过巴拿马运河船舶的水尺控制计算
巴拿马运河过船原理
巴拿马运河过船原理巴拿马运河是连接大西洋和太平洋的重要航道，它的运行原理是通过船舶利用水位差和船闸的工作原理，实现船只的顺利通过。
下面将详细介绍巴拿马运河过船的原理。
巴拿马运河是一条人工运河，全长约80公里。
为了克服大西洋和太平洋之间的海拔差异，巴拿马运河采用了闸室系统。
闸室是一种大型的水利工程设施，由一系列的闸门和水泵组成。
船只通过这些闸室逐级升降，以适应不同水位的变化。
在巴拿马运河的船闸系统中，主要包括三个部分：船闸、填水和排水系统。
船只进入船闸，船闸门关闭后，开始进行填水操作。
填水是通过水泵将水从高处的水池引入船闸中，使水位逐渐上升。
填水的过程中，船只随着水位的上升逐渐升高，直到与下一级船闸的水位相等。
当船只进入下一级船闸后，船闸门关闭，开始排水操作。
排水是通过排水泵将船闸中的水抽出，使水位逐渐下降。
排水的过程中，船只随着水位的下降逐渐降低，直到与下一级船闸的水位相等。
如此循环往复，船只逐级通过船闸，最终完成对巴拿马运河的穿越。
巴拿马运河的过船原理基于阿基米德原理。
根据阿基米德原理，浸入液体中的物体所受的浮力等于其排开的液体的重量。
在过船的过程中，船只通过船闸的填水和排水操作，改变了船闸内的水位，从而产生了浮力，使船只能够顺利通过。
除了船闸系统，巴拿马运河还配备了导航系统和辅助设施，以确保船只的安全通行。
导航系统包括灯塔、导航标志和雷达等设备，用于指引船只的航行方向。
辅助设施包括拖船和锚泊区，用于帮助船只在运河中航行和停靠。
巴拿马运河的过船原理使得船只能够快速、安全地穿越大西洋和太平洋之间的水域。
通过船闸的填水和排水操作，船只可以顺利适应不同水位的变化，保证航行的顺利进行。
这一运行原理的成功应用，使得巴拿马运河成为了世界上最重要的航道之一，为国际贸易和航运提供了极大的便利。
巴拿马运河过船的原理是通过船闸的填水和排水操作，利用阿基米德原理产生的浮力，使船只能够顺利通过不同水位的船闸。
这一运行原理的应用使得巴拿马运河成为了一条重要的国际航道，对于促进全球贸易和航运发挥着重要作用。
[知识]不同密度水域时吃水差的计算方法
![[知识]不同密度水域时吃水差的计算方法](https://img.taocdn.com/s3/m/0f3bf190bdeb19e8b8f67c1cfad6195f302be855.png)
不同密度水域时吃水差的计算方法1．方法一：不同比重水区对吃水差影响及计算方法。
在船舶排水量计算中我们知道，同一船舶在总重量相同的情况下，它在不同密度的水域中，排开水的体积是不同的，吃水差亦也不相同。
海水密度的变化引起的吃水差变化是一个不容忽视的问题，大型船舶在出入不同密度的水域，当所经航道有水深限制时，更应引起注意。
计算吃水差公式T = D (LCG – LCB) / 100 X MTC式中T –吃水差；D –排水量；LCG –重心距舯距离；LCB –浮心距中距离；MTC –每厘米纵倾力矩。
由于船舶建造过程中船型结构的原因，每艘船舶浮心距舯距离（LCB）都随着吃水的增加而逐渐后移。
因比，船舶从密度大的水域驶入密度小的水域，排水量体积增加，平均吃水增加，因船舶重量未变动故船舶重心距舯距离（LCG）不改变。
某轮在密度有1.025的标准海水中，平均吃水11.66米，查得当时的排水量D = 68768，LCB = 5.89 （舯前），MTC = 984.5，经计算得重心距舯距离LCG = 5.71（舯前）。
（也可从配载仪上求得）。
