一个数字决定一艘船是进港还是搁浅。一个数字决定一份货物发票是在几千美元内准确还是大错特错。一个数字区分安全航行与灾难。这个数字就是吃水。每天,在世界各地港口,检验员爬下梯子去读取它,引航员依据它做出通过/不通过的决定,大宗商品交易商通过推算它来结算数百万美元的合同。本指南涵盖船舶吃水你需要了解的一切:它是什么、为什么会变化、如何读取,以及它如何与货物重量关联。

关于本指南:本指南最后于2026年7月进行事实核查和更新。其内容依据1966年国际载重线公约(1988年修订)、SOLAS、IMO决议、船级社规则(DNV、劳氏船级社)、巴拿马运河管理局和苏伊士运河管理局的运营通告,以及国科装备在中国、东南亚及中东向港口当局和检验公司交付吃水测量设备及基于AI的吃水读取系统的现场经验。指定船舶的数字规格已与船级社数据库和AIS记录交叉核对。如某项数据无法独立验证,文中会标注[来源请求]。

什么是船舶吃水?

船舶吃水(IMO文件中使用英式拼写"draught")是水线到船舶龙骨最低点的垂直距离。简单来说:它告诉你船在任何给定时刻有多少在水下。

这个数字不是固定的。它每小时、有时每分钟都在变化。货物作业改变它。压载水抽排改变它。即使从海水驶入淡水,不碰一吨货物,吃水也会改变。一艘船从墨西哥湾进入密西西比河,吃水会增加好几厘米,仅仅因为淡水密度比海水低。船没有变重。水变轻了。

为什么吃水这么重要?三个原因比其他一切都重要:

  • 航行安全。船舶龙骨下的水深必须大于其吃水。弄错了就会搁浅。每一次港口接近、每一次航道通过、每一次泊位分配,都始于同一个问题:"你的吃水是多少?"
  • 货物计算。吃水检量这个专业之所以存在,是因为阿基米德在公元前250年左右就说对了:浮体排开水的重量等于其自身重量。测量吃水,计算排水量,就能得出货物重量。每一批铁矿石、每一船谷物、每一艘运煤船都是这样结算的。
  • 港口准入。一艘吃水17米的船,无论能装多少货,都不能进入航道水深只有15米的港口。吃水限制对全球航运路线的影响超过任何其他单一因素。

吃水 vs. 型深 vs. 干舷:概念区分

这几个术语经常被混用。即使有经验的航运从业者有时也会在表示"吃水"时说成"型深"。以下是清晰的区分:

术语定义会变化吗?
吃水(Draft/Draught)水线到龙骨底部的垂直距离。船当前在水中坐多深。会。每增加一吨货物、压载水、燃油、物料以及水的密度变化都会改变吃水。
型深(Moulded Depth)龙骨到主甲板梁顶部的垂直距离,在船舷侧测量。一个建造尺寸。不会。造船时即确定,列在图纸和证书上。
干舷(Freeboard)水线到主甲板的距离。型深减去吃水。会。干舷是吃水的反面:吃水增加,干舷就减少。

可以这样理解。一艘船的型深是25米。这个数字焊在船体结构里,永不改变。某一天,它的吃水是16米。此刻它的干舷是9米(25减16)。在装载15万吨铁矿石后,吃水变成18米,干舷变成7米。型深没有变。吃水和干舷朝相反方向移动了。

一条实用警告:当有人告诉你"这艘船的型深是12米"时,要问清楚他指的是吃水还是型深。如果船的型深是12米而吃水也是12米,干舷就是零。水已经漫上甲板了。这是紧急情况。这个区分不是咬文嚼字。

Draft与Draught:"Draft"是美式英语。"Draught"是英式/海事英语。它们含义完全相同。IMO在所有官方文件(载重线公约、SOLAS)中使用"draught"。在港口和航运文件中你会看到两种拼写交替使用。本指南中除直接引用IMO文本外,统一使用"draft"。

吃水为什么会变化

三个主要力量推拉吃水数字。其中两个受人控制,第三个是物理规律。

1. 货物载重

最明显的因素。装货,船下沉。卸货,船上浮。但关系并非"一吨等于一厘米"那么简单。这个数字叫TPC:每厘米吃水吨数。它告诉你增加多少吨重量会使船下沉恰好一厘米。

TPC随吃水变化,因为船的水线面积随吃水变化。船舷垂直的船(如舷侧平直的散货船)在整个工作吃水范围内TPC几乎恒定。船舷外倾的船(如有明显船首外倾的集装箱船)TPC随吃水增加而增大:水线面越宽,下沉一厘米需要的重量越大。

