閆化然， 薛松輝， 熊 華， 肖英杰

(1.上海海事大學(xué) 商船學(xué)院，上海 201306；2.上海港引航站，上海 200082)

隨著上海洋山深水港一、二、三期工程的順利投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，洋山港已成為我國(guó)最重要的國(guó)際綜合性港口之一。為進(jìn)一步發(fā)揮洋山深水港的生產(chǎn)潛能，2017年12月10日全球規(guī)模最大、設(shè)備最先進(jìn)的洋山港四期自動(dòng)化碼頭正式投入運(yùn)營(yíng)。該碼頭投入運(yùn)營(yíng)后，在大幅度提升洋山港集裝箱吞吐能力和緩解現(xiàn)有泊位作業(yè)壓力的同時(shí)，其特殊的地理位置和港口特點(diǎn)給洋山港原已緊張的船舶通航和靠離泊作業(yè)增加新的通航風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究和優(yōu)化大型船舶進(jìn)出洋山港四期碼頭交通組織就顯得十分必要。

1 碼頭航道

1.1 碼頭泊位

目前洋山港已建一、二、三期集裝箱碼頭，岸線總長(zhǎng)5 640 m，其中一期工程共布置5個(gè)5萬～10萬噸級(jí)泊位，二期工程布置4個(gè)7萬～10萬噸級(jí)泊位，三期工程布置7個(gè)7萬～15萬噸級(jí)泊位。經(jīng)加固升級(jí)改造，洋山港二、三期碼頭現(xiàn)可靠泊20萬噸級(jí)集裝箱船舶。[1]

洋山港四期碼頭位于小洋山島鏈最西端的大、小烏龜島與顆珠山島之間的填筑區(qū)，與洋山港二期工程相隔顆珠山汊道。洋山港四期工程設(shè)計(jì)水深為14.5 m，占用岸線2 800 m，碼頭走向106°～286°,設(shè)計(jì)年集裝箱吞吐量400萬TEU。擬建工作船碼頭和7個(gè)5萬～7萬噸級(jí)泊位、并考慮為遠(yuǎn)期發(fā)展適當(dāng)留有余地，將15萬噸級(jí)集裝箱船作為水工結(jié)構(gòu)兼靠船型。[2]預(yù)計(jì)開港后掛靠洋山港區(qū)四期集裝箱泊位的遠(yuǎn)洋集裝箱船型將以5萬噸級(jí)、7萬噸級(jí)和10萬噸級(jí)的船舶為主。洋山港水域平面布置見圖1。

1.2 進(jìn)港航道與錨地

洋山港主航道是大型船舶進(jìn)出洋山港的專用雙向航道。大型船舶從黃澤洋燈船進(jìn)入洋山港主航道,以航向281°航行6.6 n mile，駛過Y0燈浮后，改向279°通過Y1和Y8燈浮之間的航道到達(dá)洋山港警戒區(qū)，再轉(zhuǎn)向至298°，接著航行3.5 n mile到達(dá)小巖礁，然后轉(zhuǎn)向305°，經(jīng)過一、二、三期港區(qū)至洋山港四期碼頭前沿水域。[3]全程共計(jì)約29 n mile，航道設(shè)計(jì)水深16.5 m，航道寬度550～1 000 m。航道最窄處位于小巖礁附近約為550 m，最小水深為16.5 m。[4]

洋山港目前主要有港外引航待泊檢疫錨地、港內(nèi)中小型船舶錨地和應(yīng)急錨地。港內(nèi)錨地范圍較小，只有應(yīng)急錨地可供1艘大型船舶臨時(shí)錨泊，洋山港四期水域至今還未規(guī)劃任何錨地。

2 通航現(xiàn)狀

洋山港四期進(jìn)港主航道及附近水域船舶交通狀況比較復(fù)雜，通過對(duì)2016年10月13日至2016年10月19日共7 d的洋山港船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System, AIS)數(shù)據(jù)解碼，并設(shè)置4條斷面觀測(cè)線，進(jìn)行交通流量統(tǒng)計(jì)見表1。通航船舶的主要類型及其航路如下：

1) 經(jīng)洋山港東支航道和金山航道的內(nèi)支線過往船舶較多，日均286艘次，船舶類型較為復(fù)雜，速度差別較大。

2) 沿洋山港主航道的進(jìn)出港船舶以中大型集裝箱船為主、兼有大型油船和液化天然氣(Liquefied Natural Gas, LNG)船，日平均流量57艘次。