（1）首先计算在标准海水中的吃水差：根据吃水差公式T = D（LCG - LCB）/100 MTC = 68768 X (5.71 – 5.89) / 100 X 984.5 = -12.6 cm（2）计算驶入巴拿马湖水（0.995）后新的排水量68786 X 1.025 / 0.995 = 70841（3）以排水量有引数，反查表得出在运河中：吃水= 11.89LCB = 5.71 （舯前）MTC= 996.8LCG = 5.71 （舯前），（货物未动，重心不变）（4）计算驶入运河的吃水差T = 70841 X （5.71 – 5.71）/ 100 X 996.8 = 0 即船在运河中前后平吃水，吃水差为0。
（5）进入运河前后吃水差比较进入运河前尾倾12.6厘米，进入运河后平吃水（11.89米）即首倾增加的12.6厘米，尾倾减少12.6厘米。
江轮水尺计算公式
江轮水尺计算公式江轮水尺是一种用于测量河流水位的仪器，它通过测量水面与固定点之间的垂直距离来确定水位高度。
江轮水尺的测量原理基于水压力的变化，通过测量水面与水压力传感器之间的垂直距离，可以计算出水位高度。
江轮水尺的测量精度较高，可以满足不同水位测量的需求。
江轮水尺的计算公式是根据水压力的原理推导而来的，它可以通过测量水面与水压力传感器之间的垂直距离来计算出水位高度。
江轮水尺的计算公式如下：H = h + d。
其中，H表示水位高度，h表示水面与水压力传感器之间的垂直距离，d表示水压力传感器距离江轮的垂直距离。
通过这个公式，可以准确地计算出水位高度。
在实际使用江轮水尺进行水位测量时，首先需要将水压力传感器安装在固定点上，然后通过测量水面与水压力传感器之间的垂直距离来确定h的数值，最后再通过测量水压力传感器距离江轮的垂直距离来确定d的数值，将这两个数值代入上述公式中，即可得到准确的水位高度。
江轮水尺的计算公式是基于水压力原理推导而来的，因此在实际使用中需要注意以下几点：1. 安装位置的选择，水压力传感器的安装位置需要选择在水位变化较小的地方，以确保测量的准确性。
2. 测量精度的控制，在测量水面与水压力传感器之间的垂直距离时，需要使用精密的测量工具，以确保测量的准确性。
3. 环境因素的考虑，在进行水位测量时，需要考虑环境因素对测量结果的影响，如温度、湿度等因素。
通过江轮水尺的计算公式，可以准确地测量出水位高度，满足不同水位测量的需求。
在实际使用中，需要注意安装位置的选择、测量精度的控制以及环境因素的考虑，以确保测量结果的准确性。
江轮水尺作为一种重要的水位测量仪器，为水文测量工作提供了重要的技术支持。
苏伊士运河,巴拿马运河对航行船舶的要求
苏伊⼠运河,巴拿马运河对航⾏船舶的要求苏伊⼠运河对航⾏船舶的要求⼀、船舶舱室要求1.为引⽔员提供适当的起居处所（⾼级船员级）。
2.为过运河时在船上的6~9名带缆艇艇员和2名看管运河探照灯的岸上电⼯提供⼀个有遮蔽的处所。
⼆、系泊索在甲板上适当地点⾄少应准备6根具有索端眼环的柔性可浮式系泊索，以备必要时在运河内靠绑⽤。
其布置务必做到能迅速操作。
如果船上备有牵引系泊钢索，则上述绳索可减为4根。
对油船、液化⽯油⽓船、液化天然⽓船或任何装运易燃物质船舶，禁⽌使⽤在操作时会发⽣⽕花的系泊索。
为了便于操作，要求钢质系泊索周长不⼤于140毫⽶（5.5英⼨）。
三、防⽕钢丝索所有船舶应备有防⽕钢丝索2根，分别系牢在船⾸尾两端，并垂挂在舷外，以备应急时使⽤。
四、舵⾓指⽰器和主机转速指⽰器在驾驶台应安装舵⾓批⽰器和主机转速批⽰器，其位置与照明便于引⽔员不离开岗位⽽能读取。
五、探照灯⼀盏探照灯设置在船⾸端中⼼轴线上，要求能照亮（约1勒克司）运河前⽅1800⽶远处，并能分为左右各5o⼆个光束，此⼆光束间的暗区可从0o调节到10o。
⽩炽灯功率对于30000总吨以下船舶为2000⽡。