对于一艘满载的海岬型散货船,TPC大约是100-115吨/厘米。对于VLCC油轮,是120-140吨/厘米。对于邮轮,接近40-60吨/厘米。这些数字意味着,在海岬型船上吃水读取1厘米的误差就会产生约100-115吨的虚增货物。按当前铁矿石价格约每吨100美元计算,每厘米读数误差就是10,000-11,500美元。

2. 压载水

当船舶没有货物时,它仍然需要坐得足够深才能安全运作。螺旋桨必须保持浸没。船首不能在大浪中拍击。船必须有足够的稳性以避免过度横摇。压载水解决了所有三个问题。

海水被泵入船体底部专门的压载舱,在没有装货的情况下增加数千吨重量。一艘压载航行的VLCC油轮携带80,000-100,000吨压载水。即使货油舱里一滴油都没有,它的吃水约9米。一艘压载航行的海岬型散货船携带约50,000-70,000吨压载水,吃水7-9米。没有这个额外重量,船根本无法安全航行。

压载水本身受IMO压载水管理公约的监管(参见:IMO,BWM公约,2017年生效)。船舶在排放压载水前必须进行处理,以防止外来物种传播。该公约自2017年起生效,影响压载水可以在哪里和如何更换,进而影响航程不同阶段的吃水。

3. 水的密度:海水、淡水及介于两者之间的一切

这是多数人忽略的因素。海水密度大于淡水。海水标准密度是1.025吨/立方米。淡水是1.000吨/立方米。这2.5%的差异意味着,在完全相同重量下,船在海水中的吃水比淡水中浅。

实例:一艘巴拿马型散货船在海水(密度1.025)中吃水12.0米,在同等货物、压载水和物料的情况下,在淡水(密度1.000)中吃水约12.3米。这30厘米的差异就是淡水超额量(FWA)。船根本没有变重。它只是坐得更深,因为水的浮力变小了。

温度让情况进一步复杂化。冷水密度大于温水。二月的北大西洋,海水密度可能达到1.027-1.028。八月的波斯湾,密度可能降到1.020-1.022。一艘从鹿特丹驶向富查伊拉的船,到达时吃水会实际变深几厘米,仅仅因为水温更高、密度更低。它的吃水增加了,而重量没有任何变化。

为什么这在商业上很重要:吃水检量测量的是船实际漂浮水域中的排水量。但船的静水力表是按标准海水(1.025)计算的。每一次吃水检量都必须使用检量时读取的比重计读数,对实际水的密度进行修正。跳过这项修正,你的货物重量至少错误2.5%。按18万吨的货物计算,就是4,500吨的误差。

如何读取船上的吃水标志

每艘商船的船体上都焊接或喷涂了吃水标志,共六个位置:船首左舷、船首右舷、船中左舷、船中右舷、船尾左舷、船尾右舷。这六个数字告诉你船在每个位置的吃水,从中可以计算出船的平均吃水和排水量。

公制系统(全球大多数船舶使用)

公制吃水标志遵循一个简单规则:每个数字高10厘米,连续数字之间的间距为10厘米。每个数字的底边标识以偶数分米计的深度。

以下是逐步读取方法:

  1. 看清水线在标志上的切割位置。找出水线以上可见的最高数字和水线以下的最高数字。
  2. 读取水线以上最后完全可见的数字。假设水线的位置大约在数字"12"的中间。数字"1"的底部标示1.0米。"2"的底部标示2.0米。但每个完整数字代表10厘米。所以实际上每个数字底部的含义是:底部为"10"=1.0米,"12"底部=1.2米,"14"底部=1.4米,以此类推。
  3. 估算小数部分。如果水线在数字"12"的一半(一个10厘米高的数字),小数部分就是5厘米。吃水读数为1.25米。
  4. 在全部六个位置重复。船首左舷、船首右舷、船中左舷、船中右舷、船尾左舷、船尾右舷。

最常见的读数错误是读取数字的顶部而非底部。这会精确地多加10厘米。在一艘TPC约110吨/厘米的海岬型散货船上,这一个错误就产生1,100吨的虚增货物。按铁矿石价格算,约110,000美元。

英制系统(美国及老旧船舶)

英制吃水标志使用罗马数字或阿拉伯数字,每个数字高6英寸。每个数字的底部标示以英尺计的深度。数字间距为6英寸。因此,如果水线穿过数字"30"的底部,吃水恰好是30英尺。如果穿过数字的一半高度,加3英寸:30英尺3英寸。

