冰区水域的船舶操纵.docx

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冰区水域的船舶操纵

第三节冰区水域的船舶操纵

一、冰区概况

1.海冰及其分类

海冰是由海水冻结而成，或是陆地冰川注入海洋的淡水冰。

北半球每年10月至次年3月海冰分布很广，可达北纬40°，南半球自4月至9月到达南纬50°。

我国每年11月至次年3月在渤海湾和辽东半岛附近海面有冰冻，最盛期为1～2月，冰厚可达1m以上。

从航海观点看，海冰可分为冰山与冰群。

1）冰山（Iceberg）

冰山是由海上的冰在风流和浪的作用下堆积起来或极地附近陆上的冰川断裂坠入海中的浮冰。

冰山按其大小可分为冰山（直径超过30m）、小冰山（直径为6.30m）和冰岩（直径为2～6m）。

2）冰群（Packice）

海上生成的冰，在风浪和水流的作用下破碎成冰块，称为冰群。

冰群分布范围很广，如按其大小可分为：

碎冰（直径D<2m），块冰（2m≤D<10m），小冰块（10m≤D<200m）、中冰块（200m≤D<1000m）、大冰块（1000m≤D<5nmile）和冰原（D>5nmile）。

2.冰量、冰色和硬度

1）冰量

用十分法度量出视界范围内海面上浮冰覆盖的比例量，即为冰量。

冰量可分为八级：

（1）无冰（Freeice）为1/10；

（2）散冰（Openwaterice）：

冰量<1/10；

（3）稀冰（Veryopenpackice）：

冰量为1/10～3/10；

（4）疏冰（Openpackice）：

冰量为4/10～6/10；

（5）密冰（closedpackice）：

冰量为7/10～8/10；

（6）集冰（Veryclosedpockice）：

冰量为9/10～10/10；

（7）满冰（Compactpackice）：

冰量为10/10；

（8）坚冰（Consolidatedpackice）：

冰量为10/10；

其中满冰与坚冰皆占海面10/10，但当流冰的冰块间重新冻结在一起时即称为坚冰。

冰量的大小用于表明船舶在冰区中航行的困难程度，当冰量在1/10以下船舶可自由航行；冰量为1/10～5/10船舶不能按预定航向航行；冰量为5/10～8/10船舶航行有障碍；冰量为8/10以上，无破冰船（Icebreaker）支援难以单独航行。

2）冰色与硬度

生存期长的冰比初生的冰硬度大，淡水冰比海水冰要硬。

冰的硬度可以通过冰的颜色来识别：

灰或铅灰色，呈冰激凌状的冰最软；纯白色的板状冰稍硬；青白色的板状冰比较硬；青绿色或灰绿色的板状冰最硬。

3.冰况探测

1）冰山的视距

在晴朗的白天，大冰山的视距可达10nmile以上；在晴朗的黑夜，用肉眼能在1/4nmile以外看到冰山，用望远镜可在1nmile处见到冰山。

夜间，如月亮与冰山都在前方，则难于发现冰山。

如满月在船尾方向高照，冰山视距几乎与白天相同。

2）雷达探测

冰山的回波强度和冰山的大小与反射面的角度有关，露出水面3m的冰山，往往只能在2nmile左右探测到，高度小于0.3m的冰山就很难测到，高大的冰山有时能在十几海里以外显示回波。

