ZAPAS WODY POD STÄPKÄ â OSIADANIE STATKU - posejdon

Kpt.Ŝ.w. Tomasz Sobieszczański 

MANEWROWANIE STATKIEM MORSKIM 

Rozdział XVI 

ZAPAS WODY POD STĘPKĄ – OSIADANIE STATKU 

Jednym z elementów Ŝeglugi jest pływanie na wodach osłoniętych, kanałowych, 

rzecznych i innych, gdzie często występuje ograniczenie głębokości, a co za tym 

idzie zakłócenie ruchu falowego wytwarzanego przez statek podczas jego ruchu 

swobodnego. Powoduje to znaczne trudności w manewrowaniu statkiem i dlatego 

musimy zająć się tym tematem dokładniej. 

Akwenem nieograniczonym (otwartym) nazywamy obszar wód, na których nie 

występują zakłócenie układu falowego spowodowane bliskością dna i brzegów. Po 

wielu badaniach przyjęto, Ŝe akwen otwarty to obszar wody, którego szerokość jest 

większa od 30 szerokości statku a jego głębokość określimy wg wzoru Taylora: 

h◦ = 10,73Tv/√L 

gdzie: 

h◦ = głębokość akwenu nieograniczonego [m] 

T = zanurzenie statku [m] 

V = prędkość statku [m/s] 

L = długość statku [m] 

Z powyŜszego wzoru wynika, Ŝe dla statku o długości 150 m, szerokiego na 

20 m, płynącego z szybkością 12 węzłów i zanurzonego 7 m, graniczną 

głębokością będzie 36,8 m, a szerokością graniczną akwenu będzie 600 m. 

Płytkie wody związane są z róŜnymi akwenami, które naleŜy określić i 

scharakteryzować, gdyŜ w zaleŜności od cech tych akwenów w róŜny sposób ich 

charakterystyka wpływa na zachowanie się statku podczas manewrów. 

Płytkowodzie to akwen, którego głębokość jest ograniczona, podczas gdy 

szerokość nadal nie wpływa na zmiany układu falowego wytwarzanego przez 

statek. W praktyce zauwaŜono wpływ płytkowodzia na manewrowość statku przy 

głębokościach mniejszych od czterech zanurzeń. Wyraźny, zauwaŜalny wpływ na 

manewrowność statku występuje dopiero przy głębokości bliskiej 2 – 2,5 zanurzeń. 

Kanał to tor wodny tak ograniczony brzegami, Ŝe wywołuje to zakłócenie ruchu 

układu fal wytwarzanych podczas ruchu statku. Z praktyki wynika, Ŝe naleŜy 

SKRYPT – Rozdział XVI 1/13



powaŜnie brać pod uwagę wpływ szerokości, kiedy jest ona mniejsza od 10 

szerokości statku. 

Pogłębiony tor wodny stanowi szczególny rodzaj akwenu ograniczonego, 

zajmując miejsce, pomiędzy płytkowodziem a kanałem. Najczęściej jest to tor 

sztuczny, powstały w wyniku działalności człowieka – pogłębienie płytkiej wody dla 

utworzenia Ŝeglownego przejścia dla statków o określonym zanurzeniu 

Zapas wody pod stępką jest kryterium, które musimy określić przed podjęciem 

decyzji o przejściu określonym torem wodnym. Płytkość akwenu mniejsza od 

dwóch zanurzeń odgrywa juŜ znaczną rolę w manewrowności statku, jego 

sterowności i moŜliwości wykonania wielu manewrów ograniczonych głębokością i 

bliskością róŜnych niebezpieczeństw. 

Ze względu na tak duŜe znaczenie odległości dna statku od dna akwenu naleŜy 

bardzo staranie wykonać pomiary zanurzenia (wielopunktowo) przed rozpoczęciem 

Ŝeglugi na płytkowodziu, czy w kanałach naturalnych lub sztucznych. 

