國際海事組織(以下簡稱IMO)對船舶壓載水問題高度重視,并于2004年通過了《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》。我國作為世界航運(yùn)大國、IMO A類理事國,也在全力推進(jìn)這項(xiàng)工作。本文從船舶壓載水的作用、對海洋的危害、處理辦法以及如何有效控制船舶壓載水,提升經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行分析,并以“零壓載水”的理念加強(qiáng)對船舶壓載水的管理和控制提出建議,希望能起到拋磚引玉的效果。
1 船舶壓載水的作用
根據(jù)營運(yùn)的需要,船舶對壓載艙注入或排出壓載水,以達(dá)到以下目的:調(diào)節(jié)船舶的吃水和船體縱、橫向的平衡及安全的穩(wěn)性高度;調(diào)整總縱強(qiáng)度和局部強(qiáng)度,減少船體變形,以免引起過大的彎曲力矩和剪切力,降低船體振動(dòng);改善船舶空艙適航性。
船舶通常用艏尖艙、艉尖艙、雙層底艙、邊艙、頂邊艙和深艙作為專用壓載艙。而調(diào)節(jié)艏、艉尖艙的壓載水量,對調(diào)整船舶的縱向傾斜最有效;調(diào)節(jié)邊艙的壓載水量,對調(diào)整船舶的橫向平衡最有效;而調(diào)節(jié)深艙的壓載水量,對調(diào)整船舶的穩(wěn)性高度最有效。
2 壓載水處理方法
(1)在深海(水深超過2000 m)更換壓載水。該方法是IMO認(rèn)可的一種壓載水處理辦法,是目前防止有害物種遷移的最有效的方法之一,也是當(dāng)前使用比較多的方法。但該操作如果安排不當(dāng),可能不利于船舶的安全,特別是在惡劣的天氣和海況下。
(2)清潔壓載水。該方法是指在壓載時(shí)采用一些預(yù)防性的措施,避免在淺水處取水和在取水時(shí)攪動(dòng)底泥,以及避免在疾病流行和水藻爆發(fā)的地區(qū)取水。
(3)證明壓載水清潔無害。通過實(shí)驗(yàn)室的分析化驗(yàn)來證實(shí)本船壓載水不含對接收地有害的水生物和病原體。但此方法可操作性差。
(4)將壓載水長期留船。由于絕大多數(shù)的水生物不能適應(yīng)壓載水中黑暗、鐵含量高的環(huán)境,因此如將壓載水保存在船上超過100天,將最大限度地殺死水中生物。但油船和散裝船將壓載水留船3個(gè)月不大現(xiàn)實(shí)。
(5)用港口接收裝置接收。這是對壓載水進(jìn)行有效控制的一種方法。但該方法的實(shí)施取決于港口提供接收裝置的容量和費(fèi)用。
(6)過濾。過濾掉較大的生物如小型海藻等,但體形小的生物不能被過濾掉。若使用凝結(jié)劑,將十分有效,但須恢復(fù)壓載水的PH值后,才允許在港口排放。
(7)對壓載水加熱。是一種具有潛在吸引力的解決方案,把壓載水加熱到80℃以上約8 min就可以殺死所有生物,但須考慮能源問題。
(8)紫外線照射。有些生物對紫外線有很強(qiáng)的抵抗性,處理效果還取決于壓載水的透明度,如果紫外線照射與過濾法并用,將會(huì)收到較好的效果。該法無毒副作用,且對船舶管路、船體和船艙涂層無不利影響。
(9)用電解法生成的銀離子和銅離子進(jìn)行處理。該方法能殺死微生物,但某些生物對高濃度的銀離子和銅離子有耐受能力,且銀離子和銅離子對環(huán)境是否有影響,還需作進(jìn)一步研究。
(10)臭氧處理法。能有效殺滅微生物,但有很強(qiáng)的腐蝕性。
