达到缓解锚链拉力的效果。另外1艘拖船在船身右舷负责破冰，以缓解浮冰压力，以便绞起锚。虽然拖船来回撞碎浮冰，但由于航道北侧浮冰面积过大，左锚能够被成功绞起，右舷锚链拉力太大，不能被绞起。针对这样的情况，引航员改变方法，将左舷船中位置拖船也放在右舷，2艘拖船将浮冰撞碎后，艏顶艏从船中向船首船尾方向对吹，将搅碎的浮冰从前后两个方向吹出去，减少浮冰对右舷的压力。经过一段时间的操作，再加上此时已经距离事故发生过去了4h，落潮流已经减小很多，在左舷2艘拖船的顶推下，船位向航道中心移动了将近40 m，迎流侧锚链也就是右舷锚链应力减少很多，成功将锚绞离海底。此时由于落潮，浮冰逐渐变得松弛，在拖船的协助下，船舶安全地进入航道并进港靠泊。此方法使用的两侧拖船数量不是定数，左舷拖船能稳定船位是关键，防止绞锚以后船舶搁浅，如果数量不够就等待增加拖船再迎风流侧破冰。
脱险后在航道航行时，用2艘拖船分别驶在大船的左右艏楼，傍在大船边一起前进，迎流侧的拖船功率可以小一些，背流侧的拖船功率要大一些(背流侧的拖船功率大可以更好地抵抗冰压)，船尾用1艘拖船顶推，如图5所示。其他拖船在回港的同时在大船的前面破冰，只要保持船速正常航行即可。
4 冰困的预防
4.1 技术上的预防措施
首先，引航员必须全面掌握港区水文气象信息和冰情，并根据港区水文信息特别是潮汐信息制订进出港计划和靠离泊计划，尽量避免夜间进出港。
其次，冰情严重时，必须申请拖船破冰和护航(功率小的船舶要在防波堤口门处安排拖船随船护航)。1艘拖船在前面破冰开道1艘拖船在口门处来回破冰应急。依据黄骅港航道长且窄、流急、冰多的特点，护航拖船协助分为空载和重载两种情况。空载条件下如果船舶受冰挤压减速，可让拖船在背流侧顶推船首，控制航向不被挤出航道。重载船舶可直接让拖船在船尾正中位置顶推增加航速抵消浮冰造成的减速情况。这两种操纵方法在黄骅港得到广泛应用，并取得很好的效果。
再次，要注意船舶压载，一般做法是通过增加船艉吃水来增加螺旋桨推力，且进出港时船舶一直保持进车状态，防止螺旋桨被聚集船尾的海冰损坏。
最后，一旦发现大面积冰流，为防止冰困用抛锚(抛锚不仅可以固定船首，还可以阴止船首进一步搁浅)和拖船顶推方式固定船身;为避免船尾搁浅(船尾搁浅比船首搁浅造成的后果严重原因是船尾搁浅会给螺旋桨和舵带来的伤害)，用拖船顶推固定船身，拖船顶推的部位一般为船舶左右舷的中后部。经验做法是同时利用右锚和拖船左侧顶推。这样可以有效抵抗流冰，维持船身姿态和位置，使船身损失降到最低[4]。船舶一旦被压出航道，应立即抛下迎流侧的锚，以固定船位和稳定船首。
4.2 管理上的预防措施
在海事管理上，要做到实时监测和预报冰情，并做好新口门处和249#浮筒处破冰;在港口调度上，要结合潮汐表安排船舶的进出港时机(尽量安排船舶在白天气温相对较高的落潮时进出港);在体制机制上，建立航行预警和港口海事部门的应急联动机制，以及引航员技术培训和心理培训的长效机制;最后，根据实地测量水深和现场观测海流风浪情况以及高潮和低潮时间，会同相关部门一起拟定引航方案[5]
5 结束语
冰困事故对船舶和港口的危害是巨大的，港口相关部门要合理安排进出港时机，安排足够的破冰力量预防事故的发生。脱困方法因水文气象、环境和时间不同，其应急处置方式和脱困方法也不尽相同。当地海事部门和引航管理部门应因地制宜加强对冰困预防的技术培训，重视相关案例的总结，理经验教训，注意情景意识的长期培训，为类似险情提供参考。
参考文献：
[1]邹曾祥.浅谈黄骅港冰困船舶的脱困方法及预防措施[J].航海技术,2024,(04):17-20.
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