钦州湾防风系船浮筒系统研究

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1、钦州湾防风系船浮筒系统研究摘要：为了研究钦州湾内防风系船浮筒系统，提出适合钦州湾内防风系船浮筒的安全条件。分析钦州湾水域风、浪、流等气象、水文条件，计算防风系船浮筒系泊力、系泊半径和锚地水深。研究表明，1500吨级船舶防风系船浮筒系泊力最大为335KN,防风系船浮筒系泊半径最大为326m。此结论可为钦州湾内设置防风系船浮筒提供科学依据o关键词：防风系船浮筒；系泊力；系泊半径；锚地水深；钦州湾中图分类号：U675.921文献标识码：A文章编号:1006-7973(2016)09-0044-02钦州港位于中国南海北部湾顶端的钦州湾内，北靠南宁，东与北海相邻，西南与防城港交界，背靠大西南，

2、面向东南亚，是广西沿海“金三角”的中心门户，大西南最便捷的出海大通道。目前钦州港内尚未配置防风系船浮筒设施，因此研究钦州港内防风系船浮筒系统尤为重要。文献［1］通过对特定船舶的系泊物理模型试验，研究了浮筒式防风单点系泊系统在风、浪、流单独作用和组合作用下的运动规律和动力响应，并进一步研究了环境因素（强风、浪、流）大小、系泊线长度和刚度等因素对系统运动和动力的影响。文献［2-4］对单点系泊油轮动力响应以及各参数对单点系泊的影响及稳定性进行分析。单点系泊通常是指船舶通过一赠（錠）的系缆索或刚性摇臂与海上的系泊点相连接。单点系泊（SPM）是我国海军水面舰艇和部分民用船舶在避风锚地抵御台风灾

3、害的主要方式。下文从主要从钦州水域风、浪、流、防风系船浮筒系泊力及系泊半径、锚地水深等方面进行分析，对适合钦州港内防风系船浮筒的设置提出建议。1防风系船水域环境分析1.1水文条件钦州湾潮型为不正规全日潮，潮差大，息潮时间短，落潮历时小于涨潮历时，落潮流速大于涨潮流速,流向较稳定。根据统计分析，钦州湾内涨潮平均流速为0.08〜0.28m/s。最大流速为0.54m/s；落潮平均流速为0.09〜0.55m/s,最大流速为0.95m/s。波浪以风浪为主，常浪向为SSW向，频率占17.67%,其次为NNE向，频率为17.2%；强浪向为SSW向，次浪向为S向和NE向。实测最大波高为3.4m,波向

4、为ESE向；实测最大周期为6.8s。1.2风况钦州港属南亚热带海洋性气候，盛行季风，冬无严寒，夏无酷暑，高温多雨，干湿分明。根据统计资料，钦州港季风分布特征比较明显，每年5〜8月多偏南风，尤以6〜7月最多，10月至翌年3月多偏北风,4月和9月为偏北风气旋和偏南风气旋交替时期。全年常风向N,其频率为26%,次常风向为NNE,其频率为9.2%；强风向为S,极大风速为36m/s；多年平均风速为3.8m/So1.3防风系船浮筒系泊力根据《防风系船水鼓》(GJB1119-2006),作用在防风系船水鼓上系泊力计算公式如下：1.4防风系船系泊半径根据《海港总体设计规范》，浮筒系泊水域系泊半径按下

5、式计算：R=L+r+l+e(7)式中：R——单浮筒水域系泊半径(m)；L一一设计船长；r由潮差引起的浮筒水平偏位(m),每米潮差可按lm计算；1系缆的水平投影长度(m),DWTWlOOOOt,取20m；e——船尾与水域边界的富裕距离(m),取O.lLo1.5防风系船锚地水深根据《海港总体设计规范》(JTS165-2013)规定,港外锚地设计水深不应小于设计船型满载吃水的1.2倍。若该海区波浪累计频率为4%的波高超过2m时，应增加波浪富裕深度。2案例分析拟在钦州港内锚地附近设置5座防风系泊浮筒，靠泊1500吨级船舶，其浮筒地理位置见图2,代表船型尺度参数见表lo2.1防风系船浮筒系泊力

6、分析由分析可知，风动力影响系数口取值为1.3,风速分别取6-12级，水流组合系数取8.4,水流速度取该水域最大流速0.95m/s,船舶方形系数取0.5,根据公式(1〜6)经计算可知，不同风级对应的系泊力值见表2o2.2防风系船浮筒系泊半径分析根据公式(7)可知，1500吨级船舶系泊半径为191m。拟建1#防风系船浮筒在1#内锚地范围内；2#防风系船浮筒与1#、4#内锚地距离分别为390m、100m；3#防风系船浮筒与1#、4#内锚地距离分别为590m、480m；4#防风系船浮筒与1#、4#内锚地距离分别为800m、150m；5#防风系船浮筒与1#、4#内锚地距离分别为1200m、35

7、0mo根据《海港总体设计规范》规定：港内锚地单浮筒系泊时，锚地边线至进港航道、码头港池水域、码头建筑物、防波堤、浅堤、礁石、沉船的安全距离不应小于1倍设计船长。单浮筒系泊船舶锚位中心点间的最小距离可按2倍系泊水域半径考虑。因此建议1#防风系船浮筒向北移动至点，调整后与1#内锚地距离为100m。调整后的防风系船浮筒地理位置示意图3o移动后的1#防风系船浮筒与1#内锚地距离为100m,因此，可以确定1#防风系船浮筒的最大系泊半径为100m；2#防风系船浮筒与4