(11)加氯處理法。其效果取決于溫度、消毒時(shí)間和水的PH值,但用氯氣消毒過的壓載水排放后,可能對環(huán)境帶來不利影響。
3 目前歐洲、地中海航線船舶壓載水的現(xiàn)狀分析
結(jié)合目前各航運(yùn)公司經(jīng)營歐地線的相關(guān)船舶信息,以及遠(yuǎn)東西行最后港口的載況和穩(wěn)性強(qiáng)度資料等統(tǒng)計(jì)研究,可以看出:經(jīng)營歐地航線的船舶以5400 TEU~10040 TEU的大船為多;近半年,西行船舶在遠(yuǎn)東的最后一港如新加坡或南沙港時(shí),艙位重箱利用率都能達(dá)到80%以上,大多數(shù)船舶彎矩及剪力都在90%左右,GM值在1.80 m上下;然而各輪攜帶壓載水?dāng)?shù)量卻大不相同,從4000 t到10000 t以上不等。經(jīng)粗略計(jì)算,對于一艘萬箱TEU的船舶,每增加1000 t的排水量,相當(dāng)于平均吃水增加10 cm,每天增加耗油1~2 t;也就是說船舶裝載1000 t壓載水等于增加10 cm的吃水,每天多增加耗油1~2 t;也就是說,在保證船舶穩(wěn)性、強(qiáng)度等安全的前提下,盡可能減少壓載水的存船量,將使船舶自重、燃油消耗減小,加載能力擴(kuò)大,并且能大大減少因處理船舶壓載水所需的費(fèi)用。
4 如何有效控制船舶壓載水
如何在確保船舶安全的前提下,盡最大限度地挖掘船舶的載箱能力,盡可能減少壓載水的攜帶量以降低油耗,已成為各航運(yùn)公司面臨的一個(gè)新課題。按照“零壓載水”的理念,船舶必須注意以下幾個(gè)方面:
4.1 “重箱在下,輕箱在上”的原則
船上所有集裝箱的裝載位置要盡可能滿足“重箱在下,輕箱在上”的原則。也就是說,在遠(yuǎn)東靠泊的第一港口裝貨時(shí)就要嚴(yán)格按照這個(gè)原則來執(zhí)行。要做到這一點(diǎn),必須依靠多個(gè)部門的大力配合,譬如營銷人員在接收這單貨物時(shí),要求貨主申報(bào)信息要準(zhǔn)確,特別是重量信息;預(yù)配員、碼頭現(xiàn)場以及船方間更要密切配合,在確保船舶穩(wěn)性、強(qiáng)度、彎矩、剪力和吃水差等安全的基礎(chǔ)上,認(rèn)真監(jiān)督每個(gè)集裝箱的裝船位置,要盡可能滿足“重箱在下,輕箱在上”的原則。
4.2 預(yù)配重量的準(zhǔn)確性
為確保船舶裝載能更好滿足“重箱在下,輕箱在上”的原則,最好能在預(yù)配前獲得每個(gè)預(yù)裝箱的實(shí)際重量。預(yù)配員可以按照預(yù)裝箱的實(shí)際重量、船舶實(shí)際油水存量以及船舶常數(shù)來做預(yù)配計(jì)劃。碼頭方要盡可能滿足這個(gè)計(jì)劃,盡量少作變動(dòng)。但是,這就意味著各口岸的結(jié)關(guān)時(shí)間必須提前,有可能會(huì)影響市場的營銷方面。
4.3 燃油艙、淡水艙的選用順序
很多類型船舶的燃油艙、淡水艙在船體的二層深艙,勢必對穩(wěn)性高度(GM)、強(qiáng)度等造成很大影響。當(dāng)前,各航運(yùn)公司積極響應(yīng)開經(jīng)濟(jì)航速的基礎(chǔ)上,合理選用燃油艙、淡水艙的使用順序至關(guān)重要。譬如8000~10000 TEU的船舶,每天用油170~200 t,淡水近20 t。由于船舶的實(shí)際載況及各油水艙的位置不同,對穩(wěn)性及強(qiáng)度等影響也各不相同,所以合理選用油水艙很關(guān)鍵。關(guān)于此點(diǎn),船方是監(jiān)督把關(guān)的執(zhí)行者。
