港口水域布置介绍与讲解课件配图丰富

第五章港口水域布置5.1港口水深5.2港内水域5.3港口航道、锚地5.4港内泊稳标准及波况估算5.5防波堤布置5.6防沙、导流堤5.7港口导航

港口水域包括：船舶进出港的航道、转头水域、制动水域，过驳水转水作业和停泊的锚地水域以及港池、码头前水域等。各水域应根据具体情况组合设置，必要时可单独设置。

外堤是防波堤、防沙堤、导流堤的总称。

防波堤；防御外海波浪侵袭港池、码头前等水域为主要功能的水工建筑物，其所围成的水域水面平稳、水深足够，使船舶能安全进行装卸作业、停泊和进出港口。有时也兼防泥沙、水流及冰凌等对港口的侵袭。外堤除按功能分类外，也常按其所在位置，特别是按其与岸边的相对位置分为突堤和岛堤。突堤是一端与岸连接，一端伸人海中的外堤。岛堤是两端均不与岸相连接的外堤。第五章港口水域布置——港口水域第五章港口水域布置——港口水深§5.1港口水深港口水深应该既能满足使用要求而又不过大，也就是要确定一个合理的富裕水深。这里只介绍航行水深h其中Z0是船舶航行时船体下沉增加的富裕水深，与船舶的大小和航行速度有关。其它富裕的意义同前，但注意有的富裕量取值不一样。航行水位的确定是港口工程界极为关注的问题，通常可根据港口的船流密度确定每天需要的航行时间，再从潮位历时曲线上确定航行水位——乘潮水位。停泊水域水底高程=设计低水位-泊位水深航行水域水底高程=航行水位-航行水深影响富裕水深的构成因素第五章港口水域布置——港口水深乘潮水位是指船舶乘潮进出港口的某一潮位，并以该潮位作为航道和不包括码头前沿水域、锚地的港内水域的设计通航水位。乘潮水位应根据需要乘潮的船舶航行密度，港口所在地区的潮汐特征和疏浚工程量等因素，经技术经济论证确定。乘潮水位应根据每潮次船舶乘潮进出港所需的持续时间，选取每一个潮峰上与此延时相当的水位，按现行行业标准《海港水文规范》的有关规定进行统计，可取乘潮累积频率93%一95%的水位。注:①当潮位受气象影响季节性变化较大时，对所选用的乘潮水位，应核算低水位月份的航道通过能力及其对港口正常营运的影响;②乘潮水位的统计，应有一年以上的实测潮位资料。每潮次船舶乘潮进出港所需的持续时间可按下式确定:式中：tS——每潮次船舶乘潮进出港所需的持续时间(h）;Kt——时间富裕系数，取1.1一1.3；tI——每潮次船舶通过航道的持续时间(h)，其中包括船舶间追踪航行的间隔时间;t2——艘船舶在港内转头的时间(h);t3——艘船舶靠离码头的时间(h）。第五章港口水域布置——港口水深第五章港口水域布置——港口水深确定乘潮水位——保证船舶安全进出港口；尽量减少投资。

例：我国北方某港口，航道长3.5km，每天平均有一艘船进港，设计中航行水位取用4小时的潮位3.09m。实际上，设船舶航速4节，在航道内的航行时间为

T=3.5/1.852/4=0.47(h)平均每天只有一出一进，间隔0.5h，则每天总的航行时间为

t=0.5+2(安全系数)

T2=2.4（h）即3小时的乘潮水位已完全可以满足要求，设计中取4小时的潮位就过于保守。若取3小时的潮位3.37m，差0.28m，挖泥量差26万m3。§5.2港内水域一、港池1、长度：与泊位适应2、宽度B（港池）

B=设计船型宽度Bc+适当的富裕量（=2Bc

）⑴港池宽度应根据船舶安全进出港池、靠离码头作业要求、岸线的合理利用和疏浚土方量等因素综合比较确定。⑵对回淤严重的港口，根据维护挖泥的需要，此宽度可适当增加。⑶顺岸码头前沿港池，当考虑船舶转头要求时，B≥1.5L;对多泊位连续布置的顺岸码头，当水域狭窄或疏浚困难时，经技术经济论证，可在码头两端设置回旋水域，但B≥0.8L

。第五章港口水域布置——港内水域⑷港池两侧均有泊位且沿港池方向布置两个以上泊位时，B≥1.5L;当港池两侧为单个泊位或风向对船舶靠离作业有利时，可适当缩窄港池宽度。对有水上过驳作业的港池，应按过驳作业要求相应加宽。

⑸港池的设计水深宜与航道设计水深一致。

⑹港池和航道间的连接水域，应满足船舶进出港池的操作要求，其尺度可根据港池与航道间的夹角和船舶转弯半径确定。船舶转弯半径，自航为3倍设计船长；拖船协助作业为2倍设计船长。当船舶不能在港池内转头时，连接水域的尺度尚应满足船舶转头的要求，其水深宜与航道设计水深一致。

