水尺计重在木材运输中的应用
按：本文发表于1998年第6期《航海技术》，曾被刘有钟船长收入《航海应用技术拾遗》一书。至今也没落伍，值得每一个大副做水尺检量时参考
【内容提要】此文将散装货物水尺计重的方法应用到木材货重计算与常数计算中去，并设计出一张计算表。
关键词：水尺计重 纵倾修正 首柱吃水 尾柱吃水 港水密度修正
水尺计重广泛应用于大宗低价值散装货运输，笔者在木材船工作时，将其应用于木材重量计算和船舶常数的求取，确保了船舶安全，并做到了尽可能多装货，取得良好的经济效益。
1 木材船引入水尺计重的必要性与可行性
很多情况下木材船都是装满开航，怎样才能尽可能多地装得多，常数的精确求取无疑很重要。若多港装货，第二港具体能装多少，给出个相对准确的剩余装量有必要。
木材不同于别种货物有恒定的积载因数，木材的干燥程度，砍伐时间，水里或者岸上装上船的以及木材的大小、形状等等，不同的木材积载因数相差很大。木材船的危险性多半也来自于对甲板和舱内木材重量的计算不准确。
若装同一种木材可这样求取积载因数：舱内货装满时，其所占舱容为定值，用水尺计算的方法求得木材重量，由公式：SF = Vch/Wh求得。这里Vch为货物总舱容，Wh为舱内货物总重。根据求得的积载因数与剩余装载能力预求甲板可装货高度，计算此高度下的稳性、吃水差与静水切力及弯矩，若不合适，及早调整。
水尺计算的计算过程并不烦琐，下面提供一张计算表格，仅需填入二十几个数字就可得出货重，表格设计上将出错机率减到尽可能小。大多船舶都提供有用于计算的相关资料，给计算带来方便。
2、基本思路与方法
大体思路为：读出六面吃水—>首尾垂线修正—>拱垂变形修正—>纵倾修正—>港水密度修正—>排水量—>减去空船及压载水等的重量即得货重。
读六面吃水清除了横倾与扭曲变形对水尺读数的影响。
首尾吃水应标于首尾柱上，但基于船体形状而不能标于首尾柱上，在船舶存在纵倾时，直接读数与首尾柱上应有的数值有差别，而计算时是按照首尾柱上吃水进行计算的，这就需要将直接读出的吃水订正到首尾柱上。一些教材中也给出了订正值计算方法，实际上大多远洋船出厂时就已给出了修正值表（Correction Table of fore and aft draft fortrim）根椐吃水差直接查取即可。经修正后的吃水记作：dA.P与dF.P。
中拱中垂修正是对六面吃水多次求平均值而得，即
D = (6dM + dA.P + dF.P)/8
式中的dM 为船中左右吃水的平均值。
有的书中给出的公式是：d = d1 + (3/4)δ,这里d1为首尾吃水的平均值，δ为拱垂值。其实以上两个公式是一致的，证明从略。
纵倾修正是根据“根本氏”法进行修正的，公式如下：
经以上修正后得出的排水量是标准海水中的排水量，尚需修正到港水中的实际排水量，其计算公式如下：
经过上述修正后的排水量减去船体、常数、压载水、重油、轻油、淡水等的重量后即可得货重。若货重为0，常数未知，则可求得常数，所以装货开始前可用此法求常数。
3 资料准备
3.1 各压载舱、污水阱、淡水舱、油舱的存量均需获得。
液舱内容物重量由测深求出容积，查取容积时要注意纵横倾影响，容积乘比重即得重量。为求精确，比重要考虑。油类比重随所装油的来源地及厂家不同而不同，需向轮机长索取。压载水比重随泵入水的时间及海域不同而不同，一条22000吨级的木材船，压载舱有4000多立方米，若比重误差0.005，其重量也差20余吨，比较好的办法是在压载舱压满水后由空气管漏出时，用桶接一点水量出其比重（虽不规范但常用）。
装货前，轮机部报给大副的油帐常因疏忽而有漏报现象，以致常数无法控制。大副应询问或提醒轮机部有关人员。常易漏报的油舱有：1、BILGETANK (至港前应处理妥当)；2、FOOVER FLOW TANK (燃油溢油舱)；3、BILGEOIL TANK ; 4、LUBOIL SUMP TANK ; 5、FOSETTING TANK (燃油沉淀舱)；6、FOSERVICE TANK ; 7、DOSETTING TANK(轻油沉淀舱)；8、DOSERVICE TANK 。
3、2 水尺的读取及比重的测量
读取水尺时，船上不应有可能影响读数精度的操作。对于有规律的上下波动的水面的水尺读取，应将水面波动至水尺最高处与最低处的水尺读数作为一组，连续观测3-5组，取平均值作为该处读数。
