壓載系統由水艙構成．它們沿著船長方向分布在雙層底、側壁或主甲板的下方。通過加滿或排空水艙來調整吃水深度、船體橫傾或縱傾平衡，使船舶保持穩定的漂浮狀態。
基本介紹
- 中文名：壓載系統
- 外文名：ballasting system
- 作用：減小船體變形
- 布置原則：支管式、總管式和管隧式
- 目的：調整船舶的穩心高度
- 所屬領域：交通工程
簡介,使用設備,作用,布置原則,管理背景,管理現狀,主要問題,國內對策探討,
簡介
壓載水系統主要由壓載水泵、壓載水管路、壓載艙及有關閥件組成。隨著船舶的種類、用途和噸位的不同，壓載水艙在船上的位置、大小和數量也不同。一般船上可用首尖艙、尾尖艙、雙層底艙、邊艙、頂邊艙與深艙等作為壓載水艙。首、尾尖艙對調整船舶的縱傾最有效，邊艙對調整船舶橫向平衡最有效，而調節深艙壓載水量可有效地調整船舶的穩心高度。
對於貨船，通常將首尾尖艙、雙層底艙作為壓載水艙，有的貨船還把上、下邊艙和深艙也作為壓載水艙。貨船的壓載水量一般占船舶載貨量的50%～70%；油船的貨油艙可兼作壓載水艙，有的還設專用壓載艙。壓載水量占貨油量的40%～60%。
使用設備
按照連線方式，壓載系統分為兩種類型．即直接連線管路系統和集中管路系統。通常情況下採用較為簡單的集中管路系統。這裡的主管路敷設在船舶的管道涵洞裡。
在渡船上，特別是火車渡船，其橫搖平衡設備必須有能力在短時間內用泵循環輸送大量的水，但是泵的揚程相對較小。根據所需的輸送功率，該設備有兩種類型。
對於涵洞設備，則在兩個側壁水艙之間設計有連線管路，其直徑足夠大，足以使管線泵能夠安裝在管道涵洞裡。優先使用螺旋槳泵，在兩個電動機的末端裝備有固定的螺旋槳輪。為了改變輸送流量的方向，發動機的旋轉方向必須改變。
為了減少輸送流量改變方向的持續時間，則使用可調距螺旋槳泵，這種泵配備有可調螺距螺旋槳輪，其電動機保持方向不變。
通風設備與涵洞設備結構類似。兩個側壁水艙通過一個截面較大的涵洞相互連線在一起。通過通風機將空氣從一個水艙中吸出，並被輸送到另外一個水艙。由於較大的表面積，在鼓風機或空氣壓縮機輸送壓力較小的情況下產生了較大的力，它在非常短的時間內通過連線管路把水壓人另外一個水艙。在鼓風機或空氣壓縮機旋轉方向相同時，輸送流量的方向由一個簡單的四通閥來改變。
作用
船舶在營運中，需要根據具體情況調整吃水、穩性、橫傾和縱傾，這一任務可藉助壓載系統，通過改變各壓載水艙中的水量來完成。因此，壓載系統既可將舷外水注入(泵入或自流入)各壓載水艙，又可將各壓載水艙的水排至舷外，還可以實現各壓載水艙間相互調駁。
對船舶進行壓載和去載將起到以下作用：
1)使船舶在橫向保持平衡，在縱向有合乎要求的吃水差。
2)使船舶具有適當的排水量和重心高度，以獲得高的螺旋槳效率和合適的穩性。
3)減小船體變形，避免產生過大的彎曲力矩和剪應力。
4)減輕船體和軸系的振動。
根據船舶用途、結構和噸位的不同，壓載水艙的位置、大小和數量也不完全相同。在貨船上，一般把首尖艙、尾尖艙、雙層底艙等作為壓載艙，還有的加設上、下邊艙和深艙為壓載水艙，少數船上還設有專門用來調節穩性的上穩性艙和下穩性艙，油船上設有專用壓載水艙。壓載泵、閥箱和壓載管路共同構成壓載系統。
布置原則
2.為滿足壓載水系統的工作特點和簡化管路，多採用調駁閥箱來調駁各壓載水艙的壓載水。調駁箱的展開圖如右圖所示，圖中與壓載泵吸人管相通的下半部為閥箱的駁出側（即自流灌入側），該側各閥專用於控制各壓載艙水的駁出。與壓載泵排出管相通的上半部為閥箱的吸入側，該側各閥開啟時可將水分別注入各相應的壓載艙。
請按相應操作按扭進行各壓載艙的泵入或泵出及各艙之間的相互載駁。由此可看出，通過船上壓載水系統可將全船各壓載艙的壓載水駁進、駁出或相互調駁。也可不用壓載泵，舷外海水靠壓差自動流入壓載水艙，但自流式注入較慢，可根據實際情況進行操作。
3.各壓載水艙的壓載吸入口應布置在有利於壓載水排出的位置。
