长江口深水航道船舶速度骤降和倒航的原因与预防
薛一东+胡建国
摘 要：本文简要地介绍了长江口深水航道船舶近期在落潮流时段进口航行中出现速度骤降甚至船舶倒退航行的现象，专门对这些现象造成的原因及其对船舶航行造成的危险进行了分析，试图在寻找这些现象内在原因的基础上，提出相应的的预防措施或手段，以避免类似情况的发生和保证船舶的安全。
关键词：长江口 深水航道 速度骤降 倒航
中图分类号： U698.6 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2014）05-0066-04
长江口深水航道治理工程是一项规模宏大、国民经济效益显著的跨世纪工程。第一、二和三期工程使长江口深水航道的通航水深分别达到了8.5m、10.0m和12.5m。该项工程的顺利实施大大提高了航道的通过能力，进一步改善了船舶安全航行的条件。如何保障长江口深水航道安全畅通和船舶的航行安全，也对航道通航管理部门和过往船舶提出了更高的要求。
船舶“速度骤降和倒航”现象
1、现象描述
长江口深水航道运营以来，发生过多起船舶在航槽中正常航行时突遇速度骤降甚至船舶倒退的现象。这些速度骤降和倒航现象一般发生在大潮汛特别是洪水季节船舶落潮流进口时段，具体位置在长江口深水航道北槽航道牛皮礁灯桩至D25灯浮弯头水域航段，船型主要集中于吃水在10m左右重载散杂货船（这类船舶在落潮流时段只能在航槽内航行）。
2、具体事例
笔者曾在引航的实际过程中遇到了船舶速度骤降和倒航现象的情况，现将具体情况介绍如下：
2.1船舶资料
船名：朝阳门；船长：151.22m；船宽：21.2m；吃水：9.5/9.69m；船速：据船方介绍港速85rpm/8～9节，海速100rpm/10～11节；装载状态：满载木材，大量甲板货。
2.2水文气象
气象条件：东北风4～5级。
当日潮汐资料：
中 浚——高潮1124（462）低潮1902（083）下一个高潮2327（417）；
牛皮礁——高潮1108（465）低潮1727（083）下一个高潮2314（415）；
北槽中——高潮1131（436）低潮1829（065）下一个高潮2339（387）；
长 兴——高潮1251（424）高潮0104（370）。
分时潮汐资料：
牛皮礁——1300（381）1400（259）1500（207）1600（132）1700（088）1800（091）1900（141）2000（227）；
北槽中——1300（391）1400（321）1500（238）1600（162）1700（104）1800（069）1900（071）2000（123）。
2.3事情经过
2010年10月24日1300时D8灯浮进口，尾随前船航行，速度逐渐加至海速，航速稳定于7.5节左右（如图1所示）。
1428时抵牛皮礁灯桩，经雷达系统观测，发现前速度度骤降，立即减车至HALF，发现本船速度也很快下降；前船通报已加车至海速，但其速度仍在下降，一直降至3节左右，本船速度同样急速下降，遂加车至海速状态，发现当时主机转速仅能维持至90转，航速跌至2节（如图2所示）。
前后船（有重载或半载杂货船、半载油轮及集装箱船）都通报速度加不上，仅能维持低速前进；随着落潮流加剧，前后船都出现船舶倒退现象，紧急召唤拖轮协助控制位置（如图3所示）。
当时有轻载船出槽后速度迅速反弹，恢复到正常航行，但作者引领的重载船只能在航槽内等待，一直到1815时船舶才停止后退出现前进速度，并随着潮汐变化航速逐渐恢复正常（如图4所示）。
原因分析
1、潮流分析
1.1潮流特征
长江口深水航道自D15灯浮以内由于航槽两侧筑有导堤（丁字坝），潮流呈现往复流特征。船舶在交通管制时间（北槽深水航道交通管制时间为长兴高潮前4小时～长兴高潮前1小时）结束后进口，一路顶流航行；1428时抵达牛皮礁灯桩（牛皮礁灯桩附近1351左右开始初落流），落流影响明显开始加剧，船舶仅以2节左右的速度航行；1720～1815时段（长兴高潮后5小时左右），正是急落流时段，船舶被动地以低于1节的速度后退；1815以后潮流渐缓，船舶航速才逐渐恢复正常。