30000总吨以上船舶为3000⽡。
如为其他型式灯具其发光强度不⼩于3×106坎德拉。
电器系统（开关、插头、插座、电缆）应为⼀级船⽤型。
防护等级符合IP55或类似标准。
严格要求在某⼀发电机发⽣故障停机时，确保探照灯不中断⼯作。
探照灯⼀般可以租⽤，但对球⿐⾸船、液化⽯油⽓运输船和液化天然⽓运输船⼀定要⾃备探照灯。
直接从海上进⼊运河的船舶也必须设置⾃备的探照灯。
六、⾼架灯（甲板灯）⾼架灯（OVERHEAD LIGHTS）应⾜够照亮本船周围所有⽅向，构成的照明区在⽔平⽅向最⼩距离为200⽶（约650英尺）。
七、桥楼探照灯在桥楼任何⼀舷设置桥楼探照灯作为过河和系泊时照亮河岸⽤。
构成照明功率在⼤⽓传递因数T=0.74时其照度约为4勒克司。
最⼩距离为200⽶。
水尺计量报告
水尺计量报告关于大副水尺计量的控制关于大副水尺计量的控制水尺计量（DRAUGHT SURVEY）是利用装卸前后水尺的变化计算。
它是散货计量最常见的方法。
水尺计量的过程虽不算复杂，可影响结果的因素诸多。
其计算公式、方法及各修正比较简单，一般也不会出错。
主要是那些多有争议而又无法举证的不定因素的影响，通过对这些不定因素的有利控制，顺利完成有利船方的水尺计量。
要完成一次有利船方的水尺计量，要控制好其中的四大环节：水尺观测、水密度测量、压载水量取、做好必要的批注和适时递交LOP。
第一环节：水尺读取的控制一、做好观测前的准备工作，利用有利条件，减少各干扰因素。
1、平时,水尺标志要保持清晰可见。
抓住空载锚泊的有利时机，对水尺标志进行保养、刷新，确保其清晰，有利于水尺的准确读取2、在夜间，应加强照明。
如在夜间进行水尺观测时，应在水尺附近安装货灯，加强照明；3、如港水比较清澈，水面难以观测时，特别在夜间，可在水尺附近的水面撒些残货或灰尘，以便容易观测水面；4、如水面比较平静无法看清水线时，可检块石头或土块扔到水尺标志附近水中，使该水面出现荡漾，则便于观测；5、如港内涌浪较大时，特别是在敞开式泊位或锚地，观测时请随身带个计算器，可利用计算器将多次读取的上下数值进行平均，从概率学上说，该值也比较接近实际值；6、可适当调整缆绳松紧，稍控制有利船方的水尺数据。
如抵港时，保持缆绳不太受力，使船舶完全正常上浮；完货离港时，收紧各缆绳，特别是出缆位置比码头缆桩位置高时，使船舶受缆绳向下的拉力而水尺减少。
7、观测前，船上停止一切可能影响水尺观测的操作。
如压载水的排注、吊杆的移动、抛锚、舱盖的开关（特别舱盖的开关是向船首尾方向开关的）等作业。
8、观测前，可根据提单上的货量和船上的油水存量，自己先计算一下，平均水尺多少时才不会出现货差，以便观测时，心中有数。
9、如果在冬季，码头内档被冰封，水尺标志被冻住或被雪覆盖，可安装一条皮龙，保持出水冲着水尺标志，以防其被冻住，待要读取水尺时再将水龙移开。
艏垂线
艏垂线·水尺计重人们往往把‘艏柱’和‘艏垂线’画上等号，其实不然，‘艏柱’其实并不像字面上的理解：‘船首的一根柱子’。
古木船的船首确实存在一根柱子，其顶部还雕塑着海神的头像。
而现代的是钢铁船，艏柱是船舶首部最前端的构件，也是船体最重要的构件之一，船舶首部的外板、甲板、平台和舷侧的纵桁都是在艏柱处结束。
艏柱是一个受力构件，要承受各种外力作用，特别是船体与别的物体的激烈碰撞。
它们能增强船体承受波浪冲击力和水压力，还能承受纵向碰撞的震动。
所以，艏柱要有足够的刚度和强度，能承受各种外力冲击。
从下面的图片中，我们可以知道艏柱是什么东西了。
‘艏柱’是一个形态复杂的弯曲成S的钢构件，本文不是探讨其结构形式，只是想为我们同行介绍一点船舶知识，以免多年与船舶打交道，连‘艏柱’是什么都不知道，那就不应该了！接下来就要谈谈‘艏垂线’的定义：艏垂线——系指通过船舶艏柱前缘和夏季满载水线交点与基线垂直的线段。