DOKŁADNOŚĆ POMIARU GŁĘBOKOŚCI WEDŁUG MIĘDZYNARODOWEJ 

ORGANIZACJI HYDROGRAFICZNEJ 

Głębokość akwenu 

Dokładność pomiaru 

[m] 

[m] 

do 4,0 ±0,10 

4,0— 10,0 ±0,15 

10,0—20,0 ±0,20 

20,0—100,0 ±1%^0 




Dokładność określenia głębokości przez instytucje hydrograficzne jest ściśle 

określona stosownymi przepisami IMO. Przy planowaniu Ŝeglugi przez 

płytkowodzie naleŜy w miarę moŜliwości zweryfikować podane na mapie głębokości 

i sprawdzić najnowsze doniesienia w tej sprawie, a nawet zasięgnąć informacji w 

miejscowym kapitanacie, czy na stacji pilotowej obsługującej dany rejon. Zmiany 

rzeczywistych głębokości na wielu akwenach są bardzo dynamiczne, a szczególnie 

tam gdzie są silne prądy pływowe, rzeczne, czy inne lokalne, które niosą ze sobą 

materiał podłoŜa. Zmiany głębokości w wielu rejonach pływowych są znaczne i 

często ograniczają dostępność akwenu tylko do czasu „wysokiej wody” pływowej 

[HW]. 

Istotne znaczenie dla Ŝeglugi maja zmiany poziomu wody wywołane przez: 

1 – zjawiska pływowe 

2 – pływy wiatrowe (dryfowe) 

3 – zmiany ciśnienia 

4 – opady 

5 – wlewy lokalne 

6 – oscylacje akwenu (0,6 – 0,9 m) - nałoŜenie się oscylacji na wysoką falę 

pływową moŜe być bardzo niebezpieczne. 

Przy planowaniu podróŜy w rejonach płytkich naleŜy wziąć pod uwagę aktualność 

danych. RóŜnice w określeniu poziomu wody według tablic i informacji na mapach 

do rzeczywistych, mogą być znaczne – 0,6, a nawet 1,8 m ! 

Tak jak dno jest Ŝywym elementem ekosystemu i zmiany jego musza być wciąŜ 

kontrolowane, tak i zanurzenie statku jest zmienne. W kaŜdej podróŜy i w jej 

trakcie, zanurzenie statku podlega zmianom, często bardzo znacznym. Przyczyny 

zmian zanurzenia statku to przede wszystkim: 

1 – wyładunek 

2 – załadunek 

3 – przesztaunek - przemieszczenie ładunku z jednej ładowni do drugiej 

4 – wypompowanie balastów 

5 – zabalastowanie 

6 – zuŜycie paliwa 

7 – pobranie paliwa 

8 – zuŜycie wody 

9 – pobranie wody 

10 – wysychanie ładunku 

11 – zwilgotnienie ładunku 

12 – utrata ładunku pokładowego 

13 – zmiany zasolenia akwenu - zmiana akwenu o wodzie 1,025 na akwen o 

wodzie wysłodzonej 1,000, to zmiana zanurzenia o 2,5% ! – czyli 

2,5cm na kaŜdy metr zanurzenia. 

14 – odkształcenie kadłuba (po kolizji, czy silnym sztormie) 

15 – ugięcie – zwiększenie zanurzenia na śródokręciu 

16 – wygięcie – zwiększenie zanurzenia na dziobie i rufie - wielkości ugięć, 

czy wygięć bywają dość znaczne: 10-30cm. 

17 – przechył statku 

18 – przesunięcie niezamierzone ładunku 

19 – niewłaściwe zabalastowanie L-P 

20 – osiadanie statku w ruchu 




Falotwórczość statku w ruchu, kiedy fala dziobowa i rufowa są wyŜsze a woda 

wzdłuŜ środkowej części kadłuba obniŜa się, powoduje opuszczenie się statku 

względem dna. Wynika to z tego Ŝe, wypór dziobowej i rufowej części kadłuba jest 

zdecydowanie mniejszy niŜ na śródokręciu. Wiele czynników, a przede wszystkim 

niejednorodność kształtu kadłuba, powoduje to, Ŝe obniŜenie całego statku nie jest 

równoległe i dlatego teŜ następuje przy tej okazji przegłębienie. 

Osiadanie statku – całkowite zmniejszenie zapasu wody pod stępką, występujące 

w czasie ruchu statku do przodu, wywołane obniŜeniem się zwierciadła wody w 

pobliŜu burt statku łącznie z powstającymi przy tym zmianami przegłębienia. 

