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浅谈我国现阶段的海冰防抗工作
2012-4-12 13:57:07来源:作者:辽宁航海浏览次数:3797

浅谈我国现阶段的海冰防抗工作

 

(大连海事局)

从当年震惊世界的泰坦尼克号沉船事故到平日里较为常见的船舶因海冰围困而导致无法正常航行的各种事件,都表明着一直以来海冰都在左右着冬季航运业的发展。而这也就意味着消除或者降低海冰对船舶或者港口的不利影响必将是海事部门在冬季工作的重点。

言:在世界经济的不断发展的大潮流下,航运业也随之壮大起来。然而相比每年航运活动最为活跃的夏季,冬季则显得很萧条。究其原因,海冰的影响是绝对不容忽视的。因此,冬季海冰防抗工作进行的好坏就直接影响到当年的经济发展成果如何。

1.海冰的概念及其形成

海冰具体是指直接由海水冻结而成的咸水冰,亦包括进入海洋中的大陆冰川(冰山和冰岛)、河冰及湖冰。其中咸水冰是固体冰和卤水(包括一些盐类结晶体)等组成的混合物,其盐度比海水低210‰,物理性质(如密度、比热、溶解热,蒸发潜热、热传导性及膨胀性)都不同于淡水冰。

将海冰按发展阶段可分为初生冰、尼罗冰、饼冰、初期冰、一年冰和海老年冰6大类;按运动状态可分为固定冰和流冰两大类。其中固定冰与海岸、海底或岛屿冻结在一起,能随海面升降,从海面向外可延伸数米或数百千米,其在冻结和融化过程中,会引起海况的变化;而流冰则是漂浮在海面,随着海面风向和海流向各处移动,经常会堵塞港口、影响船舶航行并危害海上建筑物。

对于海冰的形成则一般需要三个条件:①气温比水温低,水中的热量大量散失;②相对于水开始结冰时的温度(冰点),已有少量的过冷却现象;③水中有悬浮微粒、雪花等杂质凝结核。淡水在4左右密度最大,水温降到0以下即可结冰。海水中含有较多的盐分,由于盐度比较高,结冰时所需的温度比淡水低,密度最大时的水温也低于4。所以随着盐度的增加,海水的冰点和密度最大时的温度也逐渐降低。

2.海冰对港口及船舶的影响

海冰不仅对海洋水文状况自身,对大气环流和气候变化会产生巨大的影响,而且会直接影响人类的社会实践活动。海冰经常会因为受到潮流和船舶活动的影响,聚集在航道、港池之内,妨碍航运的正常进行,船舶只能等候拖轮清除浮冰之后再进行靠泊,进而影响了港口正常作业;另外船舶航行在冰区时极易发生海底阀堵塞、螺旋桨损坏、船舶搁浅、走锚等险情;而设置在航道附近的灯浮,由于被海冰挤压损坏而容易出现浮标漂失、漂移或损坏,从而失去了助航功能。

在中国的海域也经常遭遇海冰的危害,1969 23 月间,渤海曾发生严重冰封,除了海峡附近外,渤海几乎全被冰覆盖,港口封冻,航道阻塞,海上石油钻井平台被冰推倒,海上航船被冰破坏,万吨级的货轮被冰挟持,随冰漂流达4 天之久,海上活动几乎全部停止。而近年来曾在2010年年初,渤海湾出现了近30年同期最为严重的海冰灾害,渤海海域结冰面积超过40%,渤海沿岸的大小港口均遭海冰袭击,一些港口被迫封港。

漂浮在海洋上的巨大冰块和冰山,受风力和洋流作用而产生的运动,其推力与冰块的大小和流速有关。据1971年冬位于我国渤海湾的新“海二井”平台上观测结果计算出,一块6公里见方,高度为15的大冰块,在流速不太大的情况下,其推力可达4000吨,足以推倒石油平台等海上工程建筑物。

海冰对港口和海上船舶的破坏力,除上述推压力外,还有海冰胀压力造成的破坏。经计算,海冰温度降低15度时,1000长的海冰就能膨胀出045,这种胀压力可以使冰中的船只变形而受损;此外,还有冰的竖向力,当冻结在海上建筑物的海冰,受潮汐升降引起的竖向力,往往会造成建筑物基础的破坏。

从以上诸多实例中不难看出,作为海洋五种主要灾害之一的海冰虽然在两极地区的自然生态中有着至关重要的地位,但是其破坏力对船舶、海洋工程建筑物带来的灾难、对航运业的消极影响也是不容忽视的。

3.我国海冰的应对措施及存在的问题

3.1措施

海冰之所以会对航运业带来这么大的影响其主要的原因是在于它有着规模大而且无法完全扼杀的特点。针对这种特点,海事部门能利用的解决方案也很有限,目前最主要措施就是加强监测、预警、强行破冰和进行搜救。

在监测和预警方面,目前主要采用的监测方法是目测法、器测法和遥测法,进而再将监测或预测到的冰情发布给各个船舶。

其中目测法是海冰监测传统的基本观测方法。这种方法是根据海冰观测规范规定,依靠观测员的眼睛和经验进行观测,如冰量、流冰密集度,流冰冰状、固定冰状等。目测法所观测的内容,目前还不能用其他观测方法完全代替,并且目测结果还是析依遥测法观测结果的分据,所以目测法还将继续沿用。

