日照港岚山港区现有4个30万吨级原油码头，是我国大中小泊位配置齐全的亿吨级原油集散地。自这些原油码头投入运营以来日照引航站已安全引领超大型油船 (Very Large Crude CarierVLCC)5 200余艘次。岚山港区深水航道分2期建设，其中:-期可乘高潮靠泊吃水小于20.5 m的重载VLCC;二期可乘高潮靠泊满载30万吨级VLCC，以及乘低潮靠泊吃水小于20.0 m的VLCC。在乘低潮进港靠泊时，由于船舶的富余水深较小，引航操纵难度和风险相比其他情况明显增大，但对发挥泊位效能、提高航道通过能力和缓解码头的靠泊压力具有积极作用。
1 岚山中作业区深水航道、泊位概况和水文特点
岚山中作业区深水航道(见图1)总长约42.8 km，宽390 m，航道由内向外分为2段，其中:AD段长26.8 km，设计底高程-22.4m(当地理论最低潮面，下同);DE段长16 km，设计底高程-22.5 m。该航道浮标编号为301#~374#，浮标较多，在301#、323#、350#和365#等特殊位置设有雷康。
VLCC“哈特勒斯”轮所靠泊位为实华油6泊位，所在码头为蝶式结构，泊位长500.7 m;码头顶面高程为13 m，泊位走向为040或220°，布置有4个靠船墩，中间2个靠船墩护舷的最小间距为100 m，设有6个系缆墩;码头靠泊平面与头尾缆系船墩之间的距离为54 m;码头前沿的有效长度为440 m，停泊水域宽120 m，设计底高程-23.8 m;回旋水域为椭圆形，长轴长850 m，短轴长670 m,
设计底高程-23.3 m[1]。岚山港区潮汐比值为0.32，属正规半日潮型，平均潮差为3.4 m，最大潮差为6.0 m，潮流基本上为往复流，岸边潮流平行于海岸，潮流按逆时针方向旋转，涨潮主流向为SSW~WSW，落潮主流向为NNE~ENE，均与航道斜交。涨潮流速大于落潮流速，高潮之后1 h转为落潮流，约3 h之后落潮流速最大;低潮情况类似。涨潮期中作业区口门附近难以生成大范围的回流，使得原油码头水流的归顺效果较好。中作业区围填形成的陆域占据了很大范围的水域，涨潮流绕过岚桥防波堤堤头之后，在中作业区陆域南护岸前沿形成涨急分流点。中作业区陆域与岚桥防波堤形成中作业区内港池的口门，该口门的涨潮主流来自中作业区陆域南护岸前沿的北上涨潮流分支，流向与口门朝向成大角度斜交状，该涨潮流经过中作业区陆域东南角之后，在两侧分别形成回流区，回流范围较小，其中:北侧回流逆时针旋转;南侧回流顺时针旋转。落急时，南作业区东防波堤背水侧出现逆时针旋转的回流，回流中心距离导流堤轴线约960 m。中作业区内落潮流受口门区落潮主流(西南往东北方向)的影响，大部分融入口门外侧落潮主流;小股潮流贴中作业区陆域南护岸前沿西行。落潮流在岚桥防波堤背水侧形成逆时针旋转的回流区，主流绕过岚桥防波堤堤头之后流向东北方向(见图2)。
岚山中作业区深水航道纵流速度极值为0.91 m/s，横流速度极值为0.51 m/s。码头前沿纵流速度极值小于0.71 m/s，横流速度极值一般不超过0.22 m/s[2-3]。
2 VLCC的操纵特性
VLCC在结构上具有几何尺度大、质量大、方形系数大和主机功率与吨位的比值小的特点，因此具有以下操纵性能。
1)重载VLCC的排水量和惯性大，单位排水量分配的主机功率小，变速操纵不灵敏，停车冲程和倒车冲程较大。
2)VLCC的能面积与船舶纵向面积之比仅为1/75~1/65，舵力与水动力之比较小，目船舶转动惯性大，对舵的反应能力差，导致VLCC既不易改变航向，又不易保持航向，因此在操舵时要早用舵、早回舵、早压舵，用大舵角。若需改变航向，则应及时压舵，施舵之后船首开始偏转，以到达新的航向。
3)由于船型尺度较大，浅水效应和岸壁效应比较明显，相同航速 下VLCC的下沉量相比小型船舶明显增大。停车淌航之后失去舵效的船速较高，淌航状态下船速约为3.5 kn时就会丧失舵效。