根據壓載系統的特點，壓載系統在布置上還應滿足以下要求：
1)在壓載系統的管路上，不能設止泅閥和止回閥箱。
2)為了防止當壓載水管漏泄時海水進入貨艙，在有些大型船舶上，壓載水管都鋪設在雙層底艙中央的管弄內。其吸入口在各艙的布置應有利於壓載水的排出。
3)首尖艙的壓載水管在穿過首部防撞艙壁時，應設有可在上甲板以上開關的截止閥，以便在船體首部撞破時立即用該閥關閉_防止海水進入壓載水管系。
4)壓載水管不得通過飲水艙、爐水艙或滑油艙。
5)乾貨艙或油艙(包括深艙)可能用作壓載艙時，壓載管系應裝設盲板或其他隔離裝置。飲用淡水艙兼作壓載艙時，為避免兩個系統相互溝通，也須符合這一要求。含油壓載水的排放，應符合有關防止污染的規定。
海船壓載水艙的容量甚大，一般雜貨船婀壓載水量可達船舶排水量的15%左右，其中，首、尾尖艙約占總壓載水量的12～17%，其它大多存於雙層底壓載艙中。通常要求壓載泵能在2～2.5h內將最大的一個壓載艙注滿或排空，以及在6～8Jll內將全船所有的壓載水艙注滿或排空。
因為壓載泵、艙底泵和消防泵都不是全天連續工作的，而且它們的排量也比較接近，所以在一般船上通常裝設1～2台排量較大的通用泵(亦稱總用泵)來完成這幾方面的任務，以減少裝設水泵的台數。
管理背景
對船舶進行壓載最初的目的是保證船舶安全和穩性，隨著造船技術的發展海水作為最方便的載體成為船舶習慣使用的壓載物。近年來，隨著人們對海洋環境保護意識的提高，船舶壓載水的加裝和排放所引發的相關環境問題，特別是有害水生物和病原體轉移造成的危害，引起了社會各層面的廣泛關注。研究表明，許多種細菌、植物和動物會以不同的形式存活於壓載水中，在一個海域加裝的壓載水中所含有的物種會在船舶到達另一海域港口裝貨時被排入到當地的水體中，一些物種會對當地的經濟和環境造成災難性的後果。
為此，國際海事組織(IMO)對由船舶壓載水引發的海洋環境問題給予了高度重視，自二十世紀九十年代初就將解決船舶壓載水問題納入其海上環境保護委員會的議程，進行全面的研究。十多年來，IMO相繼通過了多個指導性檔案或大會決議案，以指導船舶壓載水的控制和管理，具體有：
1991年《關於防止船舶壓載水引進有害水生物和病原體的指南》；
1992年《生物多樣性公約》；
1997年《關於控制和管理船舶壓載水，減少有害水生物和病原體傳播的指南》；
1998年《關於外來物種對生態系統、棲息地和物種的威脅》。
最終，在一些航運已開發國家的極力推動下，IMO在2004年2月9日～13日召開的外交大會上通過了《控制和管理船舶壓載水及沉積物國際公約》，該公約被IMO公認為是截止目前最為複雜和棘手的國際公約，目前作為公約支持性檔案的13個相關技術導則仍在研究制定中。
管理現狀
對船舶壓載水進行管理是IMO為減少和控制船舶在運輸過程中對海洋環境造成有害影響而採取的一項重要措施。此前，IMO曾就船舶油污染、船舶垃圾污染、船舶生活污水污染、船舶廢氣污染等制定了相關國際公約。船舶壓載水所引發的環境問題，其實質是深層次的海洋污染問題，即海洋生物污染，這是國際社會對船舶污染認識的進一步提高。2004年通過的《控制和管理船舶壓載水及沉積物國際公約》，為全球海運界管理和控制船舶壓載水提供了第一個全球性的統一的法定管理依據，但由於船舶壓載水的問題比較複雜，它涉及到船舶設計、建造、船舶安全、穩性、壓載水處理方法、壓載水處理標準、海洋生物及微生物的分類及標準以及在全球範圍內實施將會產生的法律問題等，因此儘管公約已經通過，但還有大量的相關技術導則仍在進一步的研究中。
目前通過了《控制和管理船舶壓載水及沉積物國際公約》分公約的正文和附則《控制和管理船舶壓載水及沉積物以防止、減少和消除有害水生物和病原體轉移規則》兩部分。