3) 港內(nèi)航道日平均流量229艘次，除港作拖船外1/2以上為占用主航道航行的漁船和中小型貨船。由筲其島兩側(cè)進(jìn)出洋山港內(nèi)航道的多為漁船和小型船舶，與主航道內(nèi)正常航行的船舶存在交叉相遇，日均流量在60艘次以上，但該處并沒有規(guī)劃航道。

4) 經(jīng)東海大橋主通航孔由西側(cè)進(jìn)出洋山港的船舶主要是小型船舶和工程船舶，日均31艘次。

3 交通風(fēng)險(xiǎn)分析

大型船舶進(jìn)出洋山主航道，途經(jīng)洋山港一、二、三期碼頭前沿到達(dá)洋山港四期水域，其間與多條船舶交通流橫向交會(huì)，且周邊施工島礁區(qū)域和傳統(tǒng)漁場(chǎng)密集，多種類型船舶頻繁穿梭，極大地增加了大型船舶交通風(fēng)險(xiǎn)。

3.1 通航壓力大，與多股交通流交會(huì)

大型船舶均需由洋山港主航道進(jìn)出洋山港，期間經(jīng)過洋山港警戒區(qū)和筲其島附近交通流交會(huì)水域。[5]對(duì)上海港引航站洋山分站1 a的引航計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，2015年10月1日至2016年9月30日，洋山港共進(jìn)出大型船舶9 125艘次，平均每天25艘次，最多為38艘次，船型以大型集裝箱船舶為主，占總數(shù)的94%。由交通流統(tǒng)計(jì)分析，大型船舶與過往船舶在筲其島附近會(huì)遇次數(shù)日均約在50艘次，在金山航道南北段垂向交會(huì)警戒區(qū)水域交叉會(huì)遇則更為頻繁，另外還有往返于洋山港和舟山等島嶼的客滾船穿越主航道，進(jìn)一步增加了會(huì)遇的風(fēng)險(xiǎn)。[6]

3.2 可航水域受限，避讓困難

洋山港主航道附近島嶼眾多，急漲水時(shí)，由于受汊道的影響，筲其島和顆珠山附近的流向與主航道走向夾角可達(dá)20°，會(huì)導(dǎo)致重載船的操縱能力變差。港內(nèi)航道邊界緊鄰碼頭泊位，錨地稀少，可僅供1艘大型船舶應(yīng)急使用。目前，每天約有30艘大型船舶進(jìn)行靠離泊作業(yè)，若大型船舶在發(fā)生緊急情況，幾乎沒有可用于大幅轉(zhuǎn)向避讓的可航水域。

3.3 套泊作業(yè)較為頻繁

進(jìn)口船舶航行至碼頭邊，等待泊位上出口船離泊后再行靠泊的作業(yè)方式定義為套泊，2組套泊作業(yè)同時(shí)進(jìn)行則定義為雙套。[7]

洋山港四期碼頭位于港區(qū)的最西端，船舶的安全進(jìn)出港受下游靠離泊船舶的影響非常顯著。尤其是為縮短大型船舶等待時(shí)間而進(jìn)行的套泊作業(yè)，這種作業(yè)方式難度大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)駕引人員要求高，一般還需占用部分主航道寬度。近1 a洋山港共有3 592艘次船舶進(jìn)行套泊作業(yè)，占總靠離泊艘次的39.4%，其中夜間套泊作業(yè)1 186次，占總套泊艘次的33.0%，平均每天約有10艘船舶進(jìn)行套泊作業(yè)。由于港內(nèi)水域受限，進(jìn)出洋山港四期港區(qū)的船舶不可避免與套泊作業(yè)的船舶相互影響，如何協(xié)調(diào)與避讓對(duì)保障船舶和港口安全至關(guān)重要。

3.4 延遲開航船舶

根據(jù)目前的船舶進(jìn)出口計(jì)劃時(shí)間的安排原則，如果每艘船舶都準(zhǔn)時(shí)離泊和靠泊，那么在離泊出口過程中就不會(huì)在港內(nèi)與其他大型船舶產(chǎn)生相互影響。但隨著洋山港貨物吞吐量的不斷增加，出口船舶因無法及時(shí)完貨而延遲開航的情況逐漸增多，船舶一旦發(fā)生延遲開航，其離泊操縱可能會(huì)與駛經(jīng)該泊位的其他大型船舶相互產(chǎn)生不利影響。