Zapas wody pod stępką wyrazić moŜemy prostym wzorem: 

A = h˚ - T 

Gdzie: 

A – zapas wody pod stępką [m] 

h˚- głębokość akwenu [m] 

T – zanurzenie statku [m] 

JeŜeli uwzględnimy osiadanie statku „Z” to wówczas zapas wody pod stępką będzie 

miał postać: 

A = h˚ - (T+Z) 

Z badań i doświadczeń wynika, ze na płytkowodziu całkowite opory statku 

wzrastają wielokrotnie, nawet do 4-7 x. Na płytkowodziu teŜ występują zjawiska, 

których nie obserwujemy na akwenach otwartych. Dotyczy to głównie szybkości na 

którym oddziałuje fala wytworzona na płytkim, czy w inny sposób ograniczonym, 

akwenie. 




Prędkość krytyczna - prędkość statku równa maksymalnej prędkości fali na 

akwenie ograniczonym. 

Prędkość podkrytyczna – zakres prędkości mniejszych od krytycznej 

Prędkość osiągalna – największa prędkość jaką statek moŜe osiągnąć w kanale z 

uwagi na ograniczoną moc swojego napędu głównego. 

Prędkość nadkrytyczna – zakres prędkości większych od krytycznej równej 

szybkości fali – moŜliwa do osiągnięcia przez statki i okręty z duŜym zapasem 

mocy do osiągnięcia szybkości krytycznej (głównie okręty wojenne). 

Wielkość osiadania statku jest bardzo trudna do jednoznacznego określenia. 

Przeprowadzono bardzo wiele badań i teoretycznych rozwaŜań, z których 

wyciągnięto wiele wniosków, ale najbliŜsze rzeczywistych wartości były wyniki 

doświadczeń na modelach i badania doświadczalne w naturalnych warunkach 

zobrazowane graficznie. Najbardziej popularne wykresy to dane modelowe według 

metod Shijfa i Sogreah’a. 

S = F¤/F 

Gdzie: S = współczynnik prześwitu całkowitego 

F¤ = pole powierzchni owręŜa pozostającego pod wodą [m˛] 

F = pole przekroju poprzecznego powierzchni akwenu [m˛] 




Metodę Sogreah’a stosujemy, gdy S≤0,08. Metoda ta wymaga 

zastosowania specjalnych trzech wykresów i jest opracowana na podstawie badań 

modelowych dla obliczeń osiadania statku w kanałach. 




Metodę Schijfa stosujemy, gdy S≥0,08, a została ona opracowana dla 

prędkości podkrytycznych i wymaga zastosowania tylko jednego wykresu. 

F = v/√gh◦ 

Gdzie: 

F – argument do wykresu 

V – prędkość statku [m/s]g – przyspieszenie ziemskie [m/s] 

h◦ - głębokość akwenu [m] 

Z = Nhş 

Gdzie: 

Z – osiadanie statku 

N – współczynnik z wykresu, który jest stosunkiem osiadania do 

głębokości akwenu i stąd mamy zaleŜność, z której moŜemy określić 

osiadanie „Z”. 

Znajomość wielkości osiadania jest niezwykle waŜna, szczególnie wówczas, kiedy 

zapas wody pod stępką jest niewielki – bliski osiadaniu. Nabiera jeszcze większej 

wagi jeśli mamy doczynienia z bardzo duŜym statkiem i wielkościami osiadania 

liczonymi w metrach. 

PoniewaŜ prędkość Ŝeglugi w kanałach i na płytkowodziu jest przewaŜnie 

ograniczona miejscowymi przepisami i jest znacznie niŜsza od krytycznej moŜna 

było opracować uproszczone metody określania osiadania statku do których 

naleŜą: 




Metoda Holenderska NSP (1965) 

metoda graficzna o argumentach: 

- stosunek prędkości statku do prędkości fali grawitacyjnej v/√gh◦ 

- stosunek głębokości do zanurzenia statku h◦/T 

Metoda Brytyjska NPL (1973) 

- metoda graficzna złoŜona z trzech wykresów 

- posługująca się długością statku 

- pozwala określić osiadanie dziobu i rufy 

Najlepsze wyniki w tej metodzie uzyskano dla: 

- statków o współczynniku pełnotliwości 0,8-0,9 

- stosunek długości do szerokości = 6 

- szerokość do zanurzenia = 2,6 

- głębokość do zanurzenia = 1,1-1,5 

- prędkość od 0 do 20 węzłów 

- długość statku od 100 do 350 m 

- przegłębienie 1/100 na rufę lub 1/500 na dziób 

- jednostka bezwymiarowa jako część długości statku. 