《控制和管理船舶壓載水及沉積物國際公約》的正文共22條，包括公約的目的、適用範圍、宣言、生效條款和修正程式、退出、保存人、語言等一般性條款，以及船舶檢驗和船舶違章調查等控制船舶壓載水和沉積物傳播有害水生物和病原體的原則要求。正文部分大致沿用了IM0其它公約的思路，表述也基本類似。
公約的附則《控制和管理船舶壓載水和沉積物以防止、減少和消除有害水生物和病原體轉移規則》包括總則(A部分)、船舶壓載水管理和控制要求(B部分)、某些區域的特殊要求(C部分)、壓載水管理的標準(D部分)和檢驗(E部分)等五部分內容。
關於公約的生效時間，根據公約生效條款，該項公約採用明示接受程式，即公約將在合計商船總噸位不少於世界商船總噸位35%的至少30個國家簽署並對批准、接受或核准無保留，或交存了必要的批准、接受、核准或加入檔案12個月後生效。
為保證公約有效實施，IMO於2004年3月召開會議，為準備實施公約需要制定的相關導則等工作作出安排，原則上確定了需制定的13個導則，這些導則分別是：
G1．沉積物接收設施導則
G2：壓載水採樣和PSC分析導則
G3：壓載水管理等效要求導則
G4：壓載水管理計畫導則
G5：壓載水接收設施導則
G6：壓載水置換(操作)導則
G7：風險評估導則
G8：壓載水處理系統批准導則
G9：使用活性物質批准程式
G10：原型壓載水處理技術批准程式
G11：壓載水置換設計和建造導則
G12：船上沉積物管理導則
G13：包括緊急狀態的補充措施導則
至2006年3月IMO海上環境保護委員會第54屆會議，IMO各專業會議已相繼通過了導則G3、G4、G6、G8、G10；導則G2、G12已形成草案，但由於對壓載水取樣濃度的確定還有技術上的爭議，由巴西牽頭的一個小型專家組仍在作進一步研究；導則G9獲IMO基本批准，但要求德、韓等國在就其中部分問題解決後方可批准在船上進行試驗：其它導則目前仍處於草案編寫中，尚未有成熟提案提交IMO討論。
目前，已有部分國家通過國內法形式對到港的船舶壓載水進行實際的管理和控制，其中澳大利亞早在公約通過前的1999年即通過國內立法實施嚴格的船舶壓載水管理，與其他國家相比，其管理從立法和操作上都較為完整、系統，具備實際的可操作性。
主要問題
1．對“可接受壓載水”的觀點認識
在IMO召開的相關會議上，巴西提出“可接受的壓載水”的觀點，該觀點沒有得到充分支持。所謂“可接受的壓載水”，本文認為，可以理解為“被雙邊或多邊認可，並被當地水環境可接受的不會對資源造成損害的準予排放的壓載水”。事實上“可接受壓載水”的觀點在一段時期內更為現實、更便於操作，可避免盲目地對船舶壓載水採取嚴格控制措施，而過高增加成本。
與“可接受壓載水”觀點同時提出的還有“不可接受壓載水限制”的觀點，部分國家認為應對“不可接受壓載水”作出必要的、合理的限制，以防止部分國家採用更高排放標準，而對大多數國家造成不利。
上述觀點，反映了部分國家對過高排放標準要求過高排放技術而產生過高成本的擔憂，在可預見的一段時期內，壓載水的處理技術仍是一個高新技術範疇，高新技術必然產生高額成本。此外一個顯見的事實是，是否有必要不分區域、不分距離的要求所有從另一國來的船舶必須對壓載水進行置換或嚴格處理，比如一些相距很近的國家。
2．壓載水海上置換技術
在海上(深海)置換壓載水，必然對船舶安全構成威脅。目前IMO已在研究新船壓載水置換的相關技術及要求，包括在船舶設計時考慮由於壓載水置換作業而引起的船舶結構方面的問題，諸如船舶穩性、船體桁材應力、諧振、縱傾、螺旋槳浸水深度等，但對現有船舶在壓載水置換作業時的安全風險評估研究還不夠全面，特別是等效的替代，還沒有成形的技術標準及要求。
3．壓載水/沉積物接收技術
關於壓載水/沉積物接收技術，主要問題是壓載水/沉積物接收後的後續處理技術。對接收國而言，面對的是各地區單一的或混合的壓載水以及已知或未知的沉積物，為避免對接收國環境的生態損害，對接收設施及處理技術必須有嚴格的標準和要求。目前相關技術標準和要求還有待研討。
4．壓載水採樣和化驗技術
