深圳西部港区设立大型船舶应急锚地的必要性及建设方案探讨

文摘   2024-08-20 00:00   上海  



深圳港是当前世界上集装箱吞吐量最大的港口之一,近年来随着船舶的大型化发展和通航密度的增加,该港口的港航安全生产受到了很大威胁。为保障港口的通航效率并保证码头正常运转,建议在西部港区设立大型船舶应急锚地。

1 深圳西部港区基本情况

深圳西部港区位于珠江入海口伶仃洋东岸,通过珠江水系连通珠江三角洲,向南直通港澳地区,水上交通十分便利,主要包括蛇赤湾、妈湾、大铲湾和友联修造船厂等港区。该港区西部水域狭窄,潮流速度较大,深水锚地资源较少;航道多为人工开挖航国、道,可航宽度较小,船舶交通密度较大。

1.1 码头分布概况

西部港区内的泊位有集装箱、散杂货、危险品、客运和修造船等多种,共82个,其中集装箱泊位最多,为28个。大型船舶作业泊位主要分布在蛇口、赤湾、马湾和大铲港区。

1.2 锚地分布概况

西部港区内共有10处锚地,详细的锚地信息见表1。锚地分布较为分散,且大多是小型船舶锚地;大型船舶锚地只有大屿山1号锚地,距离西部港区较远,目前主要供大型船舶待泊、防台和检疫等使用。锚地地质除了货船锚地是泥沙,其他均为泥底.。

1.3 航道概况

港区出海航道有3条,其中:第一条经香港东博寮水道、马湾水道和龙鼓水道(暗土敦水道)进入西部各港区航道,可达各自港区:第二条由珠江口经大濠水道直接进入铜鼓航道,再通过西部公共航道或西部港区各自航道到达各自港区;第三条是供5 000 t以下中小型船舶及空载大型船舶使用的航道,中龙鼓西水道进入西部各港区航道,并可达各自港区,也可经大铲水道、矾石水道或公沙水道驶往广州方向。90%以上的大型船舶途经香港,从龙鼓水道进出西部各港区:其余大型船舶从铜鼓航道进出。铜鼓航道为人工开挖航道,由南航段、中航段和北航段组成,全长12.8 km,设计宽度为270 m,水深为17.5 m,全天候实施单向通航。

1.4 水文气象条件

1.4.1 水文条件

潮汐及潮流:深圳西部港区的潮汐为不规则半日潮,最大潮差为3.44 m,平均潮差为1.36 m。主航道最大涨潮流的速度为1.48m/s,流向为350°:最大落潮流的速度为1.91 m/s,流向为150°。

1.4.2 气象条件

1)风况:深圳港全年盛行东南东风和北北东风,其次为东北风和东风,受季风影响,冬季多为东北风,夏季为东到东南风,全年平均风力大于6级的有7.7 d。

2)雾况:年平均雾日12 d,水平能见度小于1 000 m的雾日6.4 d,主要集中在冬季和春季。

1.5 历年到港申请引航的船舶量及集装箱吞吐量

1.5.1 西部港区引航船舶

西部港区承担深圳港约2/3的引航任务,主要以集装箱班轮为主,集装箱吞吐完成量占全港的1/2。据统计,2016年西部港区的引航船舶达到近些年的峰值17 545艘次,随着船舶朝大型化方向发展,引航艘次出现少量下滑,但集装箱吞吐量却在稳步攀升,2015年1 258.32万TEU,2022年达到了1550.05万TEU,见图1。


1.5.2 铜鼓航道引航船舶

据统计,经铜鼓航道引航进出西部港区的船舶从2015年的788艘次到2020年的1743艘次,5a内数量增长1倍多。2021-2022年受内外部因素影响,引航艘次出现了一定的下滑,但随着铜鼓航道的通航条件不断改善和20万吨级船舶实现全天候通航,未来企业对铜鼓航道的需求量将进一步增加,预计铜鼓航道引航船舶量将会稳步增加,见表2。

2 大型船舶应急锚地设立的必要性

2.1 满足大型船舶应急处置的需要

据海事部门统计,2015-2021年西部港区大型船舶(吃水超过港区内现有锚地水深的船舶)机电设备故障时有发生,2016年高达48起,最少的2018年也达到了31起,其中:故障船舶发生的故障以主机故障为主,偶有失电和舵机,失灵等故障发生:发生故障的地点有码头前沿和航道内,对港区的安全、航道的通航效率和码头运营造成了很大影响。近几年的数据分析显示,故障船舶发生故障时的位置集中在蛇口集装箱码头 (SCT)、赤湾集装箱码头(CCT)、妈湾集装箱码头 (MCT)和公共航道区域,较集中在蛇口警戒区附近,见表3。