⑺顺岸码头端部泊位港池底边线与码头前沿线的夹角α，可采用30°～45°。当航道离码头较远，并有拖船配合作业时，α值可适当加大。港池顶端泊位的α可不受上述规定限制。第五章港口水域布置——港内水域二、船舶掣动水域对有防波堤的港口，为了保证船舶进港后掣动，不致发生事故，从防波堤口门至建筑物（沿航向）之间要有足够的距离，为掣动水域，长度L≥（3～4）LC，一般为直线，困难时可设在R≥（3～4）LC的曲线上。当进港条件较差时，对50000t以上的重载船舶，其制动距离可适当加大，但不宜超过5倍设计船长。三、回旋水域

船舶回旋水域应设置在进出港口或方便船舶靠离码头的地点。其尺度应考虑当地风、浪、水流等条件和港作拖船配备、定位标志等因素，可按下表确定。回旋水域的设计水深可取航道设计水深。对货物流向单一的专业码头，经论证后，其部分回旋水域可按船舶压载吃水计算。第五章港口水域布置——港内水域船舶自行操作掉头§5.3港口航道、锚地

一、进出港航道

1.航道选线的基本要求

⑴应结合港口总体规划，适当留有发展余地。必须在满足船舶航行安全的前提下，结合当地自然条件、引航距离、航标设置、挖泥数量、施工条件和维护费用等因素综合分析确定。

⑵应全面分析当地自然资料，宜利用天然水深，避免大量开挖岩石、暗礁和底质不稳定的浅滩，并对航道泥沙回淤作出论证。通常情况下应减小强风、强浪和水流主流向与航道轴线的交角。

⑶单向或双向航道的选择，应根据船舶航行密度、进出港船型比例、乘潮条件、航道长度、助航设施和交通管理等因素，经技术经济论证确定。第五章港口水域布置——航道、锚地2.航道轴线布置考虑的因素

⑴风的影响：布置航道轴线时应充分考虑风的影响；

⑵水深的影响：浅水中航行，舵向灵敏底低；

⑶岸边的影响：沿岸边航行，船有向岸偏向的趋势；

3.进行航道布置时应遵循以下原则

⑴避免船体受较大的横风作用；

⑵航道应尽量顺直，避免避免多次转向（“S”形布置）。当受地形、地质条件限制必需多次转向时，宜采取减小转向角、加长两次转向间距、加大回旋半径或适当加宽航道等措施，使其达到设计要求。

⑶在防波堤口门外应设不小于掣动距离的直线段；

⑷充分考虑泥沙运动情况，避免严重的航道淤积；⑸对有冰冻的港口，航道选线应注意排冰条件和冰凌对船舶航行的影响。第五章港口水域布置——航道、锚地4.航道宽度

航道有效宽度由航迹带宽度、船舶间富裕宽度和船舶与航道底边间

的富裕宽度组成。

⑴单船航迹带宽度

船在水中航行受到各种因素的影响，不可能直线运行，总有一些偏向，称为“蛇形运动”。船舶为了克服风、流的影响保持航向，常使船舶实际航向与真航向保持一风流压偏角γ。船舶以风、流压偏角在导航中线左右摆动前进所占用的水域宽度称为航迹带宽度。船船航行的S形路线船舶真航向与风流压偏角航道有效宽度第五章港口水域布置——航道、锚地

式中：

n——船舶漂移倍数

γ——风、流压偏角(。)；

⑵航道宽度W

W取值除了A外，两侧还留有实C，双向航道两道间留有安全距离b取一倍船宽。

比较标准的航道宽度为：

单向W=5B，

双向W=8B。第五章港口水域布置——航道、锚地⑶航道转弯

航道转弯是不可避免的。船舶在航道弯曲段航行，由于船舶在转向时的漂动和必须以投影宽度通过弯道，要求的宽度比电线段大。需要加宽的数值与转向角φ和转弯半径R有关。

航道转弯半径R和加宽方式应根据转向角φ和设计船长确定。

当10°＜φ≤30°，R=（3～5）L

宜采用切角法加宽；当水域狭窄，切

角困难时，经论证可采用折线切割法

加宽;

当φ＞30°，R=（5～10）L，

可采用折线切割法加宽。

航道转弯段加宽示意（a）切角法;(b)切割法n一航道转弯处采用折线切割法加宽的等分折线段数第五章港口水域布置——航道、锚地5.单双向航道的选取依据

单双自航道的选聚根据港口营运的繁忙程度和航道长度LK而定。此外还与航速有关。

图

LK0.5t——船在航道内不相会，单向航道。

LK≥0.5t——船在航道内必相会，双向航道。

t——最忙时一个方向航行船舶的时间间隔。

由于t的随机性，单向航道常出现船等道的现象。

6.航道水深

分通航水深和设计水深，应分别按下列公式计算：第五章港口水域布置——航道、锚地二、锚地

1.锚地规模

锚地的规模可根据排队论的理论和数学模拟的方法推算。对新建港口的锚地，其锚位数可根据港口的重要性，按在港船舶保证率90%——95%相应推算锚位数;对扩建的港口，可近似地将扩建部分视为新建港口推算锚位数。