一些老船仍然在吃水标志上使用罗马数字。你可能会看到"XXIV"表示24英尺。这种情况越来越少,但遇到时值得认出来,尤其在小型船舶和传统船只上。

常见读数错误

  • 视差误差。从上方(站在甲板上往下看)读取吃水标志,会让水线看起来切断的位置比实际更高。始终从尽可能接近水面的位置读取,最好是从小艇或码头与标志平视。
  • 波浪误差。有涌浪时,水线会振荡。有经验的检验员观察几个波浪周期的标志,估算中位值。在30-50厘米波浪的恶劣海况下,这就变成了猜。即使优秀的检验员在这种条件下,每个标志也可能偏差2-3厘米。
  • 标志损坏或污染。老旧船舶上焊接的吃水标志可能弯曲、部分被海生物遮挡,或在船体作业后重新涂装出错。在信读后感之前,务必检查标志看起来是否完好清晰。
  • 夜间读数。从上方用手电筒照明的标志会产生阴影,扭曲水线的表观位置。从小船打侧光更可靠。许多现代港口在水面高度安装LED泛光灯,专门用于夜间吃水读数。

完整程序(包括详细图示、波浪补偿技术和校准方法),请参见我们的吃水标志读取详细指南

计算机视觉正在改进吃水标志读取。国科装备开发的机器视觉系统,使用水位高度的摄像头,结合语义分割神经网络,精确识别吃水标志上的水线位置。系统通过多帧平均消除波浪噪声,并以算法方式检测损坏或遮挡的标志。结果:即使在人工读数困难的情况下,仍能达到亚厘米级精度。联系国科装备了解更多关于自动化吃水读取系统的信息。

载重线标志与载重线

走近任何一艘商船,在船中左舷或右舷,你都会看到一个被水平线分割的圆圈,旁边有一排竖梯状的额外标记。这就是国际载重线,被普遍称为载重线标志。它告诉你不同水域条件和季节下的最大法定吃水。

历史:塞缪尔·普利姆索尔与"棺材船"

载重线标志的存在源于一个人的愤怒。19世纪60和70年代,英国船东系统性地超载船舶,并在沉船后收取保险赔偿。这些船被称为"棺材船",因为船员很少能幸存下来。船舶的保险额超过了其实际价值,形成了一种倒错的激励:把一艘超载、不适航的船送进波涛汹涌的大海,船沉了就能收到赔款。

塞缪尔·普利姆索尔(1824年2月10日-1898年6月3日),一位英国国会议员,从1868年起致力于推动强制性载重线。航运游说集团对他进行了猛烈攻击。普利姆索尔曾因在下议院指责议员们是"船杀人犯"而被短暂逐出议会。但公众舆论站在他一边,1876年英国商船法规定所有英国船舶必须标注载重线。

1930年,首个国际载重线公约通过。现行规则源自1966年国际载重线公约(LL 1966),于1966年4月5日通过,1968年7月21日生效。该公约经1988年议定书修订,并通过IMO决议定期更新。每艘从事国际航行的商船都必须持有有效的国际载重线证书(International Load Line Certificate),且标志必须永久可见于船体上。(参见:IMO,1966年国际载重线公约)

六个标志及其含义

标志代表适用条件存在原因
TF热带淡水(Tropical Fresh Water)热带区域的河流和湖泊温淡水是密度最低的条件。船在此吃水最深。梯状标志中最高位置。
F淡水(Fresh Water)温带温度的淡水淡水(1.000吨/立方米)比海水浮力小。位置高于海水标志。
T热带海水(Tropical Seawater)热带海洋区域(按纬度和季节界定)温海水密度低于冷海水。比S高出夏季载重吃水的1/48。
S夏季海水(Summer Seawater)温带海水,夏季月份。主要基准标志。这是基准线。所有其他标志都是从S的偏移量。
W冬季海水(Winter Seawater)温带区域冬季月份冷水密度更大(船吃水更浅)。比S低夏季载重吃水的1/48。
WNA冬季北大西洋(Winter North Atlantic)100米以下船舶,北大西洋,冬季月份北大西洋冬季风暴对小船特别危险。比W多50毫米干舷(ICLL规则40(6))。

热带和夏季标志相差夏季载重吃水的1/48。对于夏季吃水12米的船,这意味着在热带水域允许额外浸没25厘米。原因是:热带水因温度较高密度较低,所以船自然坐得更低;但热带海洋通常也更平静,所以安全所需的干舷较少。

WNA(冬季北大西洋)标志仅适用于长度100米以下的船舶。超过100米,船舶被认为足够大,标准W标志即可应对北大西洋冬季条件。低于100米,ICLL规则要求增加50毫米干舷(约合吃水2英寸)。