無論船舶採用何種處理技術，接收國都將在壓載水排放前對壓載水的處置效果進行確認，這裡主要問題是對不同艙、同一艙不同位置樣品選取的研究，不同生物其生存的環境不同，這對已知目標生物的化驗判定、非目標生物的識別等都將有直接影響，也直接影響排放後的處置技術和目標。
5．壓載水處置對船期的影響
船舶作為運輸工具對壓載水處置技術的考慮，除技術本身的成本要求外，另一重要因素是對船期的影響，正常時限以外的在港留滯時間對船舶而言則是額外成本，並且對多數船來說，甚至是高額成本，因此要求在研究壓載水處理技術時還應特別研究該項技術的操作性、時效性。
國內對策探討
從IMO的態度和立場看，IMO正在大力推動公約的生效。並且IMO已原則批准公約附則“壓載水處理生物標準(D-2標準)”的第一個適用期最遲於2010年生效。因此我國主管機關應及早作出安排。
1．確立國家立場
在經過十幾年的討論後，《船舶壓載水及沉積物控制和管理國際公約》在相關科學技術尚未成熟的條件下予以通過，體現了國際社會對於海洋環境保護的高度重視，也符合我國保護海洋環境的長遠利益。但如前所述，在可預見的一段時期內，壓載水的處理技術仍是一個高新技術範疇，高新技術必然產生高額成本，公約生效必將會對我國航運業產生一定影響，因此我們應立即著手採集相關數據，進行綜合比較分析，從而對何時接受公約作出恰當、準確的判斷。
鑒於當前我國船隊的技術狀況及壓載水處理技術的不成熟，本文認為我國對公約的基本立場應當是避免使公約過早生效或促成一個過渡期，以使我國船隊的綜合發展不受太大影響。
2．對船舶壓載水管理的立法
目前，國內涉及船舶壓載水管理的法律、法規主要有《中華人民共和國海洋環境保護法》、《中華人民共和國國境衛生檢疫法》、《中華人民共和國進出境動植物檢疫法》、《中華人民共和國防止船舶污染海域管理條例》等，但主要是針對船舶壓載水中含油物質和來自疫區的壓載水實施管理和控制，管理範疇有明顯的局限性。就船舶壓載水的綜合管理和控制而言，現有的法律、法規顯然依據不充分、職責不明確，建議成立一個部委間的工作組，對相關法律、法規作統一的梳理、補充以完善管理內容，著重對海事主管機關、檢驗檢疫機關在船舶壓載水的行政管理、技術管理、技術標準控制等管理過程中的職責、權力、協調等進行規定，以確保壓載水管理有法、有序地實施。
3．成立船舶壓載水處理技術工作組
鑒於船舶壓載水處理技術的前瞻性和複雜性，為降低我國船隊今後滿足公約標準的成本，應及早成立船舶壓載水處理技術方面的專業工作組，全面負責國際壓載水處理技術的跟蹤、研究，國內相關技術的研製、開發，以期在公約生效前能夠研製出我國自主智慧財產權的較成熟的船舶壓載水處理技術和設備，這樣既可滿足我國船隊的要求、促進我國航運業的壯大和發展，也可在全球履約過程中掌握主動權，全面提高我國海運的綜合實力。
4．對沿海水域及敏感水域的監測、調研
從現在開始，就應對我國沿海海域特別是敏感水域的生態環境進行全面的監測研究，了解船舶壓載水中帶來外來水生物和病原體對我國沿海生態的影響，積累相關數據，以便將來採取有針對性的管理和控制措施。
事實上，早在2000年7月，國際海事組織、聯合國發展署和全球環保基金就聯合制定了一個全球項目，該項目的全稱是“幫助開發中國家克服有效實施船舶壓載水管理和控制措施方面的困難的項目”，簡稱“全球壓載水管理項目”，英文為GloBallast。通過該項目，IMO撥款760萬美元用於幫助開發中國家減少有害海洋生物的轉運，並最終在全球範圍內對外來水生物入侵問題實行統一的對策。中國、巴西、印度、伊朗、南非和烏克蘭等六個國家被選擇參加這一項目。
中國海事局作為項目的國內牽頭機構，經過與各有關政府機關和科研部門及航運部門進行磋商和協調，成立了中國的國家項目實施小組。今後中國海事局還應充分利用該項目組成的部際聯絡機制，在相關立法及研究中發揮主導作用，以使海事主管機關在相關管理活動中起到更積極的作用。