4)重载VLCC吃水大，其操纵性受流的影响较大。在进港靠泊过程中船舶运动呈减速状态，目随着船谏的下降，流场对处干运动状态船舶的影响会越来越明显。因此，VLCC在码头前沿靠泊时，一般选择在平流或微顶流状态下靠泊，目流向与码头走向之间的夹角应尽可能小
5)重载VLCC因方形系数较大，在受限水域富余水深较小，虚质量比同尺度集装箱船大很多，对拖船的响应慢很多，尤其需要注意
3 重载VLCC乘低潮靠泊引航方案
2023年10月29日，“哈特勒斯”轮乘低潮靠泊实华油6泊位。该船长333.0m，两柱间长321.9 m，宽60.0 m，载重量为297 637.6t，排水量为311 316.5t，吃水为19.8 m。当日气象条件:偏南风3级;浪高0.5 m;能见度良好;低潮时潮高为66 cm。
3.1靠泊窗口分析
按照以往靠泊减载VLCC的操作规程，引航员于低潮点前3 h在岚中引2引航点登船。由于在航道内顶流航行，且落流航行时船舶富余水深较小，主机负荷较大，全速航行时船速一般在10~11kn，需要2 h以上时间才能抵达实华港池(即370#浮)。靠泊操纵时船舶仍处于较弱的落流场中，这对其靠泊是有利的，
3.2风流的影响、拖船的配置和使用
VLCC入泊时，其纵向速度可通过主机控制，横向速度和入泊态势由拖船协助控制。因此，要根据船舶尺度、吃水和外部环境(风、流等因素)配备相应数量和功率的拖船对VLCC的运行进行有效控制。
3.2.1风压力和流压力的影响
1)风压力的计算公式为
式(1)中:Fa为风压力，N;pa为空气密度，常温下取1.225 kg/m?,Va为相对风速，m/s;Ca为风压力系数;AT为船舶水线以上正投影面积，m2;AL为船舶水线以上侧投影面积，m2;θ为相对风舷角，(°)当船舶受最不利横风(东南风)的影响时，风舷角取90°，式(1)可简化为
式(2)中:Famax为横向风压力，N;Cay为横向风压力系数。通过FLUENT仿真和sherwood公式计算得出了VLCC橫向风压力系数Cay与风舷角θ的关系曲线，见图3。
从图3中可看出，当风舷角为90“时，横向风压力系数为0.8~1.0。赵妍等!通过计算得出30万吨级满载VLCC的横向受风面积为4600 m，《日照引航站安全管理规定》给出的重载VLCC作业的临界风速为7级(小于17.1 m/s)，结合式(2)计算出最不利风压力Famax=823 865.2 N.
2)横向水动力(最不利横流压力)Ywmax的计算公式为
式(3)中:pw为海水密度，取1 025 kg/m?;cw为横向水动力系数;v为相对流速，m/s;L为船舶两柱间长，m;d为船舶吃水，M.
赵月林通过VLCC船模试验绘制出了VLCC的横向水动力系数Cwy与漂角β的关系曲线，见图4。
从图4中可看出，横向水动力系数随漂角的增大而增大，当漂角为90°(左正横来流)时，横向水动力系数达到最大，根据水深吃水比H/d=1.1查得Cwy=4.8，结合式(3)得到Ywmax=758 868.7 N。计算“哈特勒斯”轮在最不利横风和横流影响下所受合力，可得Fmax=Famax+Ywmax=1 582 733.9 N。
3.2.2拖船的配备情况
此次作业为右舷靠泊，将岚港拖62(带缆)和日港拖19置于左舷船首，将岚港拖63(带缆)和日港拖20置于左舷船尾，将岚港拖10和岚港拖11分别带在右舷船首和右舷船尾(见图5)。
所有拖船都是ZP型拖船，即每100马力(1马力~0.735kW)可提供1.25x9.8kN的顶推力。实际工况按额定功率的90%计算拉力按顶推力的90%计算，各拖船的顶推力和拉力见表1。
左舷拖船的总推力为2 940 kN;右舷拖船的总推力为1 225 kN。当风、流从左侧来时，需要岚港拖62和岚港拖63放缆垂直拖带，配合右舷拖船岚港拖10和11顶推，作用于大船上的合力为2 548kN，为Fmax的161%，完全能到达抵抗最不利横风、横流的要求。