1.2最大流速
根据海测部门2010年8月北槽定点水文测验各测点资料，笔者对“朝阳门”轮出现船舶速度骤降和倒航”现象水域的水文测点数据进行分析，将各测点出现最大流速的数据进行统计列表如下：
从表1中可以看出，在D15灯浮附近水域，大潮汛时最大流速可以达到2.81m/s（5.46节）；在D18灯浮附近水域，大潮汛时最大流速可以达到3.51m/s（6.82节）；在D21灯浮附近水域，大潮汛时最大流速可以达到3.30m/s（6.41节）。由此可见，在“朝阳门”轮出现船舶速度骤降和倒航现象水域的最大流速可以达到6.82节，由于定点水文测验各测点的位置处于航槽边缘，航槽内的水流可能更急，最大流速还要更大一些，所以潮流影响的确不可小觑。
2、排除搁浅或触及“水下沙丘”的可能
2.1富余水深
富余水深的计算：船舶出现速度骤降和倒航现象的船位可以参阅牛皮礁验潮站的潮时和潮高，就拿牛皮礁低潮1727（083）来计算，UKC = 12.5+0.83-9.69 = 3.64m，远远大于北槽航道规定的"船舶富余水深应不小于船舶吃水的12%"即9.69*0.12 = 1.16m，所以船舶富余水深不存在任何问题。
2.2搁浅或触及“水下沙丘”的特征
船舶航行浅滩地段会出现如下特征：重载快速过浅滩，因富余水位不多，船尾下坐，速度减慢，转速表转速指针下降；主机运转不均匀，船体强烈震动；船首两侧浪花推开由大变小，两舷水流变慢，舵效反应迟钝；如发现涨流自尾部向前流动，则船已经搁浅无法移动。船舶偶尔触及“水下沙丘”于舷侧，如触及在右舷侧，则船首突然偏右，反之则偏左；如出现船突然“停滞”的感觉，则船体中部触及“水下沙丘”；船突然出现颠簸，则已冲过“水下沙丘”。
2.3排除搁浅或触及“水下沙丘”的可能
船舶出现速度骤降和倒航现象时，没有产生上述搁浅或触及“水下沙丘”的任何特征，再加上船舶富余水深不存在任何问题，从而基本排除了船舶搁浅或触及“水下沙丘”的可能性。
3、产生船舶速度骤降和倒航现象的内在原因
3.1 北槽航道航槽内水深流急
北槽航道两侧导堤（丁字坝）对流速存在较大的影响，丁字坝筑成之后，航槽内的潮流明显加强，对船舶航行的影响很大。深水航道槽内水深为12.5米，航槽两侧外缘水深普遍在8～9米（局部航槽外缘水深还只有7.0米左右），槽内很深，槽外比较浅，导致深水航道航槽内潮流明显大于航槽外潮流，航槽内水深流急，根据实际流速测量的结果，现在北槽航道的流速与原来相比明显增强，洪水季大潮汛时，流速可能要达到6～7节。流速的增加，对船舶的航行安全造成了一定的影响，特别是顶流航行速度较慢的进口船舶。
3.2 北槽航道部分弯曲水域出现流沙或泥浆淤积的现象
北槽航道水深变深后，加上丁字坝对水流的阻滞和反射作用，部分弯曲水域出现流沙或泥浆淤积的现象。现在北槽航道总共有三个弯曲水域，D12灯浮、D25灯浮及D36灯浮弯曲水域。D12灯浮弯曲水域由于南北两侧的导堤（丁字坝）还没有延伸至此处，水流畅通，不存在流沙或泥浆淤积的现象；D36灯浮弯曲水域处于北槽航道西侧接近端部，加上弯道曲度不是很大（进口方向航向从281°转为293°），目前来看，流沙或泥浆淤积的现象不是很明显；而D25灯浮弯曲水域正处于北槽航道的中部，加上弯道曲度很大（进口方向航向从305°转为281°），流沙或泥浆淤积的现象相当突出。
3.3 槽底泥沙淤积导致船舶航行阻力大幅度上升
洪水季大潮汛落流时段，长江上游有大量泥沙倾泄而下，在D25灯浮弯曲水域由于航道两侧丁字坝对水流的阻滞和反射作用，航槽内出现流沙或泥浆淤积的现象，也就是人们通常所说的“水下流动的沙丘”，航道底部区域水层的密度急剧增大，附着在船体的质量成倍增加，船舶航行阻力增大，航速大幅度下降。
3.4 船舶主机负荷过大，转速上不去
由于上述种种原因，船舶阻力逐渐增加，主机的转速和航速自动下降，此时切不可因为船舶航速降低了而加大油门，从而造成主机超负荷运行。