（各位可以对照一下手头的有关‘艏垂线’的定义，其中不少是错误的）在这里我们艏垂线只用到艏柱的一个点，但是不少地方认为‘艏垂线’等于‘艏柱’；把‘艏吃水点至艏垂线距离’称为‘艏吃水点至艏柱距离’，就明显有问题了！大家知道，数学上点到直线的距离很容易得到，可是点到曲线的距离就不是普通数学能解决的问题了。
其实就这么一个问题，为什么总有人会错误地提出来呢？就连《水尺计重工作规范》也提：“水尺标记与柱距离”，难道我们就没人懂这个？艉垂线·水尺计重最近看到的“检验鉴定模拟试题”其中还有一道船舶基础知识“艉垂线”的题目：“船艉垂线指通过船艉柱后缘和夏季满载水线交点的垂线。
如没有船艉柱的船舶，则以舵杆中心为船艉垂线。
”其标准答案是（√）我们不妨先分别用中英文对照，了解专业术语“艉柱”是什么东西：艉柱——在船尾的主要垂直木制件，用于紧固船舵。
sternpost——The principal vertical timber in a ship's stern, upon which the rudder is fastened.看到这里我想现代的钢质船应该是没有“艉柱”的，但是造船厂的朋友告诉我钢质船是有“艉柱”的。
巴拿马导览孔标准
巴拿马导览孔标准是指巴拿马运河上的船舶通行时，需要遵循的一系列规定和标准。
这些标准主要涉及船舶的尺寸、重量、吃水深度等方面，以确保船舶在通过运河时的安全和顺畅。
以下是一些关于巴拿马导览孔标准的基本信息：
1. 船舶尺寸：巴拿马运河的最大宽度为305米，最小宽度为227米。
因此，通过运河的船舶尺寸需要在这两个范围内。
此外，船舶的长度也有一定的限制，最大长度为365.75米。
2. 船舶重量：船舶的重量也是一个重要的考虑因素。
根据巴拿马运河管理局的规定，通过运河的船舶最大载重不得超过26万吨。
3. 吃水深度：船舶在通过运河时，需要确保其吃水深度不超过规定的范围。
巴拿马运河的最大吃水深度为19.5米，最小吃水深度为12.5米。
4. 船闸操作：为了确保船舶顺利通过运河，船闸的操作也需要遵循一定的标准。
这包括船舶在进入船闸前的速度控制、船闸内的水位调整等。
5. 安全检查：在船舶通过运河前，需要进行一系列的安全检查，以确保船舶符合巴拿马导览孔标准。
这包括对船舶的结构、设备、货物等方面的检查。
总之，巴拿马导览孔标准是为了确保船舶在通过巴拿马运河时的安全和顺畅而制定的一系列规定和标准。
了解这些标准有助于船舶驾驶员更好地遵守规定，确保航行安全。
水尺计量与控制
大副水尺计量中的控制水尺计量（DRAUGHT SURVEY）是利用装卸前后水尺的变化计算。
它是散货计量最常见的方法。
水尺计量的过程虽不算复杂，可影响结果的因素诸多。
其计算公式、方法及各修正比较简单，一般也不会出错。
主要是那些多有争议而又无法举证的不定因素的影响，通过对这些不定因素的有利控制，顺利完成有利船方的水尺计量。
要完成一次有利船方的水尺计量，要控制好其中的四大环节：水尺观测、水密度测量、压载水量取、做好必要的批注和适时递交LOP。
第一环节：水尺读取的控制一、做好观测前的准备工作，利用有利条件，减少各干扰因素。
1、平时,水尺标志要保持清晰可见。
抓住空载锚泊的有利时机，对水尺标志进行保养、刷新，确保其清晰，有利于水尺的准确读取2、在夜间，应加强照明。