木材载重线

运载木材甲板货物的船舶有另外一套载重线标志,前缀"L"(代表lumber,木材)。这些标志比标准标志位置更高,因为木材甲板货物提供了额外的浮力和储备干舷:如果甲板货物被冲下海,船实际上会上浮而不是进一步下沉。木材载重线标志包括LTF、LF、LT、LS、LW和LWNA,其季节逻辑与标准标志相同,但全部向上偏移。

季节区域

世界各大洋被划分为载重线公约定义的季节区域。一艘从夏季区域驶入冬季区域的船,在进入冬季区域时装载不得超过冬季标志,无论当时实际天气如何。这些区域在公约附件中有详细绘图,并通过全球港口国监督检查执行。

超出适用的载重线标志装载是对SOLAS和载重线公约国际法的违反。它使船舶海上保险失效。它可能导致船舶被港口国监督扣留。而且这确实是危险的:塞缪尔·普利姆索尔19世纪的运动不是关于官僚作风。它是关于停止船舶带着船员一起沉没。

什么是夏季吃水(summer draft)?
夏季吃水是船舶在夏季海水(密度1.025 t/m3,温带温度)中允许的最大吃水,由船中普林索尔圆圈穿过的水平线标示。对大多数商船而言,夏季吃水是标准的运营基准。所有其他载重线标志(冬季、热带、淡水)均以夏季吃水为基准按1/48规则计算偏移量。阅读夏季吃水与普林索尔载重线的详细指南。

对载重线、季节区域图和如何验证载重线证书的更深入讲解,请参见我们的载重线标志完整指南

各船型的船舶吃水

不同船种围绕截然不同的吃水限制进行设计。一艘吃水10米的邮轮无法进入大多数加勒比海滨港口。一艘吃水21米的VLCC满载时不能进入波罗的海。以下是主要船型的吃水分布,包含真实的船名和实际数据。

集装箱船

集装箱船在过去30年中增长巨大,但其吃水的增长远小于船长或船宽的增长。1995年的一艘巴拿马型集装箱船长约294米,吃水12米。2023年的一艘超大型集装箱船如MSC Irina长400米,吃水17米。长度增加了36%。吃水增加了42%。船宽增加了89%。巨型集装箱船的设计策略是更宽更扁平,而不是更深。

等级示例TEU容量最大吃水长度船宽
支线船(Feeder)--1,000-3,000 TEU8-11 m~150-210 m~25-30 m
巴拿马型(Panamax)--4,000-5,000 TEU12.0 m~294 m32.3 m
新巴拿马型(Neopanamax)CMA CGM Jacques Saade13,000-14,500 TEU15.1 m~366 m51.2 m
ULCV/超大型(Megamax)MSC Irina(24,346 TEU)20,000-24,500 TEU16.5-17.0 m~399-400 m61.3 m

MSC Irina是全球最大的集装箱船之一,载箱量24,346 TEU,设计吃水17.0米。在实际运营中,其吃水很少超过16.4米,因为其航线上的大多数港口在没有潮汐窗口的情况下无法容纳17米吃水。即使在16.4米吃水时,也需要至少18.0-18.5米的海图水深来维持安全的富余水深。

散货船

散货船是所有船型中吃水范围最广的。一艘压载航行的灵便型散货船可能吃水5米。满载的淡水河谷级矿砂船吃水23米。海岬型船在压载和满载之间18米的吃水摆幅是商业航运中最剧烈的重量变化之一。

类型示例载重吨范围压载吃水满载吃水
灵便型(Handymax)--40,000-65,000 DWT5-7 m12.0-13.5 m
巴拿马型(散货)--65,000-99,000 DWT6-8 m14.0-15.0 m
海岬型(Capesize)--150,000-200,000 DWT7-9 m17.0-18.2 m
超大型矿砂船/VLOC(淡水河谷级)Vale Brasil250,000-400,000 DWT9-11 m20.0-23.0 m

淡水河谷巴西级超大型矿砂船(载重吨402,347吨,全长362米,船宽65米,型吃水23.0米)是当今定期运营中吃水最深的散货船。这些船只能挂靠少数几个深水码头:马代拉角(巴西)、苏哈尔(阿曼)、直落鲁比亚(马来西亚)、维拉纽瓦(菲律宾)和鹿特丹(荷兰)。这些船是为巴西到亚洲的铁矿石贸易专门建造的,其吃水将它们限制在这些特定码头的航线上。淡水河谷级船队截至2020年共有68艘,按Chinamax尺寸限界建造。(参见:DNV船舶登记册,MS Ore Brasil)