4、产生船舶速度骤降和倒航现象的理论分析
4.1 狭窄航道的船舶阻力
船舶在航槽内航行，就如同行驶在一个狭窄航道。狭窄航道对航行中船舶所产生的阻力增值与浅水航道一样，影响着船舶航速的提高。当船舶航行在狭窄航道上时，因水流拥挤，船首压力较高，易产生拥水现象，船尾压力较低，导致吃水增加；其次，岸壁对船行波的反射，以及水流与河床、岸壁的摩擦都引起阻力的增加。因此过水断面太小的航道对船舶阻力的影响是非常不利的。狭窄航道的阻力是随着航速增加和过水断面缩小而增大，而且后者所引起的阻力增值比前者快得多。
4.2 船舶摩擦阻力的变化
出现船舶速度骤降和倒航现象时，船舶依然保持在一定的转速下前进，所以首先可以确定是由于船舶阻力急剧增加导致船速骤降甚至船舶倒退。
结论与建议
1、主要结论
1.1 出现船舶速度骤降和倒航现象的原因
槽底泥沙淤积导致船舶航行阻力大幅度上升。洪水季大潮汛落流时段，长江上游有大量泥沙倾泄而下，在D25灯浮弯曲水域由于航道两侧丁字坝对水流的阻滞和反射作用，航槽内出现流沙或泥浆淤积的现象，航道底部区域水层的密度急剧增大，附着在船体的质量成倍增加，船舶航行阻力增大，航速大幅度下降。这是出现船舶速度骤降和倒航现象的根本原因。
潮流对船舶航行的影响不可小觑。洪水季大潮汛时，北槽深水航道流速的增加，对船舶的航行安全造成了一定的影响，特别是顶流航行船速较慢的进口船。这是船舶发生这些现象的重要原因。
在狭窄航道航行船舶阻力增大。船舶在北槽深水航道内航行，就如同行驶在一个狭窄航道，而狭窄航道的阻力随着航速的增加和过水断面的缩小而增大，并且后者所引起的阻力增值比前者快得多。这是出现船舶速度骤降和倒航现象的原因之一。
船舶阻力逐渐增加，导致主机负荷过大，转速上不去。这也是出现船舶速度骤降和倒航现象的原因之一。
1.2 船舶速度骤降和倒航现象导致的后果
出现船舶速度骤降和倒航现象，船舶在航道内难以控制自己的船位，船舶存在碰撞、搁浅或泄漏的风险，无论是从经济效益还是安全效益的角度出发，都是一种必须排除的现象。
出现船舶速度骤降和倒航现象，很容易造成北槽深水航道船舶拥堵的局面，落水时段进口的船舶只有等到潮水平缓接近初涨时才有一定的前进速度，而北槽深水航道第一批趁着落末水进口的集装箱船舶会很快就接近他们的尾部，由于前面船舶一艘接着一艘，后面进口的船舶就只能尾随航行，再后面进口的船舶慢慢又跟了上来，拥堵局面就这样逐渐形成。
北槽深水航道作为一条黄金水道，如果出现船舶碰撞、搁浅或泄漏从而造成整个航道瘫痪，其后果不堪设想。同样，如果经常出现大规模船舶拥堵从而导致航道资源的浪费，也是管理部门不愿看到的结果。
2、建议
2.1 对航行船舶的建议
鉴于长江口深水航道的重要性以及船舶在特殊时间、航段航行的危险性，笔者建议：洪水季大潮汛时，长兴高潮后的时间段，除了船速较快的集装箱船舶外，其他船舶应避免从北槽航道进口。
在长兴高潮后时间段进口的船舶，吃水应该有一定的限制，富余水深应至少保持在4米以上。也就是说，尽量不要安排吃水超过9米的船舶进口。
2.2 对管理部门的建议
控制低速船舶的进槽时间。管理部门应建立慢速船舶的数据库，记录相关船舶的船龄、船况、航速等船舶信息。针对个别航速极慢的船舶，要求其进槽时必须提供相关的航行保障措施。在大潮汛等特殊情况下，控制慢速船舶进槽时间；针对这类船舶的特点和几何北槽的潮汐特点和实际情况，集中安排它们在长兴高潮前6～7小时的时间段内进入北槽。因为在这个时间段内进槽可以使流速对船舶的影响降至最低，从而避免对交通管制时间内进入北槽的重载船舶产生过多的影响。
建议航道管理部门和（或）通航管理部门采用通航流量实际数据的测量、特定船模的航行试验等方法开展相关方面的研究，积极采取措施对深水航道进行必要维护，进一步完善通航管理措施和试通航管理规定，切实保障长江口深水航道的安全畅通和船舶航行安全。
参考文献：
[1] 盛振邦等.船舶原理[M].上海：上海交大出版社，2003.