W obecnych czasach, jak wiele i innych problemów na statku, i ten problem jest 

rozwiązywany przy pomocy specjalnych programów komputerowych będących 

składowymi pakietów statkowych. Powstało wiele programów, często opartych na 

starych, sprawdzonych metodach, do których parametry i argumenty zawierają 

tablice i wykresy w komputerze. Często, szczególnie dla duŜych i nowoczesnych 

statków, programy te mają indywidualny charakter. 

Z badań i analiz wyciągnięto wnioski, na bazie których opracowano pewne 

uogólnienia, które maja zastosowanie do większości problemów związanych z 

Ŝeglugą na płytkowodziach, w kanałach i innych rejonach ograniczonych. Do 

najwaŜniejszych wniosków naleŜą: 

1 – przebieg zmian wielkości osiadania moŜna przewidywać tylko dla warunków 

spływu ustalonego, t.zn dla prędkości podkrytycznej – mniejszej od prędkości fali 

grawitacyjnej. 

2 – wielkość osiadania wzrasta wraz ze wzrostem prędkości statku 

poruszającego się w tych samych warunkach głębokości i szerokości toru. 

3 – wielkość osiadania w tych samych warunkach zaleŜy od wielkości statku – 

wzrasta wraz z wielkością jednostek. 




4 – wielkość osiadania wzrasta wraz z malejącą głębokością i szerokością 

akwenu 

5 – najmniejsze osiadanie ma miejsce na płytkowodziu nieograniczonym brzegami 

6 – większe osiadanie występuje na pogłębionym torze 

7 – największe osiadanie ma miejsce w kanałach, w miejscach płytkich i 

ograniczonych brzegami. 

Z dotychczasowych badań wynika, Ŝe statki w większości wypadków zmieniają 

swoje przegłębienie na dziób, jedynie niewielkie i szybkie jednostki o smukłych 

kształtach, mogą zmieniać swoje przegłębienie na dziób lub rufę. 

Wzór empiryczny dla określenia kierunku przegłębienia przedstawia się 

następująco: 

Vw/√L 

Gdzie: Vw = prędkość statku [węzły] 

L = długość miedzy pionami [stopy] 

Stosunek większy od 1,2 – przegłębienie na rufę 

Stosunek = 1,2 – brak przegłębienia 

Stosunek mniejszy od 1,2 – przegłębienie na dziób 

Wartość przegłębienia nie jest wartością stałą dla danej sytuacji ruchu określonego 

statku i przyczyny i wielkości tych zmian winniśmy znać. Jednym z najwaŜniejszych 

problemów osiadania jest jego zmienność w zaleŜności od odległości burt od 

brzegów w kanale. Zejście z osi kanału i zbliŜenie się do jednego z jego brzegów 

powoduje wzrost osiadania statku, a wielkość wzrostu jest zaleŜna od prędkości 

statku. Prędkość statku poniŜej 4 węzłów nie powoduje zmian w osiadaniu, lub są 

one bardzo niewielkie. Prędkość 8-10 węzłów powoduje znaczne przyrosty 

osiadania przy zejściu z osi toru, nawet do 50% w stosunku do Ŝeglugi osią kanału. 

Inną niebezpieczną sytuacją, kiedy osiadanie statku zwiększa się nawet do 100%, 

jest mijanie się statków. Przy szybkości 4-5 węzłów następuje podwojenie wartości 

osiadania. Dalsze zwiększanie szybkości, do 8-9 węzłów, powoduje, Ŝe osiadanie 

jest mniejsze i osiąga tylko 50% osiadania na osi toru przy Ŝegludze samodzielnej. 