油轮

油轮工作在商船吃水谱系的最深端。它们的船体设计为平直舷侧、全剖面的箱型,为容积优化,满载吃水数据充分说明了问题。

等级示例载重吨范围满载吃水载货容量
阿芙拉型(Aframax)--80,000-120,000 DWT12-15 m~750,000桶
苏伊士型(Suezmax)--120,000-200,000 DWT15.5-17.0 m~100万桶
VLCC--200,000-320,000 DWT18.5-21.0 m~200万桶
ULCC海上巨人号(历史船舶)320,000+ DWT22.0-24.6 m300-400万桶

海上巨人号(后更名为Jahre Viking、Knock Nevis)仍然是有史以来吃水最深的船,满载吃水24.6米。船长458.45米,载重吨564,763吨,是人类建造过的最大船舶。当满载410万桶原油时,其29.8米的型深中只有约5米露出水面。它无法通过英吉利海峡、苏伊士运河或巴拿马运河。地球上大多数港口对它来说物理上无法进入。它最后运营的年份作为固定式浮式储卸装置(FSO)停在卡塔尔近海,2010年在印度阿朗拆解。

今天的VLCC通常在海上单点系泊或过驳区卸油,而不是进入受限港区。油品要么通过海底管道输送到岸上,要么过驳到较小的油轮。船的极端吃水变得无关紧要,因为它根本不真正进入一个港口。

邮轮

邮轮对于其体型来说吃水异常浅。一艘现代巨型邮轮高出水面60-70米,吃水却只有8-9.5米。设计逻辑很直接:邮轮航线需要港口灵活性,每多一米吃水就会排除几十个潜在目的地。

船/等级总吨位吃水长度船宽
绿洲级(Oasis-class,皇家加勒比)225,000-237,000 GT9.3 m361.8 m47.0 m(水线处)
标志级(Icon-class,皇家加勒比)250,800 GT~9.0 m364.7 m~48.0 m
玛丽皇后2号(Queen Mary 2,冠达)149,000 GT10.0 m345.0 m41.0 m(水线处)
中型邮轮~70,000-100,000 GT7.5-8.5 m~260-290 m~32-36 m

稳定性秘诀:邮轮通过极大的船宽保持稳性。一艘绿洲级邮轮水线处船宽47米,是其9.3米吃水的五倍多。这个宽度与吃水之比提供了巨大的复原力矩,而不需要深的船体浸没。船像一块宽大扁平的平台而非深窄的船体一样浮在水面上。

玛丽皇后2号是个例外,吃水10米。她是一艘远洋邮轮,不是游轮。她更深的吃水、加强船体(比标准邮轮多用40%钢材)和更重的结构,是为了在冬季条件下定期穿越大西洋而专门设计的,而不是为了在平静的热带水域岛屿间穿梭。她的10米吃水是一个有意的设计选择,既允许进入大多数邮轮码头,又为跨大西洋服务保留了足够的适航性。(参见:Ship Technology,"Queen Mary 2 Cruise Liner")

海军舰船

军舰的吃水通常在5到12米之间,取决于尺寸。像USS Gerald R. Ford号这样的航空母舰吃水约12米。像USS Arleigh Burke号这样的驱逐舰吃水约9.5米。护卫舰吃水5-7米。军舰的船舶设计师面临与商船不同的权衡:速度需要纤细的船型,这倾向更深的吃水;而作战需求又要求能进入较小的港口。

按船型分类的详细分解及更多实例,请参见各船型船舶吃水船舶测量指南

港口吃水限制

一个港口可以拥有世界上最长的码头和最快的岸桥,但如果进港航道没有足够深的水来容纳满载船舶的吃水,所有这些基础设施都无济于事。吃水决定哪些船能挂靠、什么时候能到达,以及港口在全球航运线上是否保持竞争力。

为什么港口有吃水限制

基本规则:船舶龙骨下的水深必须大于其吃水。这个间隙称为富余水深(Under-Keel Clearance,UKC),IMO建议在开阔水域富余水深至少为船舶吃水的10%,在受限航道至少为15%,绝对最低约0.5-1.0米,取决于当地规定。

对于一艘吃水16米的集装箱船,在受限航道中15%的富余水深要求意味着航道必须至少深18.4米。对于一艘吃水20米的VLCC,航道需要23米水深。这些不是小的工程要求。将航道加深哪怕一米,费用可达数千万美元。