如在夜间进行水尺观测时，应在水尺附近安装货灯，加强照明；3、如港水比较清澈，水面难以观测时，特别在夜间，可在水尺附近的水面撒些残货或灰尘，以便容易观测水面；4、如水面比较平静无法看清水线时，可检块石头或土块扔到水尺标志附近水中，使该水面出现荡漾，则便于观测；5、如港内涌浪较大时，特别是在敞开式泊位或锚地，观测时请随身带个计算器，可利用计算器将多次读取的上下数值进行平均，从概率学上说，该值也比较接近实际值；6、可适当调整缆绳松紧，稍控制有利船方的水尺数据。
如抵港时，保持缆绳不太受力，使船舶完全正常上浮；完货离港时，收紧各缆绳，特别是出缆位置比码头缆桩位置高时，使船舶受缆绳向下的拉力而水尺减少。
7、观测前，船上停止一切可能影响水尺观测的操作。
如压载水的排注、吊杆的移动、抛锚、舱盖的开关（特别舱盖的开关是向船首尾方向开关的）等作业。
8、观测前，可根据提单上的货量和船上的油水存量，自己先计算一下，平均水尺多少时才不会出现货差，以便观测时，心中有数。
9、如果在冬季，码头内档被冰封，水尺标志被冻住或被雪覆盖，可安装一条皮龙，保持出水冲着水尺标志，以防其被冻住，待要读取水尺时再将水龙移开。
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过巴拿马运河船舶的水尺控制计算
由于巴拿马运河对船舶吃水的限制(限制吃水为,GATUNLAKE船闸内水密度为,对于巴拿马
型散货船,货主总是要求船方能最大限度地利用船舶的装货能力,以提高其经济效益。但是,
如果控制不当,造成超水尺而不能安全过河,产生驳船、驳载等额外费用,必然给船东或租
家造成巨大损失。所以,如何确定最大装载吃水,如何控制船舶在运河中正好以运河限制的
平吃水过河便成为船舶驾驶员的重要任务之一。
以下笔者采用倒推法,结合我司LY轮实际,谈谈超水尺巴拿马型船如何进行过运河的吃水
控制计算。
1确定船舶在运河内密度为的淡水下的水尺
很显然,由于运河的限制,为达到最大装载吃水,此时的最佳水尺应为平吃水。
2确定船舶在进运河前密度为的标准海水下的水尺
为方便计算,这里假定为标准海水,也可以假定为装货港的水密度。
附:静水力参数表(HydrostaticTable)
Draught吃水 Displacement排水量 TPC每厘米吃水吨数 MTC每厘米纵倾力矩 LCB浮心纵向位置 LCF漂心纵向
位置
68713
68776
… … … … … …
68967
69030
… … … … … …
70810
(1)确定平均吃水。根据运河限制吃水,查静水力参数表(HydrostaticTable)得:平均吃水
dM=时,标准海水排水量△=70810t,每厘米吃水吨数TPC=cm。计算进运河前的平均吃水
B(MeanDraftBeforeTransitingCanal):
方法一,计算海淡水密度变化船舶的实际排水量△=△×=70810×=(t)；再由海水排水量,
反查静水力参数表经内插得进运河前的平均吃水dMB=。
方法二,同法计算出船舶实际排水量△=；再计算由于水密度变化引起的平均吃水海淡水变
化量δd=△×/100TPC=×/6370=(m)；进运河前的平均吃水dMB=。
(2)确定吃水差。由于海淡水密度的变化,当船舶从海水进入淡水时,船舶的水尺将发生变
化。但是随着吃水的变化,船舶水线下排水体积的变化是非线性的(首尾变化速率不一
致)。排水体积中心(浮心)和水线面中心(漂心)的位置也将随吃水发生变化。即:船舶从海
水进入淡水船身下沉时,船舶的浮心发生了转移,而一定装载下的船舶总重心不变,造成船
舶总纵倾力矩发生变化,使得船体不能保持平行下沉(一般首下沉大于尾下沉),吃水差发生
了变化。这里,笔者也介绍两种吃水差变化量的计算方法供大家参考。
方法一,当船舶在淡水中时,由平均吃水查静水力参数表得浮心纵向位置LCB淡=。此时船
舶平吃水,即重心与浮心在同一垂线上,故有:船舶重心纵向位置LG=LCB淡=；而船舶在进