2019-06-27的1230,“DHT HAWK”轮(长333 m,宽60 m,吃水6.5 m)计划从友联8泊位离泊,由2艘拖船护航经铜鼓航道出口航行至铜鼓航道T11和T12灯浮时,主机发生故障,无法继续航行,船舶一旦在铜鼓航道搁浅,后果将非常严重。经过引航员正确处置,将船舶稳定在了铜鼓航道内,后经从港内增派拖船,将其拖航至大屿山1号锚地抛锚检修,耗时近4h,此次故障导致铜鼓航道封航4 h。

2022-01-27的1100,“MSC REBECCA”轮(长243 m,宽32.2 m,吃水9.8 m)从大铲3泊位离泊经铜鼓航道出口航行至大铲航道南端时,其主机和发电机同时发生故障,受落潮流的影响,船舶漂移至公共航道,船方确认无法短时间内修复,需要回码头检修,在4艘大功率拖船的协助下,于局限水域内完成了掉头;由于没有应急锚地,只能克服各种不利因素,最终回靠大铲湾码头;船舶修复后于次日1530离泊,该故障导致航道临时管控近5 h,多占用泊位超过20 h,严重影响了其他船舶的进港计划,降低了航道的通航效率和码头的运营效率,

上述2起船舶主机故障给码头和航道通航都带来了严重影响,给船舶和港口带来了安全隐患,如果港区附近有锚地供故障船舶应急锚泊,影响将会减小。

2.2 改善西部港区通航环境复杂性和局限性的现实需求

1)由于西部港区可航水域受限,从友联船厂南端到警戒区南边界只有4nmile,且可航水域的宽度较窄,同时港区内航行船舶密度较大,故友联船厂的试航船无法在港区内试航。为满足坞修船舶试航需求,只能经铜鼓航道将船舶引航至桂山水域,由于试航船舶的故障发生率较高,而港区缺少应急锚地,给驾引人员带来很大的安全操纵压力。

2)目前铜鼓航道属于单向航道,且不允许2艘及以上船舶在航道内并行,有时出现船舶无法按原定计划进入铜鼓航道的情况,从而降低了铜鼓航道的通航效率。

3)龙鼓水道锚地位于蛇口警戒区以南的香港水域,在龙鼓水道西侧,可以满足2艘船舶抛锚(不限船舶种类)。历史上,当进出深圳西部港区的船舶发生故障或有应急抛锚需求时,深圳港引航员往往引领船舶到该锚地抛锚。近年来香港海事处严加管辖该锚地无论何种情况,即使是船舶发生故障或失控,只有香港引航员在船时才允许抛锚。当船舶在深圳水域发生故障需要应急抛锚时,深圳港引航员无权引领船舶到龙鼓水道锚地抛锚。

2.3 深圳港口远期规划必备的硬件条件

根据《深圳港总体规划(2035年)》西部港区发展以集装箱运输为主,兼具邮轮、客运,以及部分散货、成品油、液体化工品、杂货运输和修造船等功能的综合性港区,利用岸线优势扩建更多深水泊位供船舶停泊,进一步优化航道水深和宽度,将20万吨级集装箱铜鼓航道和西部公用航道拓宽至475 m,加深至17.5 m,兼顾15万吨和7万吨级船舶双向通航,能满足更多大型船舶全天候进出深圳西部港区的需求,减少船舶的候泊时间。据预测,港口货物和集装箱吞吐量到2030年将分别达到4.0亿t和4 000万TEU,港口规模将达到世界一流水亚[1]。

综上所述,随着港口规模的不断扩大,铜鼓航道的进一步拓宽、浚深和放开使用,进出西部港区的大型船舶将越来越多,西部港区对大型船舶应急锚地的需求越发迫切。原因是:(1)若大型船舶在港区内发生故障,不论安排多少艘大功率拖船将其拖回码头或稳住船位后在航道临时抛锚,风险都较大;(2)若船舶进入铜鼓航道后发生故障,只能通过拖船协助将其拖至大屿山1号锚地,存在较大风险:(3)故障船舶长时间占用泊位和航道资源,会影响其他船舶的航行和靠泊,对港口的正常运营造成严重影响,若故障船舶能在港区水域锚泊,将给修理工作带来便利;(4)若船舶在进入铜鼓航道后发生故障,则铜鼓航道需被迫实施封航,这样既会降低铜鼓航道的使用率,又会影响其他船舶的船期;((5)鉴于西部港区锚地的现状,可供大型船舶抛锚的锚地只有大屿山1号锚地,且其距离西部港区较远,往往无法满足该区域船舶的锚泊需求。

3 设立大型船舶应急锚地的可行性分析

3.1 建设应急锚地的设想

3.1.1 应急锚地规划选址

《海港总体设计规范》要求应急锚地应尽量靠近港口,天然水深适宜,海底平坦,锚抓力好,水域开阔,风浪流较小,便于船舶应急使用,远离礁石、浅滩,具有良好的定位条件。结合西部港区水域的实际情况,建议设立以下2处锚地供大型船舶应急使用。A锚地:根据故障船舶数量统计结果,蛇口警戒区附近是船舶故障高发区。建议在公共航道1号灯浮和铜鼓航道T22号灯浮西侧连通铜鼓航道和公共航道划定足够的安全水域设立应急A锚地(见图2)。