下沉效应让情况更糟。当船舶在浅水中航行时,船体下方的水流加速并产生低压区。船体会物理上下沉更深:一艘吃水16米的船在受限航道中以12节航速行驶时,可能额外下沉0.5-1.0米。船长和引航员在富余水深计算中会考虑下沉效应,这就是为什么即使在增加通航时间的情况下,船舶在进港航道中仍会减速。

主要港口和运河吃水限制

航道/港口最大吃水备注
巴拿马运河15.24 m(50 ft TFW)2022-2024年干旱期间降至最低13.41 m(44 ft)。2019年干旱期间限至13.16 m(43 ft)。2024年8月恢复正常运营。(参见:巴拿马运河管理局,航运通告A-28-2023)
苏伊士运河20.1 m(66 ft)按允许吃水计世界最深的运河。可接纳满载苏伊士型油轮和大多数超大型集装箱船。无船闸,开敞海水通道。(参见:苏伊士运河管理局)
鹿特丹港~24 m欧洲最深港口。可接纳满载超大型矿砂船和VLCC,无需潮汐窗口。无船闸,直通北海。(参见:鹿特丹港务局)
上海(洋山)~16 m深水离岸码头。部分泊位可通过潮汐窗口容纳更深吃水船舶。
宁波舟山港18+ m中国最深港口之一。在专用码头处理淡水河谷级超大型矿砂船。
新加坡港~23 m深天然水深加最小潮差。全年可处理最深的商船。
费利克斯托港(英国)16.0 m专门为超大型集装箱船挂靠而加深的航道。8/9号泊位可通过潮汐窗口容纳17+ m吃水。

巴拿马运河:当降雨停止时

巴拿马运河说明吃水限制不只是关于航道水深。运河的运营依赖加通湖,一个为船闸运行供水的淡水水库。当干旱降低湖水水位时,运河管理局必须降低允许吃水。

2022-2024年,持续干旱使加通湖水位大幅下降。巴拿马运河管理局于2023年5月30日将最大吃水从标准的15.24米(50英尺TFW)降至最低13.41米(44英尺)。对于一艘吃水15米满载的新巴拿马型集装箱船,这意味着该船根本无法通行。货主要么减少货物,要么卸下集装箱经铁路穿越大陆,要么绕道合恩角或苏伊士。吃水限制引发了全球集装箱贸易的供应链中断。正常50英尺吃水运营于2024年8月恢复,同时到2024年9月恢复每日36次通行。(参见:巴拿马运河管理局,运营航运通告N-1-2023和N-1-2024)

潮汐窗口

当船舶吃水超过航道海图水深时,并不总是意味着港口挂靠被取消。这意味着船需要潮汐窗口:在潮位最高的时段到达和离港,此时水深暂时足够。

不同地点的潮差差异巨大。加拿大芬迪湾的潮差超过16米。地中海通常不到0.5米。潮差5米的港口可以处理吃水远超其海图水深所建议的船,只要船能按时到达。但错过潮汐窗口60分钟,就要等上12小时等下一个。按大型集装箱船每天70,000-100,000美元的运营成本计算,延误的代价很高。

潮差最小的港口(波罗的海、地中海)在深浚航道方面投资更多,因为它们不能依赖潮汐提供额外水深。新加坡受益于又深又天然的深水加上最小潮差:它根本不需要潮汐窗口,因为基准水深全年都足够。

从吃水到货物重量:吃水检量基础

吃水不仅仅是一个航行数字。它是计算船上货物有多少的基础。这就是吃水检量,也是绝大多数干散货(铁矿石、煤炭、谷物、铝矾土、肥料)用于商业结算的称重方式。每年有数十亿美元的大宗商品交易通过吃水检量来结算。

吃水检量测量什么

吃水检量测量的是货物作业前后船舶的排水量。两次排水量之差,在修正所有非货物重量变化(压载水、燃油、淡水、物料)后,就是货物重量。

物理原理是阿基米德原理:浮体排开的水量等于其自身重量。如果你确切知道船排开了多少水,你就确切知道它有多重。而如果你知道装货前和装货后它多重,你就知道装了多少货上船。

操作程序概览

一次完整的吃水检量包括以下步骤:

  1. 读取六个吃水标志。船首左舷、船首右舷、船中左舷、船中右舷、船尾左舷、船尾右舷。每个读数精确到厘米。
  2. 在每个位置取左右舷平均值。这抵消了任何横倾(侧向倾斜)。
  3. 对吃水标志位置进行修正。吃水标志在物理上偏离船舶的船首和船尾垂线。纵倾修正将读数调整到垂线位置。
  4. 计算四分之一均方吃水(Quarter Mean)。这是一个加权平均公式,用于抑制船体弯曲(中拱或中垂)的影响。公式:QM = (F + A + 6M) / 8,其中F = 船首均值,A = 船尾均值,M = 船中均值。船中读数取六倍权重,因为它位于浮心位置。
  5. 查静水力表。用四分之一均方吃水查出排水量、TPC(每厘米吃水吨数)、LCF(纵向浮心)和MCTC(每厘米纵倾力矩变化)。
  6. 施加纵倾修正。第一修正使用LCF相对于船中的位置。第二修正(Nemoto修正)考虑船舶纵倾时纵倾力矩的变化。
  7. 对水的密度进行修正。静水力表按标准海水(1.025吨/立方米)计算。如果实际水密度不同,将排水量乘以(实际密度/1.025)。
  8. 减去可扣除项。扣除压载水重量(从舱容测量获得)、燃料油、柴油、淡水、润滑油、物料、船员及行李,以及船舶常数(未记录重量)。剩下的就是空船重量加货物。
  9. 比较初始和末次检量。货物重量=(末次排水量减去末次可扣除项)减去(初始排水量减去初始可扣除项)。

精度与误差来源

一次良好执行的人工吃水检量,理论精度约为货物重量的正负0.5%。对于18万吨的铁矿石货物,这意味着900吨的不确定性。按每吨100美元算,是90,000美元。

在实践中,有经验的检验员在平静海况下,精度可达0.2-0.3%。在恶劣海况下由无经验的检验员操作,1-2%的误差很常见。主要误差来源有:

  • 吃水读数误差。有波浪时每个标志1-3厘米。按110吨/厘米计,每厘米误差110-330吨。
  • 密度测量误差。一个未校准的比重计读数1.023而非1.025,造成0.2%的排水量误差。
  • 压载舱测量。"空"舱中未检测到的压载水,尤其在纵倾不良的双层底舱中,可能隐藏50-200吨。
  • 不确定的船舶常数。常数(油漆、铁锈、油泥、未计入的液体)随时间变化,难以验证。50-200吨的误差很常见。

我们完整的吃水检量计算指南演示了完整程序,包含演算示例、公式和常见陷阱。

国科装备的方法:我们的自动化吃水读取系统通过结合多角度摄像头、机器学习水线分割和自动密度测量,目标是亚厘米精度。目标是将吃水检量不确定度从0.5%降低到货物重量的0.2%以下。对于18万吨铁矿石货物,这意味着将不确定度从900吨降低到360吨以下。了解国科装备吃水检量产品

常见问题

什么是船舶吃水?

船舶吃水(英文draft或draught)是水线到船舶龙骨最低点的垂直距离。它告诉你船在任何给定时刻在水中坐多深。吃水不是固定数字:它随货物载重、压载水、燃料消耗甚至船所浮水域的密度而变化。一艘集装箱船空载时吃水可能8米,满载时16米。吃水以米(大多数国家)或英尺(美国及一些老船)计量。

吃水和型深的区别是什么?

吃水是从水线到龙骨的距离。它随装载变化。型深是从龙骨到船舷侧主甲板梁顶部的距离。它是一个固定的建造尺寸,永不改变。干舷是型深减去吃水:即水与甲板之间的安全余量。如果有人告诉你"这艘船的型深是12米",要问清楚他指的是吃水(船当前坐多深)还是型深(船体建了多高)。

如何读取船上的吃水标志?

吃水标志是焊接在船体上的数字,共六个位置:船首、船中、船尾,各左右舷。公制标志每个数字高10厘米,数字间距10厘米。每个数字的底边标识偶数分米深度。如果水线穿过"12"的底部,吃水是12.0米。如果在数字一半高的位置,加5厘米:12.05米。最常见错误是读取数字顶部而非底部——这会多加10厘米。从接近水面的位置读取以避免视差误差。我们详细的吃水标志读取指南涵盖完整程序。

世界上吃水最深的船是哪艘?

海上巨人号(后更名为Jahre Viking、Knock Nevis),人类建造过的最大船舶,载重吨564,763吨,长458.45米,满载吃水24.6米(80.7英尺)。满载时,其29.8米的型深只有约5米露出水面。该船于2010年在印度阿朗拆解。在现役船舶中,淡水河谷巴西级超大型矿砂船满载吃水可达23米。最大的运营集装箱船(超大型集装箱船如MSC Irina)吃水16.5-17米。有记录的最深港口挂靠包括MSC Elenoire和MSC Verona,吃水17.1米,利用潮汐窗口完成。

水的密度如何影响船舶吃水?