3.5 船舶種類復(fù)雜，速度差異大

進(jìn)出洋山港的大型船舶以集裝箱船舶為主，速度為5～15 kn，兼有LNG船舶和大型油船，危險(xiǎn)度較高。其次為江海聯(lián)運(yùn)的中小型集裝箱船舶和客滾船，速度為5～10 kn。工程船和漁船的速度一般在5 kn以內(nèi)。不同速度的船舶同時(shí)在主航道中航行，追越風(fēng)險(xiǎn)顯著提高。另外洋山港靠近東海漁場(chǎng)，嵊泗、大洋山和岱山等地的漁船常年在洋山港附近從事捕撈和航行，威脅大型船舶的安全航行。部分船舶未安裝和正常開啟AIS設(shè)備，船舶交通服務(wù)(Vessel Traffic Service, VTS)中心難以配合現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法船舶對(duì)其進(jìn)行有效監(jiān)管。

4 洋山港四期船舶交通組織方案

船舶交通組織的主要目的是防止水上交通事故的發(fā)生和提高港口水域的通航效率，為此提出洋山港四期船舶交通組織方案。[8]

4.1 主航道航行船舶的優(yōu)先級(jí)

主航道進(jìn)出洋山港的大型和超大型船舶與其他通航船舶相比具有較高優(yōu)先級(jí)。[9]當(dāng)存在碰撞危險(xiǎn)時(shí)，穿越洋山港主航道的船舶應(yīng)當(dāng)避讓在航道中正常航行的船舶，金山航道南下北上過境船舶應(yīng)主動(dòng)避讓洋山港進(jìn)出口的大型船舶，并留足安全距離以保證進(jìn)出口大型船舶的優(yōu)先級(jí)。

為有效分流洋山港主航道船舶交通，降低船舶密度，建議靠離洋山港四期的內(nèi)支線船舶使用西航路經(jīng)東海大橋通航孔進(jìn)出洋山港，以此來減輕主航道的通航壓力。

4.2 進(jìn)港船舶交通順序

根據(jù)進(jìn)出洋山港船舶的操縱特性和泊位特點(diǎn)，在通常情況下，對(duì)于同一班次船舶進(jìn)口次序安排如下：

1)第1順序位為進(jìn)口初落水靠LNG碼頭的船舶或進(jìn)口初漲水靠油品碼頭的大型油船。這主要是因?yàn)長(zhǎng)NG船舶和大型油船的操縱特性和泊位特點(diǎn)導(dǎo)致靠泊窗口時(shí)間比較短，因而優(yōu)先進(jìn)港，且靠泊過程中，為安全起見，參照《海港總體設(shè)計(jì)規(guī)范》其他船舶需保持超200 m的凈間距通過。[10]

2)第2順序位為進(jìn)口靠集裝箱港區(qū)的船舶。但在同一班次中，如果既有靠泊LNG或油品碼頭的船舶，又有靠泊洋山港四期的船舶，可先安排靠泊洋山港四期的船舶在LNG船舶或大型油船之前進(jìn)港。這主要是由于洋山港四期距離LNG碼頭和油品碼頭分別達(dá)6 n mile和7 n mile，避免等候時(shí)間過長(zhǎng)。

3)第3順序位為進(jìn)口套泊作業(yè)的集裝箱船舶。將套泊作業(yè)船舶安排在最后進(jìn)港，其他船舶則無需等待作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)的套泊作業(yè)完成，有助于縮短進(jìn)港平均等待時(shí)間。

對(duì)于同一順序位內(nèi)的船舶，在通常情況下按照所靠泊位的不同，根據(jù)西側(cè)泊位先、東側(cè)泊位后的原則進(jìn)行排序，但要避免進(jìn)靠相鄰泊位的船舶尾隨進(jìn)港，造成一船等待相鄰船舶靠泊的局面。

4.3 與套泊作業(yè)船舶的交通組織

為優(yōu)化洋山四期出口船與套泊船和延遲開航船的交通組織，上海海事大學(xué)港航課題組運(yùn)用航海模擬器進(jìn)行船舶操縱模擬試驗(yàn)，并提出相關(guān)措施和建議。