3.3靠泊操纵要领及注意事项
船速、船位和靠泊角度是靠泊三要素。要采取适合当时情况和环境的操纵方法，确保VLCC安全靠泊,。
3.3.1控制船速
船速控制要贯穿于整个引航过程。若VLCC进入泊位外档前速度过快，往往需采取全速倒车等紧急措施才能控制住船舶，而在大车倒车螺旋桨侧压力的影响下，船首会明显右转且偏转速率逐渐加快，使驾引人员陷入被动局面。在码头前沿缓速入泊可使引航员有充足的余地操纵船舶，可大胆用车施舵，因为船舶对车舵的响应速度明显快于对拖船的响应速度。另外，一旦发生主机故障，用拖船拖曳、抛锚都能有效协助大船紧急制动。因此，要把控好“哈特勒斯”轮进港减速时机，在确保通航安全的前提下，准时抵达实华港池。
在为准备靠泊而需减速的最初下令时机，除了应考虑船舶原有速度、装载吃水和主机功率等因素以外，还要考虑港域、航道环境和风流等外界因素的影响[101。“哈特勒斯”轮乘落潮流进港时处于顶流状态，降速快，控速时机可略晚一些。一般来说，大船抵达350#浮时应开始减速;抵达356#浮时应带妥4艘拖船，船速约为10 kn;抵达365#浮时距离泊位2.4n mile，船速约为6 kn(见图6中的位置(1));抵达370#浮时距离泊位0.8n mile，船速约为3.5 kn(见图6中的位置(2));抵达停船点前(见图6中的位置(3))，将前进速度控制在1.5 kn以下，并在较短的时间和距离内用较低的倒车速度将船停住。对于给定的船舶，其停船距离取决于倒车前船舶余速、主机功率和转速等。对于老龄船和主机功率较小的船舶而言，更要注意余速控制。
3.3.2摆好船位和靠泊角度
在“岚中引2”登船点西侧140 m处有1个水深为20 m的水深点，重载VLCC乘低潮进港靠泊时，富余水深较小，引航员上船之前应及时提醒船长远离该位置。大潮迅低潮前3h落流急，航道段流压大，在进港过程中要密切关注风流压差的大小，预配风流压角并调
整好船位，避免大船被流压出航道而出现触底和触碰浮筒等情况。1117时，“哈特勒斯”轮过370#浮，船速为3.4kn，船首向为255°，受左舷落流的影响，航迹向为266°(图6中的位置(2)流压差较大，此时不建议为调整航迹向而向左调整航向。一方面，随着“哈特勒斯”轮接近实华油6港池，受岚山港南防波堤的遮挡落潮流会大幅减弱;另一方面，向左调整航向会使初始横距变大，根据测深仪的测量结果，此时富余水深仅3.5 m，重载VLCC水下侧面积较大，横向移动时所受阻力较大，过大的横距会使靠泊时间过长，且大潮汛回流快，一旦“哈特勒斯”轮右舷受到涨水影响，仅凭左侧4艘拖船平推入泊会非常困难。较为理想的入泊状态是“哈特勒斯”轮过370#浮之后，调整其航向，使其船首对着实华油6泊位前端的灯桩;当“哈特勒斯”轮到达图6中的位置(3)时，因其转心仍在船中以前，令左舷船尾拖船日港拖19和岚港拖63丁字形顶推“哈特勒斯”轮，使其缓慢左转，入泊横距一般在200 m左右为宜。
3.3.3合理控制横向靠泊速度
栈桥式码头不能阻挡横向移过来的水体，在船体内舷与所靠泊位之间不能产生排斥船体的水压，且栈桥式码头所能承受的冲击强度弱于岸壁式码头所能承受的冲击强度。因此，在顶推入泊过程中，引航员应合理控制VLCC临近泊位时的横移速度。要合理使用内.外舷拖船，使VLCC的横移速度随时间呈马鞍形变化，且在每个阶段都要控制好横移速度，不能仅在最后时刻通过拖船遏制。即使要求30万吨级重载VLCC靠泊横移速度不超过5cm/s，其对碰垫的动能375.0 t.(m/s)，
也较大，尤其是对于高桩蝶形码头而言。一般来说:当横距为100 m时，横移速度控制在20cm/s为宜;当横距为1倍船宽时，横移速度控制在15 cm/s为宜;当横距为30 m时，横移速度控制在10 cm/s左右为宜;当船舶贴靠码头时，尽可能做到平贴泊位，且横移速度控制在2~5 cm/s为宜。
