[科普中国]-富裕水深

富裕水深是指设计船舶在标准载重静浮状态时，船底龙骨下至航道底的最小距离。一般等于船舶航行下沉量(也称船舶动吃水)加船舶触底的安全富裕量。此外，结合航道的具体情况还考虑航道淤积，因风浪所引起的水面下降和船舶的摆荡以及施工预留超深等。

简介富裕水深是指设计船舶在标准载重静浮状态时，船底龙骨下至航道底的最小距离。一般等于船舶航行下沉量(也称船舶动吃水)加船舶触底的安全富裕量。此外，结合航道的具体情况还考虑航道淤积，因风浪所引起的水面下降和船舶的摆荡以及施工预留超深等1。

富裕水深确定在计算富余水深的时候，了解船舶吃水变化的因素很重要。从船舶操纵方面考虑，富余水深越大越安，如果从经济发面去思考，富余水深越小，经济效益越高。因此，在确定富余水深时，在安全方面和经济效益方面找到一个平衡点非常重要。

考虑到富余水深与船舶安全和经济效益密切相关，因此在确定富余水深时，应充分考虑到海域、港口、航道的具体特点，依据船舶尺度不同，应确定一个科学、恰当、实用的标准。但由于有很多因素影响富余水深，再加上某些个别因素对富余水深的影响规律还不能精确地确定，关于富余水深的统一标准还没有出现。尤其是在国内，还没出现实用全国各港口的统一富余水深方法。综合考虑起来，以下因素均影响富余水深：波浪、纵倾、航行下沉和水深安全余量等1。

影响确定船舶富裕水深值的要素1.水深误差

潮高受水文气象条件影响，实际的水文气象条件与编表的标准条件不同，所以由潮汐表得出的计算潮高有一定的误差。另外，由于测深技术的限制，海图记载的水深中含有一定的测量误差。

2.船体静态下沉量

船舶在开敞浅水域航行，因船速而引起的下沉量和拱垂变形所产生的下沉量相对来说随时间变化很小，故可看成相对固定的下沉量。

3.船体动态下沉量

船舶操舵旋回横倾和遇波浪摇荡所产生的下沉量随时间而不断变化，称动态下沉量。

4.浅水对船速的影响

一般认为当水深小于4 倍吃水时，浅水对船速将产生影响，即在船舶主机转速相同的条件下在浅水域中的船速比在深水域的船速减少。

5.安全操纵对富裕水深的要求

船底与水底距离的减少会使船舶的操纵性下降2。

波浪富裕水深波浪富裕水深是指因船舶在波浪作用下会产生垂直方向上的运动响应而给航道预留所需的富裕深度。由于船舶在波浪中的运动属于流固耦合运动，且海洋中波况是复杂多样的，各种因素对船舶运动的影响又互相联系，故波浪富裕水深一直是航道通航水深中最复杂、最难量化的部分。

为确定波浪富裕水深的取值，各国都会依据本国的实际情况制定相应的标准，有的采用固定值，比如加拿大《航道设计参数》中规定，对于没有掩护的航道可采取0.3 m 及以上的波浪富裕水深；有的采用船舶吃水的比值定量，比如英国《海工建筑物》在初设阶段建议采取船舶最大吃水的20%为波浪富裕水深。

粗略的估计方法难以满足船舶通航安全与经济的要求，过大的富裕水深会在经济上造成一定的损失，因此船舶物理模型试验和数值模拟等精确方法成为了当今的主流。物理模型试验结果可靠，但时间和费用较高。数值模拟凭借较低的成本和越来越高的精得到更广泛的应用3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所