W gorszej sytuacji jest zawsze statek, który dla wyminięcia się, schodzi z osi toru 

do brzegu – na tym statku osiadanie zwiększa się bardziej niŜ na statku 

pozostającym podczas tego manewru na osi toru. 

Kolejnym problemem manewrowym związanym z osiadaniem podczas Ŝeglugi w 

kanale , na płytkowodziu, czy na pogłębionym torze wodnym są zmiany tego 

zjawiska podczas wyprzedzania statków., gdzie często osiadania zwiększa się 

nawet do 100%. Doświadczenia pozwoliły ustalić, Ŝe statek szybszy – 

wyprzedzający, podlega mniejszemu osiadaniu i powinien zejść z osim toru 

podczas manewru wyprzedzania. Statek wyprzedzany, biorąc pod uwagę 

osiadanie, powinien zachować kurs na osi toru. 

Na osiadanie statku mają teŜ wpływ inne czynniki a przede wszystkim konstrukcja 

statku: 

1 – dzioby gruszkowe wpływają na zmniejszenie się osiadania statku 

2 – statki o korzystnych współczynnikach pełnotliwości z zasady mają mniejsze 

tendencje do osiadania. 

3 – efekt ssania śruby w małym stopniu wpływa na efekt osiadania, choć w 

niewielkim stopniu zmniejsza przegłębienie na dziób. 




Badania zjawiska osiadania statków, mające olbrzymie znaczenie szczególnie dla 

statków duŜych, pozwoliły na określenie pewnych podstawowych zasad, które 

powinny być stosowane podczas Ŝeglugi w rejonach, gdzie takie zjawisko mogło by 

być niebezpieczne dla statku i Ŝeglugi. 

1 – wielkość osiadania moŜna zmniejszyć poprzez ograniczenie prędkości statku 

2 – przewidując Ŝeglugę w kanałach, czy na płytkowodziu naleŜy ładować statek na 

równą stępkę, aby częścią naraŜoną na kontakt z dnem był dziób statku 

3 – przekraczanie szybkości krytycznej na płytkowodziu czy w kanałach jest bardzo 

niebezpieczne, efekty osiadania w takim wypadku są trudne do przewidzenia – 

grozi to uderzeniem w dno. 

4 – naleŜy wcześniej, przed dojściem do płytkowodzia, zmniejszyć szybkość, gdyŜ 

przy gwałtownej zmianie głębokości moŜe dojść do przekroczenia szybkości 

krytycznej. 

5 – zachować szczególną ostroŜność przy wyprzedzaniu i wymijaniu na wąskich 

torach wodnych i kanałach (zwiększenie osiadania) 

6 – przy niewielkich zapasach wody pod kilem w planowanej Ŝegludze naleŜy 

starannie skalkulować wielkości osiadania, prędkość krytyczną i bezpieczną 

prędkość statku. 

Jeszcze jednym niebezpieczeństwem na płytkowodziu, które było przyczyną 

wielu niepoŜądanych kontaktów kadłuba z dnem, jest falowanie i związane z nim 

przechyły, tak boczne jak i wzdłuŜne, które w zrozumiały sposób zmniejszają nieraz 

w znaczny sposób odległość poszczególnych części kadłuba do dna. 




Jak moŜna prześledzić na powyŜszym wykresie zmiany zanurzenia 

spowodowane przechyłami bocznymi dla statków duŜych i bardzo duŜych mogą 

mieć wartość nawet kilkunastu stóp, co na wodach płytkich jest juŜ niebezpieczne 

Wartość przechyłów tak bocznych jak i poprzecznych jest zaleŜna od dwóch 

zasadniczych czynników: od warunków hydrometeorologicznych i stanu 

załadowania statku determinującego stateczność chwiejną statku. Zdajemy sobie 

sprawę, Ŝe w zasadzie akweny płytkowodzia są najczęściej rejonami przylądowymi, 

często osłoniętymi i nie występuje tam zbyt wysoka i długa fala, jak na wodach 

otwartych o większych głębokościach. Ale jednocześnie wiemy z doświadczenia, Ŝe 

np. na Morzu Północnym, które jest morzem szelfowym i płytkim, moŜe powstać 

fala, która stwarza istotne zagroŜenie dla statków nietylko o duŜym zanurzeniu. 