4.3.1漲潮套泊

漲潮時(shí)進(jìn)行套泊作業(yè)。為便于頂流靠泊，待泊船完成調(diào)頭后在離泊船上游碼頭前沿旋回區(qū)候泊。漲潮雙套作業(yè)等候方式見圖2。洋山港四期出口船可使用航道正常出口。需要注意的是，雙方需協(xié)調(diào)確認(rèn)如何通過，必要時(shí)洋山港四期出口船需盡量主動(dòng)等待，等候待泊船完成調(diào)頭后再通過。

4.3.2落水套泊

落潮時(shí)進(jìn)行套泊作業(yè)。待泊船為防止干擾離泊作業(yè)，應(yīng)在旋回區(qū)南側(cè)等待。離泊船的掉頭操縱和附近航道中滯航的待泊船將給出口船的安全通行帶來不利影響，落潮雙套作業(yè)等候方式見圖3。洋山港四期出口船需利用主航道出口時(shí)，通常駛經(jīng)的出口船應(yīng)盡量等待離泊船完成作業(yè)，但當(dāng)風(fēng)、流條件不利于駛經(jīng)的出口船控制船位時(shí)，離泊船應(yīng)等待其駛過讓清。

4.4 與延遲開航船舶的交通組織

4.4.1離泊船延遲開航一般情況

不能按計(jì)劃開航的船舶應(yīng)盡量提早通知港調(diào)和引航站，按照離泊船給在航船讓路、頂流船給順流船讓路的原則，重新規(guī)劃安排，充分保障各相關(guān)船舶的操縱安全。直接離泊操縱需時(shí)較短，開航船的離泊操縱對(duì)駛經(jīng)的出口船的影響較小，雙方可在離泊完成前商定出口次序。洋山港四期的出口船應(yīng)盡量沿航道南側(cè)航行，拉開與碼頭的橫距，以減少開航船的等待時(shí)間。掉頭離泊操縱需時(shí)較長(zhǎng)，占用水域范圍較大，開航船的掉頭離泊操縱對(duì)駛經(jīng)的出口船的影響較大，洋山港四期開航船應(yīng)等待出口船駛過讓請(qǐng)，尤其是小巖礁附近航道狹窄，洋山港三期1、2泊位離泊船舶應(yīng)盡可能等待過往船舶駛過讓清再實(shí)施掉頭操縱。

4.4.2延遲船舶為套泊作業(yè)的離泊船

洋山港四期出口船利用主航道出口時(shí)，如果離泊船準(zhǔn)時(shí)離泊，則洋山港四期出口船在泊位上等待，待離泊船完成離泊后再行出口；如果離泊船不能準(zhǔn)時(shí)離泊，則等待洋山港四期出口船通過后再行離泊，待泊船應(yīng)將船位控制在航道邊線附近或水深足夠的航道外，盡量將船位控制在H51燈浮以東水域，避免影響出口船的通行。總之，通過協(xié)調(diào)避讓，避免發(fā)生洋山港四期出口船與套泊作業(yè)船舶同時(shí)出現(xiàn)的緊迫局面。

4.4.3延遲開航船舶遇到LNG船舶和油船

當(dāng)延遲開航的出口船將影響到LNG船舶和大型油船不能在安全的時(shí)間窗口靠泊時(shí)，延遲開航的出口船應(yīng)在碼頭等候，待LNG船舶和大型油船進(jìn)入其碼頭前沿水域后再進(jìn)行離泊出口。如果有LNG船舶或大型油船計(jì)劃靠泊時(shí)，延遲開航的出口船如不能在唐腦山高潮前30 min或低潮前30 min通過小巖礁，則應(yīng)該在港內(nèi)等待初落水靠泊的LNG船舶和初漲水靠泊的大型油船。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過對(duì)大型船舶進(jìn)出洋山港航行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，結(jié)合現(xiàn)有的航道通航環(huán)境和交通流量特點(diǎn)，有針對(duì)性地建立相應(yīng)的交通組織模式。該方案的實(shí)施還需引航站、海事局和港調(diào)等相關(guān)部門本著協(xié)同保障的原則，優(yōu)化船舶進(jìn)港順序，最大化地縮短船舶等待時(shí)間，進(jìn)而提高港口的運(yùn)營(yíng)效率。