[2] 陆志材.船舶操纵[M].大连：大连海事大学出版社，2006.
[3] 智广路，杨晓东，陈爱平.上海港航路指南[M].大连：大连海事大学出版社，2006.
[4] 上海市航海学会，上海港引航管理站.上海港引航实用手册[M].上海：上海远东出版社，2003.
[5] 上海海事局.长江口深水航道（12.5米）试通航期间通航安全管理办法[S].上海：2010.
[6] 交通部.长江上海段船舶定线制规定[S].北京：2005.
[7] 上海海事局海测大队.长江口南港、南北槽2010年度洪枯季水文潮流资料[R].上海：2011.
[8] 胡绪锠.浅水航道与狭窄航道对船舶阻力的影响[J].水运工程.1984年第6期.
[9] 朱伟.浅谈浅水道航行对船舶工况的影响[J].天津航海.2007年第1期.
（作者单位：上海港引航站）
2.3排除搁浅或触及“水下沙丘”的可能
船舶出现速度骤降和倒航现象时，没有产生上述搁浅或触及“水下沙丘”的任何特征，再加上船舶富余水深不存在任何问题，从而基本排除了船舶搁浅或触及“水下沙丘”的可能性。
3、产生船舶速度骤降和倒航现象的内在原因
3.1 北槽航道航槽内水深流急
北槽航道两侧导堤（丁字坝）对流速存在较大的影响，丁字坝筑成之后，航槽内的潮流明显加强，对船舶航行的影响很大。深水航道槽内水深为12.5米，航槽两侧外缘水深普遍在8～9米（局部航槽外缘水深还只有7.0米左右），槽内很深，槽外比较浅，导致深水航道航槽内潮流明显大于航槽外潮流，航槽内水深流急，根据实际流速测量的结果，现在北槽航道的流速与原来相比明显增强，洪水季大潮汛时，流速可能要达到6～7节。流速的增加，对船舶的航行安全造成了一定的影响，特别是顶流航行速度较慢的进口船舶。
3.2 北槽航道部分弯曲水域出现流沙或泥浆淤积的现象
北槽航道水深变深后，加上丁字坝对水流的阻滞和反射作用，部分弯曲水域出现流沙或泥浆淤积的现象。现在北槽航道总共有三个弯曲水域，D12灯浮、D25灯浮及D36灯浮弯曲水域。D12灯浮弯曲水域由于南北两侧的导堤（丁字坝）还没有延伸至此处，水流畅通，不存在流沙或泥浆淤积的现象；D36灯浮弯曲水域处于北槽航道西侧接近端部，加上弯道曲度不是很大（进口方向航向从281°转为293°），目前来看，流沙或泥浆淤积的现象不是很明显；而D25灯浮弯曲水域正处于北槽航道的中部，加上弯道曲度很大（进口方向航向从305°转为281°），流沙或泥浆淤积的现象相当突出。
3.3 槽底泥沙淤积导致船舶航行阻力大幅度上升
洪水季大潮汛落流时段，长江上游有大量泥沙倾泄而下，在D25灯浮弯曲水域由于航道两侧丁字坝对水流的阻滞和反射作用，航槽内出现流沙或泥浆淤积的现象，也就是人们通常所说的“水下流动的沙丘”，航道底部区域水层的密度急剧增大，附着在船体的质量成倍增加，船舶航行阻力增大，航速大幅度下降。
3.4 船舶主机负荷过大，转速上不去
由于上述种种原因，船舶阻力逐渐增加，主机的转速和航速自动下降，此时切不可因为船舶航速降低了而加大油门，从而造成主机超负荷运行。
4、产生船舶速度骤降和倒航现象的理论分析
4.1 狭窄航道的船舶阻力
船舶在航槽内航行，就如同行驶在一个狭窄航道。狭窄航道对航行中船舶所产生的阻力增值与浅水航道一样，影响着船舶航速的提高。当船舶航行在狭窄航道上时，因水流拥挤，船首压力较高，易产生拥水现象，船尾压力较低，导致吃水增加；其次，岸壁对船行波的反射，以及水流与河床、岸壁的摩擦都引起阻力的增加。因此过水断面太小的航道对船舶阻力的影响是非常不利的。狭窄航道的阻力是随着航速增加和过水断面缩小而增大，而且后者所引起的阻力增值比前者快得多。