器测法是同目测法相结合的方法。这种方法是借助工具和仪器,依靠观测员的操作和读数据,如冰厚、冰温、冰密度,堆集高度等。这些数据是遥测法观测结果进行量值定标处理的依据,所以器测法是海冰监测的重要方法。

遥测法是应用现代科学技术建立的先进方法。这种方法可以完全依赖仪器本身进行观测,如利用卫星能及时、同步、大范围观测海冰。彩色海冰卫星图片则能直观地一目了然地展示海冰的分布情况。

在破冰和搜救方面,我国沿海地区在冬季主要利用的是有破冰能力的拖轮进行破冰和对浮冰进行清除。对于需要救助的船舶则也是采用拖轮或者由拖轮和直升机相配合进行搜救。

3.2存在的问题

然而在以上的一系列看似周密的防抗冰措施中仍然存在着各种各样的问题,妨碍了我国海事部门冬季工作的正常有序的进行。

海事部门在海冰防抗工作中采取的措施缺乏充分的理论依据和法律依据。目前我国还未编写国家级层面的关于防抗海冰灾害应急措施的计划,也没有详细的将海冰严重情况划分等级,并与船舶的吨位相结合,为限航措施的实行提供依据。如此而来,由于不同类型、不同吨位的船舶的抗冰能力各不相同,究竟应该在什么冰况下限制何类船舶的航行一直都是海事部门的困惑。

冰况的预报、预警内容标准存在缺陷。海事部门发布的冰情预报主要来源于国家海洋局预报中心、中国气象局、当地气象台以及现场观测,包括浮冰范围、冰情强弱等信息。但一些港航企业反映,接收到的海冰信息过于笼统,缺乏港口、航道、锚地等距岸较远区域有关冰量、冰厚等具体数值预报,对港口生产和航行安全指导意义不大。此外,随着船舶大型化发展趋势,较早的冰况信号发布标准已不适应航运发展的需求,冰况信号很难对不同类型船舶作出有针对性的预报。

综合破冰能力不足且破冰责任分配不明确。北方海区各港口目前均缺乏专业破冰船,海军所属的两条专业破冰船“海冰721”、“海冰722”由于服役时间较长,破冰能力有限。各港破冰作业或冰期海上搜救工作主要由港务集团或中海油所属具有冰区加强的大马力拖轮承担,无法满足防抗海冰灾害的需要。而海事部门也没有配备兼具破冰能力的大型海事巡逻船,专业救助队伍如北海救助局等单位也无专业破冰船,冰情严重期间,无法有效地开展冰情巡视和海上搜救工作。另外,仅在2009-2010年一年的时间内,我国北方复州湾、长兴岛附近海域的破冰费用就有几千万,这种巨额的破冰费用应该怎样分摊,目前我国也没有明确的管理规定。这些都不利于我国的防抗冰工作的进行。

4.如何完善防抗冰工作

海冰的防抗工作是一项系统的工程,从监测、预警、到防抗破冰及应急搜救处置各个环节都需要各方通力协作。因此我国需要针对以上存在的一系列问题建立统一协调的防抗冰的机制。

首先,要加强对海冰防抗的理论研究。建议借助专业院校及相关研究机构,针对不同冰况下海冰对船舶的不同影响,进行深入系统研究,增强对冰区航行船舶实施安全监管的针对性和科学性;要进一步研究符合我国海区实际情况的冰区水域航行船舶操作指南和船员培训标准,船舶检验部门要加强对船舶抗冰能力的检验,对海冰进行等级划分并对各吨位、类型的船舶适合什么等级的海冰进行签注。

其次,要采用科学方法准确预测预报冰情。建议海事部门联合气象局及海洋局等相关部门,进一步完善冰情信息发布机制和建立接收渠道,提高海冰监控、预测能力;同时进一步研究冰情信号发布标准,结合船舶特点制定冰情信号标准,及时向港航单位及船舶发布。可参考国外先进做法,分区域定时通过NAVTEXVHF、单边带等有效手段对冰况信号进行发布,向港航单位提供准确及时的冰情预警信息,为海上运输安全提供保障。再次,要加强破冰力量建设和协调。建议海事部门和救助部门要配备具有一定破冰能力的海事巡逻船艇和破冰船,加强冰区巡航力度和海上搜救能力。同时,与港务部门、有关企业沟通与协调,针对不同水域的冰情,建议建造一些具有一定破冰能力的大马力拖轮,增加船首和船板的钢板厚度,确保冰期港口生产和水上交通安全。

最后,建立政府主导、企业参与的防冻破冰联动机制。目前我国在防冻破冰工作中的主体由多个单位组成,建议建立政府主导、企业参与的防冻破冰联动机制,既要统筹预警,统筹安排好营运、生产,又要统筹组织破冰、搜救等应急处置工作;要进一步明确各相关单位的职责,切实将防冻破冰工作落到实处,保障重点物资运输的通畅与安全。此外,要建立渤海航路上防冻破冰机制,重点做好南北航线、东西航线的破冰工作,消除渤海航路破冰工作的盲区。海冰作为一种自然灾害,一直对人类的海上活动产生严重的影响。在我国今后大力发展海洋经济的新形势下,必须高度重视海冰灾害的防抗研究,准确预报和正确防抗海冰,才能最大限度地减轻海冰危害,确保我国海洋和航运事业的安全发展。

 

 

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