水尺标志有其特定的要求，读者留心可以看出船上水尺标志的数字结构大体都有这样的规律，如图中8、6、5均可看为均匀地分成五等分。
海水比重计要使用经过校正的精度高于万分之五的铅锤比重计。若厂家未给出修正值，可以自己测定误差。简便的方法是：取一桶淡水（4oC为好）用比重计量取比重，此时若不指在1.000上，差值即为修正值，注意其正负，若大于1.000则修正值为负，若小于1.000则修正值为正。比重计放入水桶中时应轻轻旋转，以克服表面张力的影响，稳定后读取水的下沿所指示的刻度。
港水比重的选样应避开船舶排水口或码头下水道管口，在船的中部，吃水一半处选样。量水桶底部为铅块，以保证橡皮塞盖住时也能沉入水里，绳子与橡皮塞上铁链连接。这样塞住的空桶投入水里，沉到所需的位置，一拉绳子，塞子打开，相应深度的海水进入桶中，拉上即可。
4 计算表的使用
（1）读取六面吃水，记入1-6中，求出1与2，3与4，5与6的平均值填入7-9中，9减7所得值称相对吃水差，填入10中。根据10查首尾柱修正值表，填入11与12中。由于一般状态下船舶均保持尾倾，首柱修正恒为负，尾柱修正恒为正，计算表格中已填好符号，所以填入数字时无需考虑符号。修正后的吃水记入13与14中根据公式计算出消除了中拱中垂影响后的平均吃水，记入15中。
（2）将15中的结果整数部分填入16行“m”前面，小数点后两位填入16行“m”后面，小数点后两位以后的数字填入17行中。根据16中的数据查静水力表（Hydrostatic Table）得出的排水量记入16后面格子中，厘米以后的吃水要内插修正，修正值记入17后面的格子中。另外查得的TPC，漂心距中距离Xf,该吃水上下0.5m处的MTC均记入右下角表内备用。由于Xf有正有负，所以填写时应注意在括号内填上正负号，本计算实例所使用的静水力表以舯前为负，舯后为正。查得的两个MTC相减，所得差值填入ΔMTC中。
（3）纵倾修正分为A、B两项。为防计算中带入正负号而引起错误，本计算表以尾倾为正。由于计算实例中的Xf以舯前为负，舯后为正，所以纵倾修正A与Xf同号，括号中未填符号，计算过程中填上；纵倾修正B则恒为正，括号中已填妥。分别将计算结果填入19与20后的空格中，将18、19、20进行加减运算，结果填入21中。
（4）对21进行港水密度修正，结果填入22后的格中。
（5）将读取水尺时船存油水填入计算表左下角小表内，合计值填入23中，22减23即得货重，填入24中。
本计算表给出了某轮01航次在美国TACOMA港装货快结束时的计算实例，读者可根据各轮的静水力表设计出类似的计算表，复印若干份。
5 计算表的应用
若在空船时读取水尺，则货重为0，22=23，左下角小表内只有常数未知，这样可求得常数。
若舱内货物恰好装满，甲板货又未装时，读取水尺，船方可要求工人停装十分钟，以便读取水尺。计算出来的货重为Wh,《装载手册》中可很容易查得总舱容Vch,注意这里用的舱容是包装舱容，而不是散装舱容，根据S.F = Vch / Wh 可求出积载因数。
根据该航次所使用的载重线，确定满载吃水，查出该吃水下的排水量ΔoΔ-22即得甲板货重量WD,根据公式VD = WD ● S.F求得甲板货体积。根据甲板高度-容积表确定装货高度，确定装货高度时应注意以下几点：
（1）先确定第一货舱甲板木材高度。因为第一舱甲板木材若过高会影响驾驶台了望视野，再则航行中风与浪大多从船首来，第一舱船首部分若堆得又高又直，易受到风浪的严重冲击，造成绑扎钢丝与链条的崩断，引发货损，危及船舶安全。而甲板木材是牵一发而动全身的，甚至有船全部甲板木材被冲光，而冲下海的木头又威胁着它船的安全，所以一旦发生木头落入水中，船长应按《SOLAS公约》要求发布航行警告。
（2）货物表面应保持一定的弧度，即中间稍高，两舷稍低，这样对绑扎有利。根据IMO《装运木材甲板货物安全实用规则》（《The Code of Safe Practice for shipsCarrying Timber Deck Cargoes》）,甲板上木材堆放的最大高度不得超过船舶型宽的1/3，所以甲板木材最多只能装这么高。
（3）进行船舶稳性、吃水差、静水切力与弯矩的预求，检验预配的可行性，必要时调整压载水或改变装载数量与分配。稳性并不是越大越好，众所周知实稳性高度越高，摇摆周期越短，甲板木材所受惯性离心力越大，易导致绑扎松动。笔者服务过一条22000t级木材船，当时GM为0.6m，横风下，船摇摆幅度很小，但向一侧倾斜5o,平安无事。