4.2 船舶摩擦阻力的变化
出现船舶速度骤降和倒航现象时，船舶依然保持在一定的转速下前进，所以首先可以确定是由于船舶阻力急剧增加导致船速骤降甚至船舶倒退。
结论与建议
1、主要结论
1.1 出现船舶速度骤降和倒航现象的原因
槽底泥沙淤积导致船舶航行阻力大幅度上升。洪水季大潮汛落流时段，长江上游有大量泥沙倾泄而下，在D25灯浮弯曲水域由于航道两侧丁字坝对水流的阻滞和反射作用，航槽内出现流沙或泥浆淤积的现象，航道底部区域水层的密度急剧增大，附着在船体的质量成倍增加，船舶航行阻力增大，航速大幅度下降。这是出现船舶速度骤降和倒航现象的根本原因。
潮流对船舶航行的影响不可小觑。洪水季大潮汛时，北槽深水航道流速的增加，对船舶的航行安全造成了一定的影响，特别是顶流航行船速较慢的进口船。这是船舶发生这些现象的重要原因。
在狭窄航道航行船舶阻力增大。船舶在北槽深水航道内航行，就如同行驶在一个狭窄航道，而狭窄航道的阻力随着航速的增加和过水断面的缩小而增大，并且后者所引起的阻力增值比前者快得多。这是出现船舶速度骤降和倒航现象的原因之一。
船舶阻力逐渐增加，导致主机负荷过大，转速上不去。这也是出现船舶速度骤降和倒航现象的原因之一。
1.2 船舶速度骤降和倒航现象导致的后果
出现船舶速度骤降和倒航现象，船舶在航道内难以控制自己的船位，船舶存在碰撞、搁浅或泄漏的风险，无论是从经济效益还是安全效益的角度出发，都是一种必须排除的现象。
出现船舶速度骤降和倒航现象，很容易造成北槽深水航道船舶拥堵的局面，落水时段进口的船舶只有等到潮水平缓接近初涨时才有一定的前进速度，而北槽深水航道第一批趁着落末水进口的集装箱船舶会很快就接近他们的尾部，由于前面船舶一艘接着一艘，后面进口的船舶就只能尾随航行，再后面进口的船舶慢慢又跟了上来，拥堵局面就这样逐渐形成。
北槽深水航道作为一条黄金水道，如果出现船舶碰撞、搁浅或泄漏从而造成整个航道瘫痪，其后果不堪设想。同样，如果经常出现大规模船舶拥堵从而导致航道资源的浪费，也是管理部门不愿看到的结果。
2、建议
2.1 对航行船舶的建议
鉴于长江口深水航道的重要性以及船舶在特殊时间、航段航行的危险性，笔者建议：洪水季大潮汛时，长兴高潮后的时间段，除了船速较快的集装箱船舶外，其他船舶应避免从北槽航道进口。
在长兴高潮后时间段进口的船舶，吃水应该有一定的限制，富余水深应至少保持在4米以上。也就是说，尽量不要安排吃水超过9米的船舶进口。
2.2 对管理部门的建议
控制低速船舶的进槽时间。管理部门应建立慢速船舶的数据库，记录相关船舶的船龄、船况、航速等船舶信息。针对个别航速极慢的船舶，要求其进槽时必须提供相关的航行保障措施。在大潮汛等特殊情况下，控制慢速船舶进槽时间；针对这类船舶的特点和几何北槽的潮汐特点和实际情况，集中安排它们在长兴高潮前6～7小时的时间段内进入北槽。因为在这个时间段内进槽可以使流速对船舶的影响降至最低，从而避免对交通管制时间内进入北槽的重载船舶产生过多的影响。
建议航道管理部门和（或）通航管理部门采用通航流量实际数据的测量、特定船模的航行试验等方法开展相关方面的研究，积极采取措施对深水航道进行必要维护，进一步完善通航管理措施和试通航管理规定，切实保障长江口深水航道的安全畅通和船舶航行安全。
参考文献：
[1] 盛振邦等.船舶原理[M].上海：上海交大出版社，2003.