4.4 研究船舶穩(wěn)性圖書資料
要仔細(xì)研究同類型船舶的穩(wěn)性資料,獲知其最小安全穩(wěn)性高度,根據(jù)實(shí)際載況,在氣象條件滿足的基礎(chǔ)上,扣除油水消耗,計(jì)算出最小安全穩(wěn)性高度,再來調(diào)整船舶可攜帶的壓載水?dāng)?shù)量。對此船長、大副所做的船舶離港時(shí)的穩(wěn)性強(qiáng)度校核,起到至關(guān)重要的作用。
4.5 船—港及時(shí)有效溝通
為使船方與碼頭方便捷溝通,順利完成裝卸貨作業(yè),目前遠(yuǎn)東各港基本都配有碼頭船長。在船舶進(jìn)港靠泊作業(yè)前,預(yù)裝箱量及其實(shí)際重量已經(jīng)確定,碼頭船長可按照“重箱在下,輕箱在上”的原則監(jiān)督碼頭現(xiàn)場的預(yù)配,待預(yù)配送船后由船長、大副審核后再開始裝船。
5 實(shí)施船舶“零壓載水”理念的控制目標(biāo)建議
從“零壓載水”理念出發(fā),結(jié)合船舶實(shí)際載況和同類型、同航線船舶的統(tǒng)計(jì),提出下一階段對船舶壓載水的管理和控制目標(biāo)的建議,如表1所示。
表1 壓載水控制目標(biāo)的建議
船型 |
5500TEU |
8500TEU |
10000TEU |
經(jīng)營航線 |
遠(yuǎn)東-歐洲/地中海航線 | ||
艙位利用率 |
80-100% |
93-97% |
88-100% |
穩(wěn)性 |
2.75-2.86 m |
1.10-1.79 m |
1.83-2.29 m |
彎矩 |
81-84% |
89-96% |
79-93% |
剪力 |
95-98% |
78-84% |
88-91% |
實(shí)際壓載水 |
4950-5811 t |
3345-7638 t |
2760-7277 t |
目標(biāo)壓載水量 |
3000-5000 t |
2000-6000 t |
1500-5000 t |
分析 |
船舶最小安全穩(wěn) 性值偏高,故壓載水?dāng)y帶量較多,按照“重箱在下,輕箱在上”的裝載原則合理裝載,還有較大的減小空間。 |
因?yàn)樵擃愋痛?/SPAN> 設(shè)計(jì)合理,船舶穩(wěn)性較好,故艙位利用率高,壓載水相對較少;船方應(yīng)與碼頭方密切合作,在充分考慮穩(wěn)性、強(qiáng)度、綁扎力等基 礎(chǔ)上盡可能減少 壓載水?dāng)y帶量。 |
雖壓載水不多,但穩(wěn)性值相對較高,船方應(yīng)該綜合穩(wěn)性、強(qiáng)度、扭矩等狀態(tài)值適度調(diào)整(減少)壓艙水?dāng)y帶量。 |
6 結(jié)語
為減少和避免因不合理壓載造成的燃油消耗和裝貨不足,針對目前經(jīng)營航線及船型情況,統(tǒng)計(jì)出西行最后一港時(shí)船存壓載水的數(shù)量和穩(wěn)性、強(qiáng)度等數(shù)據(jù),在確保船舶安全的前提下,盡最大限度地挖掘船舶的載箱能力,減少壓載水的攜帶量以降低油耗。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要船岸港多方的及時(shí)溝通和有效協(xié)調(diào)。
作者:傅希強(qiáng) 來源:航海技術(shù)