海水密度大于淡水(1.025对1.000吨/立方米),所以船在海水中吃水较浅。一艘在海水吃水12.0米的船,在同等重量下淡水中吃水约12.3米,增加了30厘米。这一差值称为淡水超额量(FWA)。温度也有影响:冷水密度大于温水。一艘从寒冷北大西洋驶向温暖波斯湾的船,仅因密度变化吃水就会增加几厘米,而重量完全没有变化。吃水检量必须使用比重计读数对实际水密度进行修正,否则货物重量至少错误约2.5%。

什么是载重线标志?

载重线标志即国际载重线:一个被水平线分割的圆圈,加上一排垂直的梯状标志,绘于每艘商船两舷的船中位置。它显示不同水域条件下的最大法定吃水。标志包括TF(热带淡水)、F(淡水)、T(热带)、S(夏季)、W(冬季)和WNA(冬季北大西洋)。以塞缪尔·普利姆索尔(1824-1898)命名,他是一位英国国会议员,在19世纪70年代为推动强制性载重线而奋斗,以阻止船东故意超载"棺材船"。现行国际规则来自1966年载重线公约。超出适用标志装载违反国际法且使保险失效。载重线标志完整指南

装载后吃水变化多大?

变化因船型差异很大。一艘海岬型散货船从压载时的约7-9米到满载时的18米,摆幅9-11米。一艘VLCC油轮从压载时8-10米变到满载时19-21米。一艘大型集装箱船在空载到满载之间变化6-8米。邮轮变化最小:仅1-2米,因为其有效载荷(乘客、物资、燃料)与货船相比仅占总船重的一小部分。决定这个变化的数字是TPC(每厘米吃水吨数),从小型船舶的约40吨/厘米到最大油轮的140吨/厘米不等。

典型邮轮的吃水是多少?

大多数大型邮轮吃水在8到9.5米之间,对于高出水面60-70米的庞然大物来说,这个吃水出奇地浅。皇家加勒比绿洲级邮轮吃水9.3米。新的标志级吃水约9.0米。玛丽皇后2号是显著的例外,吃水10.0米,因为她是一艘为北大西洋穿越大洋设计的远洋邮轮,而非普通游轮。邮轮通过极大的船宽而非深的吃水来保持稳性:一艘绿洲级邮轮水线处船宽47米,是其吃水的五倍多。这种宽大浅水的设计最大化了港口准入以增加航线灵活性。

参考文献与延伸阅读

  1. IMO(1966)。1966年国际载重线公约(经1988年议定书修订)。国际海事组织,伦敦。查阅地址:https://www.imo.org/en/About/Conventions/Pages/International-Convention-on-Load-Lines.aspx
  2. IMO(2017)。国际船舶压载水及沉积物控制与管理公约(BWM公约)。2017年9月8日生效。查阅地址:https://www.imo.org/en/About/Conventions/Pages/BWM.aspx
  3. 巴拿马运河管理局(2023-2024)。航运通告A-28-2023、A-16-2024及关于加通湖干旱期间吃水限制的相关运营通告。查阅地址:https://pancanal.com/en/maritime-services/advisories-to-shipping/
  4. 苏伊士运河管理局。航行规则,第四节:最大允许尺寸和吃水。查阅地址:https://www.suezcanal.gov.eg
  5. DNV(挪威船级社)。船舶登记册:MS Ore Brasil(IMO 9488918)、MSC Irina(IMO 9949918)。查阅地址:https://vesselregister.dnv.com
  6. 劳氏船级社基金会(2024)。庆祝普利姆索尔对海事安全影响200周年。查阅地址:https://www.lrfoundation.org.uk/news/celebrating-200-years-of-plimsolls-impact-on-maritime-safety
  7. Ship Technology。玛丽皇后2号远洋邮轮。技术规格及设计背景。查阅地址:https://www.ship-technology.com/projects/queen-mary-2/
  8. The Maritime Executive(2023)。随着MSC继续增长,中国造出世界最大集装箱船。MSC Irina级船舶报道。查阅地址:https://maritime-executive.com/article/china-floats-world-s-largest-containerships-as-msc-s-growth-continues

关于作者:本指南由国科装备海事测量事业部编写,基地位于中国青岛。团队拥有15年以上海事测量综合经验,为中国、东南亚及中东的港口当局、船级社和独立检验公司提供服务。国科装备专注于自动化吃水读取系统、基于AI的水线检测和大宗散货码头及集装箱港口使用的一体化吃水检量解决方案。有关本指南的技术咨询,请联系

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