[2] 陆志材.船舶操纵[M].大连：大连海事大学出版社，2006.
[3] 智广路，杨晓东，陈爱平.上海港航路指南[M].大连：大连海事大学出版社，2006.
[4] 上海市航海学会，上海港引航管理站.上海港引航实用手册[M].上海：上海远东出版社，2003.
[5] 上海海事局.长江口深水航道（12.5米）试通航期间通航安全管理办法[S].上海：2010.
[6] 交通部.长江上海段船舶定线制规定[S].北京：2005.
[7] 上海海事局海测大队.长江口南港、南北槽2010年度洪枯季水文潮流资料[R].上海：2011.
[8] 胡绪锠.浅水航道与狭窄航道对船舶阻力的影响[J].水运工程.1984年第6期.
[9] 朱伟.浅谈浅水道航行对船舶工况的影响[J].天津航海.2007年第1期.
（作者单位：上海港引航站）
2.3排除搁浅或触及“水下沙丘”的可能
船舶出现速度骤降和倒航现象时，没有产生上述搁浅或触及“水下沙丘”的任何特征，再加上船舶富余水深不存在任何问题，从而基本排除了船舶搁浅或触及“水下沙丘”的可能性。
3、产生船舶速度骤降和倒航现象的内在原因
3.1 北槽航道航槽内水深流急
北槽航道两侧导堤（丁字坝）对流速存在较大的影响，丁字坝筑成之后，航槽内的潮流明显加强，对船舶航行的影响很大。深水航道槽内水深为12.5米，航槽两侧外缘水深普遍在8～9米（局部航槽外缘水深还只有7.0米左右），槽内很深，槽外比较浅，导致深水航道航槽内潮流明显大于航槽外潮流，航槽内水深流急，根据实际流速测量的结果，现在北槽航道的流速与原来相比明显增强，洪水季大潮汛时，流速可能要达到6～7节。流速的增加，对船舶的航行安全造成了一定的影响，特别是顶流航行速度较慢的进口船舶。
3.2 北槽航道部分弯曲水域出现流沙或泥浆淤积的现象
北槽航道水深变深后，加上丁字坝对水流的阻滞和反射作用，部分弯曲水域出现流沙或泥浆淤积的现象。现在北槽航道总共有三个弯曲水域，D12灯浮、D25灯浮及D36灯浮弯曲水域。D12灯浮弯曲水域由于南北两侧的导堤（丁字坝）还没有延伸至此处，水流畅通，不存在流沙或泥浆淤积的现象；D36灯浮弯曲水域处于北槽航道西侧接近端部，加上弯道曲度不是很大（进口方向航向从281°转为293°），目前来看，流沙或泥浆淤积的现象不是很明显；而D25灯浮弯曲水域正处于北槽航道的中部，加上弯道曲度很大（进口方向航向从305°转为281°），流沙或泥浆淤积的现象相当突出。
3.3 槽底泥沙淤积导致船舶航行阻力大幅度上升
洪水季大潮汛落流时段，长江上游有大量泥沙倾泄而下，在D25灯浮弯曲水域由于航道两侧丁字坝对水流的阻滞和反射作用，航槽内出现流沙或泥浆淤积的现象，也就是人们通常所说的“水下流动的沙丘”，航道底部区域水层的密度急剧增大，附着在船体的质量成倍增加，船舶航行阻力增大，航速大幅度下降。
3.4 船舶主机负荷过大，转速上不去
由于上述种种原因，船舶阻力逐渐增加，主机的转速和航速自动下降，此时切不可因为船舶航速降低了而加大油门，从而造成主机超负荷运行。
4、产生船舶速度骤降和倒航现象的理论分析
4.1 狭窄航道的船舶阻力
船舶在航槽内航行，就如同行驶在一个狭窄航道。狭窄航道对航行中船舶所产生的阻力增值与浅水航道一样，影响着船舶航速的提高。当船舶航行在狭窄航道上时，因水流拥挤，船首压力较高，易产生拥水现象，船尾压力较低，导致吃水增加；其次，岸壁对船行波的反射，以及水流与河床、岸壁的摩擦都引起阻力的增加。因此过水断面太小的航道对船舶阻力的影响是非常不利的。狭窄航道的阻力是随着航速增加和过水断面缩小而增大，而且后者所引起的阻力增值比前者快得多。