运河前的海水时,由平均吃水dMB=查静水力参数表经内插得:漂心纵向位置LCF=,每厘米纵
倾力矩MTC=,浮心纵向位置LCB=,其中,浮心纵向位置LCB与重心纵向位置LG不在同一垂
线上,产生纵倾力矩M=△×(LG-LCB)=×+=(tm)；因此,吃水差变化量δt=M/MTC==(cm)。
(注:吃水差正值表示首倾,负值表示尾顷。部分教科书可能与此相反,在使用船舶货运资料
时要特别注意,以免造成大错)。
方法二,当船舶由海水进入淡水,船舶平均吃水发生了δd改变,对应的排水体积,即浮力也
发生了δ△改变,排水体积改变量δ△=100TPC×δd。而δ△部分的浮心应为其体积中心,
由于δd较小,近似看成在水线面面积中心,即漂心LCF=。即相当于δ△部分浮心由原浮心
LCB=移到了漂心LCF=,则有δt×MTC=δ△×(LCF-LCB),即δt=δ△×(LCF-
LCB)/MTC=100TPC×δd×(LCF-LCB)/MTC=100×××(一+/=(cm)。
(3)得到前后吃水。进运河前首吃水dFB=dMB-δt×(LBP/2-LCF)/LBP=一×
(215/2+/215=(m)；尾吃水dAB=dFB+δt=+=(m)。
3确定装货港水尺
根据从装货港到运河外船舶油水消耗量,以及装货港水密度到标准海水密度的变化(若有),
分别计算所引起的船舶平均吃水和吃水差的变化。以此算出装货港所要控制的水尺,以保
证到达运河时能以平吃水顺利过河。
4实际装载中还应考虑的因素
不难看出,以上计算的关键主要在于确定海淡水密度变化所引起的平均吃水变化量和吃水
差变化量。但以上仅是理论上的计算,而在装载实际中,笔者以为,至少还要考虑以下两种
影响:
(1)一般散货船满载时会有数厘米的中垂,这将会造成平均吃水DQM(Quarter Mean Draft)
刚好符合要求时,船肿吃水却已经超出,根据公式DQM=[DF+(DP+DS)×3+DA]/8(式中:DF为
船首吃水；DP为船肿左舷吃水；Ds为船肿右舷吃水；DA为船尾吃水)。不难推算出,超出
量为中垂量的1/4。这就要求驾驶员要留出一定余量,以免因中垂而超水尺。当然,在各舱
装货配载时,也可考虑中间舱适当少装货,以减少船舶的中垂影响。不过如果产生中拱,则
又会造成船首尾水尺超出,同样从平均吃水DQM的计算公式推算出,超出量约为中拱量的
3/4。
(2)当船舶由海水进入淡水时,船舶发生首下沉,实际吃水差变化量要比以上计算所得还
大。这是因为在首下沉过程中船上各未满载油水舱中的液体重心也将由后向前移动相当于
载荷的移动,由此造成首下沉的进一步增加。这一增加量一般会有数厘米之多,取决于各油
水舱的情况,如:液舱纵向长度、未满载油水舱数量等。这就要求驾驶员在预留吃水差时,
要比理论计算值大一些。
以上两种影响难以进行定量计算,但在实际操作中一定要考虑在内,并要注意靠经验积累来
确定其定量值。另外最好还要预留一二厘米的装货富余量,以方便在进运河时发现吃水不
符合要求,可以迅速通过首尖舱或尾尖舱压水来调节,使船舶能够顺利过河。除新船首航巴
拿马运河外,各船都会有一些以前的装载实例和过河水尺记录,都可以作为参考资料进行参
考。
为了在进运河前能够检验水尺是否会满足要求,最好用上述方法算出船舶到达
BalboaAnchorage(水密度或Cristobal(水密度进运河前的实际水密度对应的水尺,以便在
进运河前察看水尺进行检验,如有不满足,迅速通过首尖舱或尾尖舱压水来调节,使船舶能
够顺利过河。另外,以上所算出在Balboa和Cristobal的进运河前水尺,对一定的船舶的
各个航次是不变的,可以当作一项船舶资料保存。
作者：林金民??来源：航海技术