冰中水道的宽度小于1/4nmile，在雷达上不易辨认。

但冰原中平滑浮冰的冰缘能被明显地识别。

4.接近冰区的征兆

冬季在高纬度航行，除应按时收看冰情传真图或收听冰情预报外，还必须提高警惕，加强瞭望，并根据以下征兆判断冰区。

1）冰光（Iceblink）：

日光照射下的冰山或有冰水域的上空因冰反射的原因呈黄白色，下部明亮，上顶暗淡，其高度视冰的远近而异。

白天当天空有云时黄色消失，在云层部呈白色。

无冰水域或陆地上空则呈灰色。

2）在冰区的边缘往往出现浓雾。

3）风浪天，波浪突然减弱，此时，如上风方向无陆地即表明海冰存在。

4）连续测试海水的表面温度，根据其温度的剧降可预示海冰的接近。

如船舶不在海洋的寒流中，则当海水温度为1.1℃时，海冰的边缘已在100～150nmile之内；海水表面温度为0.5℃时，则距冰缘一般不超过50nmile。

5）远离陆地时，发现海狮、海豹或海鸟等，则预示附近有海冰。

6）发现异常的折光现象，常预示远处有海冰存在。

7）本船发出的声音如汽笛声等，因冰山的存在可能会有回声；海浪打击冰山可能发出浪花声。

8）在冰群的周围，有冰片或碎冰漂流出来。

9）冰山崩解或冰块破裂坠海，可能发出巨响；浮冰在风浪中可能发出挤压声。

二、冰区航行准备工作

1）参阅航路指南、冰情报告及其他资料，摸清冰区的规律及其特性。

2）检查船体结构，特别是船首部分，必要时在首尖舱内加撑纵向和横向的冰梁，以增加首部强度。

3）做好防冻工作。

（1）航行灯：

航行中不论昼夜应保持常亮，不仅能在严寒中保持灯内干燥驱除水汽，还可防止灯丝骤冷骤热，以延长使用寿命。

（2）标准磁罗经、船尾露天应急舵磁罗经：

罗经柜内照明灯泡应常开，柜外帆布套应扎紧。

（3）室外电罗经复示器、转速表复示器和舵角指示器：

其内的照明灯泡不论昼夜，应保持常开。

（4）救生艇淡水箱等存放淡水容器：

存放的淡水只能装至其容器容量的3/4，并用帆布包妥，或暂时移至室内。

（5）甲板集装箱的系固设备：

箱底脚用的紧锁器在航行中如受浪打或溅湿，会被冻住并陷于冰中，到港后此冰块仍会顽固不化。

建议用草包裹住箱的底脚，虽然仍会结冰，但较易敲掉清除。

另外，建议在未进入寒冷区域前将法兰螺丝内的残水倒尽，并防止雨水、浪花再度进入而结冰。

（6）上部边水舱、前后尖舱、双层底水舱：

在严寒中因舱内存水结冰而膨胀变形或崩裂，故要求上部边水舱和前后尖舱的存水不要太满，其实际存水量应不超过满舱的85%；而双层底水舱一般在低温下不易结冰，除非船体已搁浅在冰中或爬在冰上时，故建议在严寒时的存水量至多为其容量的90%。

（7）消防水管、室内外淡水管和冲洗管：

上述水管在使用后均应将管内的残水放尽，室内的也可用稻草包扎，防止冻裂。

另外若在短时间内停用消防水，必须保持消防泵与冲锚链水出口阀常开，以保持管系内海水不断流动。

（8）机电设备和应急救火泵：

大型船舶机舱内的设备所占空间比例比小船要小得多，在寒冷地区停泊时，机舱内的温度很低，对主机、电器、燃油与其他设备都很不利，故可用电热等设备和减少通风量，以调节机舱与舵机间的温度与湿度；在严寒时关键的机电设备可按情况保持常开；甲板机械和电机中有加温防潮的设备者也应开启；应急救火泵常设于船首或船尾近船底处，应放尽其残水，防止进水管和泵壳被冻裂。

此外在空舱或无货物时舱内无需通风，应及时关闭通风筒，以防冷空气入内，使舱内或相隔的舱内存水结冰；还应采取其他防冻措施，如甲板通道和甲板上结冰，可撒少量黄砂；若甲板上有积雪，应在甲板下风侧扫出一条通道，并安妥扶手绳；若船上有游泳池，其池水阀在冬季应常开，以防雨水流入管内而被冻裂。

4）载货时，应把不怕湿或不贵重的货物配在首舱和各底层舱。

货舱内两边最好留有通道，并保证污水易于流入污水沟（井）。

5）船舶必须保持一定的吃水，以使螺旋桨和舵没入水中一定深度，并保持1～1.5m的尾倾。

这样能使得船舶具有良好的操纵性能和破冰能力，同时又能保护车叶和舵叶以及增加船舶稳性，也可避免船底海水阀门被破碎冰堵塞。

6）检查排水设备及救生设备，使之于良好工作状态；增添防水堵漏设备以备应急用。

7）一般不应配置甲板货，如确有需要，则必须考虑到上甲板及其设备与货物结冰的可能性，从而使重心提高，降低稳性，并应保证甲板排水畅通。

8）桅顶应加设瞭望台，并和驾驶台之间建立通信联络手段。

9）还要配备下列专用物品:

保温衣及靴，护目镜，防冻润滑油，御寒食物，冰锚用具以及除冰排冰物料或材料等。

10）船首准备好拖缆一根，船尾做好拖他船的准备。

11）冰区航行比正常航行需准备更多的燃料、淡水和食物。

三、进入冰区操纵

在航线上有冰山、冰群时，只要情况许可，船舶应尽量绕过冰区迂回航行，这样较为安全有利。

如冰区边缘可见，则应尽量沿其上风侧水域航行。

如不得不通过冰区，应正确选择适当的地点、时机和方法。

1）适当的地点:

应选于冰原的下风侧;并应在舌状突出之间的较平坦处进入。

其原因是，上风侧冰块密集，积层较厚，容易损坏船体，而下风处受浪影响较小。

2）适当的时机:

应等待微风缓流或无流时进入。

因为涨潮时冰易聚集、增厚;退潮时积冰碎裂，浮冰漂流快，因而对船舶不利。

当涌浪较强或有5级以上横风时则不宜进入;当冰量在6/10以上、冰厚在3Ocm以上时，应使用破冰船导航。

3）适当的方法:

进入时保持船首与边缘垂直，并将抵冰缘的余速降至最低程度（3～5kn）,减小对船首柱的冲击力，并避免首侧旁板，船尾车舵受损;待船首顶住冰块时再逐渐增加车速，分割并推开冰块，驶向选好的航路。

四、冰区通行操纵

1）根据冰量、厚度正确选择航速。

冰量较少可常速航行，冰量较多应缓速航行，冰区夜航速度应较白天低，能见度不良应降至维持舵效的最低航速。

一般经验为，当冰量为4/10时，可维持8kn航速，冰量每增加1/10就减速1kn;并在航行中不断变速，以减轻与沉重的大冰块碰撞的力量。

2）冰中用舵转向最好少改向，改向时宜操小舵角;一次改向应避免超过30°，大角度改向宜分几次进行。

此外，倒车时必须正舵，以防冰块碰坏舵叶，撞弯舵杆。

3）应避免接近冰山航行，及早采取绕航措施，并且要加强视觉瞭望，配合雷达探测，寻找冰中通道。

4）单凭进车力量难以破碎前方硬质冰块而不能前进时，可先行退出而后再进车，利用船舶冲势破冰前进。

如果无法前进需要逃脱时，从原航路驶出较另选新路方便。

5）保持连续测深与不间断瞭望，随时注意首尖舱及污水沟（井）的水尺变化。

同时冰区航行阻力大，操纵能力下降，故应提前采取措施避让他船，冰区航行因航向多变，尤其受流冰影响时，船位变化大，应勤测船位。

6）冰量超过6/10以上，有破冰船居前引航时，应保持约3倍破冰船船长的距离等速跟进。

距离过大不利于船舶跟进，过短则容易出现碰撞。

五、冰困后的措施

冰困（Beset）是指船舶被困于冰中而不能动弹的情况。

冰困后的措施有:

1）全速进车交替使用左、右满舵，待船首松动后再快倒车、正舵退出。

若在潮汐港河道中遭冰困，可等候涨潮来临，两舷的冰向两岸扩散，冰的压力得到释放，等船边冰松动后，再倒车正舵退出。

2）交替排灌对称压载水舱，使船体出现横倾和纵倾，协助船身松动。

但对大吨位船舶和船困于压力冰中，因吃水变化太慢，此法难以奏效。

除非通过泵出压载水减少首吃水，使船首爬上冰层，再利用注入压载水压破冰层，使船体松动。

3）不论是自力脱出还是等待破冰船救援，至少应保持进车以免尾后水道被冰封住冻结，以便于破冰船救援。

六、破冰船护航及拖带

非冰区专用船舶，冰量达6/10时宜用破冰船引导护航;冰量达7/10以上若无破冰船护航，不宜盲目进入冰区。

编队时把船壳较弱、功率较小的船放在船队中部。

破冰船开路护航，其后船舶与破冰船的间距约为破冰船船长的2～3倍。

船间距离一般保持2～3倍本船船长。

后船要密切注视前船的信号，调整两船的间距。

当前船减速，而后船来不及停住惯性冲力时，可转离前船的航迹以避免碰撞。

护航中的航速，当冰量为4/10时，可维持8kn航速，冰量每增加1/10就减速lkn。

护航发生困难时，可由破冰船拖航。

拖带中，一般采用龙须缆（Bridle，由两根直径5cm的钢丝缆、一个转环及一段短链组成）。

拖缆最好从锚链筒中穿进，分别系于两舷缆桩上，为便于紧急时易于解拖，应用挽桩方法。

在冰量大且有压力的冰中拖带时，拖缆宜尽量缩短，一般相距为20～40m，必要时仅10～20m即可。

七、冰区锚泊和停泊及靠泊

1.冰区锚泊

流冰对锚泊船的压力很大，尤其是大块流冰横在锚链上或船首，既不能破碎它们，又不能使冰从两舷侧流过，其后的冰块相继流来，愈积愈多，冰块受风流驱动的力量之总和，均将施加于锚链上。

因此在流冰中锚泊极易断链麦锚，通常冰厚超过lOcm就不宜锚泊，若不得不锚泊时，则出链长度一般为2倍水深。

即使走锚也不可松链，而应开车顶冰，起锚续航。

锚泊于固定冰中，则无需抛锚。

锚泊中，为防止锚机运转部位冻结，应保持慢速运转状态。

冰中锚泊时，除值锚更外，还须注意:

当心假象、严防走锚，要通过观察锚链方向及其动态来判别走锚;及时用车舵躲过大冰块和制止锚链滑出。

2.冰区停泊

由于种种原因，如黑夜不能在冰量很大的流冰群中找到通道或破冰开道，不得不在流冰群中停泊时应注意:

1）由于船舶与流冰冰块漂移速度有差别，会产生船与冰之间的撞击。

为保持车舵，停泊船应以首顶流冰方向，用合适的速度插入一片碎冰组成的流冰群中，应尽量插入深一些，约1/2船长;冰况中等、功率大的船可插入深一些，约2/3船长，但切勿在大冰块之间停泊。

2）停泊中应不时缓速前进，将船尾车、舵附近的冰块赶走，以保持尾部不被困住;同时也应适当地用车进退并左右用舵，以减少冰与船壳冻结在一起的机会。

3）不论流冰群漂向何处，如附近有浅滩与暗礁，在冰中停泊的船应将船首向着海或安全的地方，以便随时逃离。

如在漂向浅滩或暗礁，则应奋力退出原插入之处，另寻安全停泊处所。

临时性停泊往往不在有固定冰的海岸上靠泊，却可在较小些的浮冰块上使用冰锚停泊。

但必须在事前对浮冰的走向及沿线附近水深有足够的把握，确认安全后方可迸行。

抛冰锚是冰区使用的特殊系缆方式。

其做法是先在冰的牢靠位置处挖一浅槽，然后将一长形硬木料（0.07x0.25x2m3）置于其中，套上缆绳后注水，使之与冰冻结在一起。

这种系缆方式一般只系一根缆绳即可，与抛锚停船在形式上有某些相似之处，故称之为抛冰锚。

3.冰区港内靠泊

港内结冰时，常因船身与码头间冰块堆积而不能靠拢，此时可雇用拖船进行往返破冰和驱冰，或利用本船车叶的排出流排冰或靠坚实的船体挤压冰块，或利用船首以近90°角度驶近码头刮冰，或用码头蒸汽或热水排冰等方法，驱赶码头边冰块，以便靠泊。

1）泊位下端有余地

可操纵船舶对准泊位下端向码头靠拢，并带头缆至泊位上端较远的缆桩上，然后绞首缆进车外舷舵，使船首紧贴码头刮走码头旁的冰块;当船首抵达上端位置时，若里档尚有少量浮冰，则可带上前倒缆和尾缆开进车，利用排出流将碎冰排出，再靠上船尾，并带妥尾部缆绳。

2）泊位下端无余地

应将船首先对准泊位上端插入，带妥首缆和首倒缆，用进车和外舷舵，并在拖船顶推的协助下，挤压里舷积冰;然后再用排出流将碎冰排出。

按上述方法反复进行多次，可逐渐将冰块挤碎排尽，使船尾靠拢泊位并带妥尾部缆绳。