B锚地:考虑到若船舶进入铜鼓航道后发生故障,受航道宽度限制,无法掉头回港区日无法就近抛锚,只能通过紧急处理或在拖船的协助下继续沿铜鼓航道航行;同时,考虑到铜鼓航道与广州伶仃航道交汇水域附近交通流复杂,船舶密集,航行安全隐患较大,建议在铜鼓航道T1号灯浮和T3号灯浮东侧连通铜鼓航道和伶仃航道划定足够的安全水域设立大型船舶应急B锚地(见图3)

为方便船舶进出锚地,A锚地从货船锚地的南边界线向西南和铜鼓航道T20号灯浮向西北延伸与锚地圆形水域连接,B锚地从广州?号灯浮向东北和铜鼓航道T5号灯浮向东南延伸与锚地圆形水域连接。图3中的锚地水域作为A锚地和B锚地的过渡水域与锚地、航道连通,其将疏浚至底标高与航道一致(均为-17.5 m)的水域。为了减小锚位的误差,在A锚地和B锚地的圆形区域中央设置一座虚拟AIS(Automatic ldentification System)锚标,方便驾引人员识别和使用。

3.1.2 锚地水域大小和规模

日前进出西部港区的大型船舶船长大多集中在200~400 m,以目前世界上最新一代400 m集装箱船为例计算,根据深圳港引航作业标准风力小于6级的需求(即超过6级风时停止引航作业),结合单锚泊出链长度S的经验公式S=3h+90(风速8级,h为锚地水深)和应急锚地的设计水深,锚出链长度总长约为142.5 m。考虑到锚链孔与船首之间的距离和锚链的垂荡部分[2,船舶抛锚后的旋回半径最大不超过540 m。考虑到抛锚过程中定位的偏差、大型船舶操纵困难和未来船舶大型化发展,将A锚地和B锚地设计为直径d=1.2n mile的圆形水域,锚地可满足20万吨级(400 m长的集装箱船)单艘船应急锚泊需求。3.1.3 锚地底质、风况和水深

参照相邻水域铜鼓航道的底质情况,A锚地和B锚地的底质为泥,风况如1.4.2所述,设计水深与铜鼓航道的水深一致(为17.5m )

3.2 应急锚地建设和使用存在问题的思考

1)根据目前的海图资料:A锚地水深为0.8~3.2 m,有多处浅滩,疏浚时是否需要炸礁须进一步研究:B锚地水深为3.3~6.0m。2个锚地疏浚挖泥量较大,耗时较长,项目费用高,后期需要专业部门测评在使用过程中的回淤量并定期进行清淤。

2)香港液化天然气支线管道与A锚地的距离约为500 m,与B锚地的距离约为100 m,目前并无影响;施工和建成后使用中是否对其产生影响,施工前期将会同相关部门进一步论证。

3)B锚地有部分水域属干广州海事局管辖,须与广州海事相关部门沟通协调。B锚地由干靠近广州伶仃航道目没有内伶仃岛的天然遮挡,退水流较急,在应急锚泊时须结合当时的流况加抛锚链确保锚泊安全。

4)为使锚地与航道的过渡水域清爽,2个应急锚地靠近航道侧的浮标需要移除,为使进出锚地安全、高效,将与航标部门研讨

调整航标位置,设置AIS航标或虚拟航标,5)鉴于西部水域的气象条件较为复杂,交通密度较大,在应急锚地实施抛锚作业难度较大,尤其是在船舶发生机械故障之后,操纵难度会更大。为保障大型船舶在应急锚地安全作业,引航部门需协同海事部门制订详尽的安全保障措施,如按照船舶吨位配备足够功率的拖船协助、对锚泊附近水域交通流加强戒备和锚泊后值守等。

6)环评问题,需要考虑到该水域是珠江口白海豚保护区。

3.3 锚地建设可行性分析结论

通过对深圳西部港区的水域条件、通航安全、管理要求和锚地建设难度等进行分析,并对上述相关问题进行思考可知,在该水域建设2个应急锚地A和B是可行的。

4 结束语

本文结合多年在深圳西部港区的引航经验和其他引航员反映的常见问题,从多个方面分析和闻述,认为在西部港区设立大型船舶应急锚地是应对故障船舶的有效措施。港口的发展与安全通畅的通航环境密不可分,应急锚地的设立能弥补西部港区长期以来存在的短板,在一定程度上满足应急锚泊需求,达到提升航道通航效率和码头运营效率、促进深圳西部港区安全管理的目的,助力深圳港建设成为世界一流港口。


参考文献:

[1]孙丽辉,黎同交.深圳西部港区设立大型船舶应急锚地的必要性及建设方案探讨[J].航海技术,2024,(04):21-25.

作者简介:

孙丽辉,一级引航员,深圳港引航站

黎同交,高级引航员,深圳港引航站


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