Z powyŜszych rozwaŜań wynika jeden niezaprzeczalny wniosek, Ŝe kaŜdy 

kapitan (nawigator), który planuje swoją podróŜ, musi starannie przeanalizować 

akweny płytkie, przez które będzie przebiegać planowana podróŜ. 

Mimo, Ŝe pozornie głębokości na mapie, na całej trasie, są większe od 

naszego zanurzenia, trzeba obliczyć maksymalne, niekorzystne zmiany tego 

zanurzenia biorąc pod uwagę wszystkie omówione powyŜej sytuacje: 




PARAMETRY 

STATKÓW 

(ZBIORNIKOWCE) 

ZMNIEJSZENIE ZAPASU WODY POD STĘPKĄ WYWOŁANE 

FALOWANIEM AKWENU 

Fala 

Wys Okres 

okoś [s] 

ć [m] 

Kąt kursowy fali 

Kołys 

anie 

wzdłu 

Ŝne 

[m] 

000 

° 

Nurza 

nie 

[m] 

Raze 

m [m] 

Kołys 

anie 

wzdłu 

Ŝne 

[m] 

090 

° 

Nurza 

nie 

[m] 

Raze 

m [m] 

Kołys 

anie 

wzdłu 

Ŝne 

[m] 

045° oraz 135° 

Kołys 

anie 

poprz 

eczne 

[m] 

Nurza 

nie 

[m] 

Raze 

m 

dziób 

lub 

rufa 

[m] 

Śródo 

kręcie 

[m] 

Zaobl 

enie 

dziob 

u lub 

rufy 

[m] 

Nośność 17049 t 

L 149,00 m 4,57 10,00 2,80 0,15 2,96 2.93 2.13 5,06 2,50 2.35 0.76 3,26 3,11 3,93 

B 21,60 m 1,83 10,00 1,07 0,06 1,13 1.13 0,91 2,04 0,97 0,91 0,30 1,28 1,22 1,52 

T 9,14 m 


L 203,00 m 4,57 10,00 2,80 0,30 3.11 3,78 1,52 5,30 2,50 3,05 0.53 3.05 3,58 4,42 

B 28,00 m 1,83 10,00 1,07 0,12 1,14 1,46 0,61 2.07 0,97 1,16 0,21 1,19 1.37 1,68 

T 10,97 m 


L 216,00 m 4,57 10,00 2,74 0.24 2,99 4,02 1,07 5.09 2.47 3.20 0,37 2,83 3,57 4,39 

B 29,80 m 1,83 10,00 0,91 0,09 1,00 1,56 0,49 2.04 0.82 1,25 0,15 0,97 1.40 1,68 

T 11,58 m 


L 236,00 m 4,57 30,00 2,47 0,15 2,62 4.45 0,82 5,27 2,22 3,57 0,29 2,53 3,87 4,60 

B 32,90 m 1,83 10,00 0,82 0,08 0.91 1.74 0,33 2.07 0,73 1.37 0,11 0,85 1,49 1,74 

T 12,44 m 


L 257.00 m 4,57 10,00 2,20 0,12 2,38 4,88 0,61 5.49 1,98 3,90 0,21 2.19 4,1] 4,75 

B 36,30 m 1,83 10,00 0,97 0,00 0,97 1,89 0,24 2,13 0,88 1,52 0,08 0,97 1,61 1,92 

T 14,02 m 

1 – wejście na płytkowodzie z zachowaniem ostroŜności co do szybkości wejścia 

2 – przejście przez tor pogłębiony, najczęściej wybojowany, gdzie naleŜy 

pamiętać o tym , Ŝe osiadanie wzrasta podczas manewrów wymijania, 

wyprzedzania i zbliŜania się do płytszych miejsc toru 

3 – to samo dotyczy przejść kanałami, gdzie te zjawiska są bardziej intensywne 

4 – naleŜy teŜ przeanalizować prognozy pogody na czas przejścia przez wody 

płytkie, gdzie moŜe wystąpić istotne dla naszego statku falowanie (>Tabela str.12).

ZAPAS WODY POD STÄPKÄ â OSIADANIE STATKU - posejdon

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

ZAPAS WODY POD STÄPKÄ â OSIADANIE STATKU - posejdon