4.2 船舶摩擦阻力的变化
出现船舶速度骤降和倒航现象时，船舶依然保持在一定的转速下前进，所以首先可以确定是由于船舶阻力急剧增加导致船速骤降甚至船舶倒退。
结论与建议
1、主要结论
1.1 出现船舶速度骤降和倒航现象的原因
槽底泥沙淤积导致船舶航行阻力大幅度上升。洪水季大潮汛落流时段，长江上游有大量泥沙倾泄而下，在D25灯浮弯曲水域由于航道两侧丁字坝对水流的阻滞和反射作用，航槽内出现流沙或泥浆淤积的现象，航道底部区域水层的密度急剧增大，附着在船体的质量成倍增加，船舶航行阻力增大，航速大幅度下降。这是出现船舶速度骤降和倒航现象的根本原因。
潮流对船舶航行的影响不可小觑。洪水季大潮汛时，北槽深水航道流速的增加，对船舶的航行安全造成了一定的影响，特别是顶流航行船速较慢的进口船。这是船舶发生这些现象的重要原因。
在狭窄航道航行船舶阻力增大。船舶在北槽深水航道内航行，就如同行驶在一个狭窄航道，而狭窄航道的阻力随着航速的增加和过水断面的缩小而增大，并且后者所引起的阻力增值比前者快得多。这是出现船舶速度骤降和倒航现象的原因之一。
船舶阻力逐渐增加，导致主机负荷过大，转速上不去。这也是出现船舶速度骤降和倒航现象的原因之一。
1.2 船舶速度骤降和倒航现象导致的后果
出现船舶速度骤降和倒航现象，船舶在航道内难以控制自己的船位，船舶存在碰撞、搁浅或泄漏的风险，无论是从经济效益还是安全效益的角度出发，都是一种必须排除的现象。
出现船舶速度骤降和倒航现象，很容易造成北槽深水航道船舶拥堵的局面，落水时段进口的船舶只有等到潮水平缓接近初涨时才有一定的前进速度，而北槽深水航道第一批趁着落末水进口的集装箱船舶会很快就接近他们的尾部，由于前面船舶一艘接着一艘，后面进口的船舶就只能尾随航行，再后面进口的船舶慢慢又跟了上来，拥堵局面就这样逐渐形成。
北槽深水航道作为一条黄金水道，如果出现船舶碰撞、搁浅或泄漏从而造成整个航道瘫痪，其后果不堪设想。同样，如果经常出现大规模船舶拥堵从而导致航道资源的浪费，也是管理部门不愿看到的结果。
2、建议
2.1 对航行船舶的建议
鉴于长江口深水航道的重要性以及船舶在特殊时间、航段航行的危险性，笔者建议：洪水季大潮汛时，长兴高潮后的时间段，除了船速较快的集装箱船舶外，其他船舶应避免从北槽航道进口。
在长兴高潮后时间段进口的船舶，吃水应该有一定的限制，富余水深应至少保持在4米以上。也就是说，尽量不要安排吃水超过9米的船舶进口。
2.2 对管理部门的建议
控制低速船舶的进槽时间。管理部门应建立慢速船舶的数据库，记录相关船舶的船龄、船况、航速等船舶信息。针对个别航速极慢的船舶，要求其进槽时必须提供相关的航行保障措施。在大潮汛等特殊情况下，控制慢速船舶进槽时间；针对这类船舶的特点和几何北槽的潮汐特点和实际情况，集中安排它们在长兴高潮前6～7小时的时间段内进入北槽。因为在这个时间段内进槽可以使流速对船舶的影响降至最低，从而避免对交通管制时间内进入北槽的重载船舶产生过多的影响。
建议航道管理部门和（或）通航管理部门采用通航流量实际数据的测量、特定船模的航行试验等方法开展相关方面的研究，积极采取措施对深水航道进行必要维护，进一步完善通航管理措施和试通航管理规定，切实保障长江口深水航道的安全畅通和船舶航行安全。
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（作者单位：上海港引航站）