4其他靠泊风险及注意事项
船舶乘低潮靠泊时，尤其是在大潮讯时期，低潮潮高较低，富余水深较小，引航员在制订引航方案时就要规划好各航段的船速掌握船舶的下沉量。郝庆龙等!1]指出，对于方形系数约为0.8的超大型船舶，当其在港内浅水区航行时，首选Huuska/Guliev公式计算船速，计算结果误差最小。日照海事局交管中心规定，在船舶交通服务(Vessel Traffic Service,VTS)管辖区内，船舶航速不得超过12 kn。若“哈特勒斯”轮以航速12 kn进港航行，则其最大下沉量为
式(4)中:Cs为系数，取2.4;Δ为船舶排水量;Lpp为两柱间长;Frh为水深弗劳德数(,其中Vs为船速;g为重力加速度，取9.8 m/s;h为水深。经计算，Frh2=0.4);K为修正数(在非限制性水域通常取值为1.0)。计算得到S=1.26
由此可计算得到船舶富余水深为2.0 m，即大船乘最低潮位0.66 m，以12.0 kn的航速进港，仍有2.0 m的富余水深。引航员登船之后仍要密切关注测深仪显示的富余水深。当大船过343#和344#浮时，航速达到最大11.4kn，航道水深为22.4 m潮高为175 cm，艏艉测深仪显示富余水深分别为3.1 m和4.0 m。
岚山港区水域通航环境复杂，渔船碍航问题严重。岚南航道126#浮至南防波堤、中作业区深水航道360#浮至实华港池和岚北航道全段是山东海事局公布的首批商渔船碰撞高风险警示区。渔船在航道内拖网、抢大船船头现象经常出现，重载VLCC在进港时受航道外水深限制，往往很难避让碍航渔船，引航风险较高。因此，驾引人员要加强值班瞭望，对大船周围的渔船保持高度警惕，结合当时的通航环境、渔船的动态和本船的操纵性能等，采取最有效的避让措施，以用车避让为主，并及早鸣笛示警，同时安排2艘不带缆的拖
船和引航艇在大船前方驱赶碍航渔船，从而避免碰撞事故发生。大船进入航道之后，若突然能见度变差不满足作业要求，或码头发生紧急情况不满足靠泊条件，如大船尚未航行到328#浮，则根据所处位置择机向左或向右驶出航道，中止靠泊作业。若大船已驶过328#浮，则充分利用便携式导航仪、雷达和船舶自动识别系统(Automatic Identification System,Als)导航仪等助航设施继续完成进港靠泊作业，或在实华港池区域调头出港，并及时向VTS和引航站总值班室报告，寻求岸基支持。若大船在进港过程中发生主机和舵机故障，在短时间内无法修复，则要充分利用拖船控制大船，使其处于相对安全的位置，必要时进行应急抛锚。
目前，航保版和海事版电子海图均未更新岚山中作业区深水航道水深数据。在引领“哈特勒斯”轮进港时，船长对航道水深是否满足低潮进港要求向引航员提出疑问，并建议引航站和实华公司积极与海事和航保部门沟通，尽快对海图水深资料进行更新
5结束语
吃水小于20.0 m的重载VLCC乘低潮进港靠泊能有效提高泊位利用率，增加港口的货物吞吐量。本文从潮汐潮流、拖船配置、富余水深、引航操纵和应急预案等方面探讨了岚山港区VLCC乘低潮靠泊的引航方法。目前日照引航站利用低平潮引航吃水大于19.0 m的VLCC靠泊尚不足10次，引航方案仍需根据实际情况不断优化，例如在大潮汛期间，实华港池的回流时刻往往是于潮汐表中的最低潮时刻，为防止在靠泊过程中受涨流的影响，可尝试将引航员登船时间调整到低潮前3.5 h。后续将继续总结重载VLCC利用低平潮靠泊的操纵经验，完善风险应对措施，为日照打造“北方能源枢纽”贡献引航力量。
参考文献：
[1]王晓海,滕浩.岚山港区超大型油船乘低潮靠泊引航方案探讨[J].航海技术,2024,(05):6-10.
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