2.锚地位置

应选在靠近港口、天然水深适宜、海底平坦、锚抓力好、水域开阔、风、浪和水流较小，便于船舶进出航道，并远离礁石、浅滩以及具有良好定位条件的水域。必要时应进行扫海测量及底质取样等工作。锚地位置的选择应符合下列规定。

⑴锚地的边缘距航道边线的安全距离:港外锚地不应小于2--3倍设计船长;港内锚地采用单锚或单浮筒系泊时不应小于1倍设计船长，采用双浮筒系泊时不应小于2倍设计船宽。第五章港口水域布置——航道、锚地⑵港外锚地水深不应小于设计船型满载吃水的1.2倍。当波高(H4%)超过2m时，尚应增加波浪富裕深度。港内锚地水深应与码头前沿设计水深相同。⑶锚地底质以泥质及泥沙质为好，沙泥质次之。应避免在硬粘土、硬砂土、多礁石与抛石地区设置锚地。⑷应避免在横流较大的地区设置双浮筒锚地。

2.锚地面积

锚地面积主要取决于锚泊位数量和系锚方式，单个锚泊位在各种系泊方式下所占面积不同。

⑴单锚系泊——为一圆域（海港锚地）

优点：船受力小，可随风、流等转动。常用于外海锚地

缺点：占水域面积很大，且各锚地间浪费一定的水域。单锚系泊水域尺度R—单锚水域系泊半径(m);L—设计船长(m);h锚地水深(m）。第五章港口水域布置——航道、锚地式中：R——单浮筒水域系泊半径(m）;r——由潮差引起的浮筒水平偏位(rn)，每米潮差可按lm计算;

l——系缆的水平投影长度(m),DWT≤10000t，取20m,10000t≤DWT≤30000t，取25m，DWT＞30000t可适当增大;

e——船尾与水域边界的富裕距离(m），取0.1L。

⑵单浮筒系泊——圆域。

占水域面积比单锚小得多，万吨级船一般在16万m2左右，同样具有船体受力小的优点，但制作、抛放浮筒费用较高。

该系泊方式常用于港内锚地。第五章港口水域布置——航道、锚地⑶双浮筒系泊——矩形水域

长：s=Lc+2(r+)

宽：a=4B备注：海港锚地多采用单点抛锚河港锚地一般采用单锚或单浮筒港内锚地多采用双浮筒河港锚地布置图第五章港口水域布置——航道、锚地§5.炉4港内泊面稳标准壮及波况熟估算请一、泊湾稳标准码头伸装卸对作业犬，上耐下旅旨客，淘都要跨求船和舶平猪衡，登颠簸畅小，杰作双业泊轰稳标蒜准——限制索船体链运动辰量，策实际咽中有冲困难遣，因悼此都趋以码虎头前虚沿允克许波扒高为胃标准道。旨波高掏与船纠运动恩量成钻正比眉关系腹。虫确定谷允许化波主案要考罚虑：冠船大锣小，助作业酒性质户和船叛的受饺浪条弓件。二、波礼浪绕射波浪蒜遇建唇筑物纹后一寄部分撕反射痒，一槐部分拐绕过核建筑罩物继窝续向秩前传蹲播。肾绕挽射后勒的波多高H与口门霜处入射外波高H之比孙值叫绕射系昨数Kd。H=KH1.单突迟堤口盆门的Kd2.双突堤投口门的Kd3.多口门丹的Kd：先迫求出损各口伪门的Kd，然后权进行矢醉量迭加悼。第五章用港械口水域武布置——泊稳标幻玉准与波洋况估算船舶装假卸作业恒的允许茎波高和愚风力第五章估港课口水域枣布置——泊稳窄标准雀与波侍况估嘉算第五涌章革港养口水耍域布岭置——防波堤家布置§5.解5防波陡堤布捉置一、汽防波翼堤布危置原走则1.满足港验内泊稳刷条件2.港内帅水域炒足够3.防止或称减少港改内淤积4.充分利帮用当地床地形，危防波堤南尽量布甚置在浅与水区，非减少投汇资；5.留有发赖展余地棉，便于牵港口扩奔建。二、语防波榜堤布莫置的辞基本汇要求1.防波堤蔑的设置迅：应根宏据港骑口的愉使用践要求渴、规欺模、施船型忘和当浆地自货然条吼件，描经技递术经私济论潜证确吗定。2.防波菊堤的扰布置垒：应从碑港口谎总体温布局本出发符，充霸分分颂析当腐地的沃风、窄浪、族水流内、泥吐沙、默地质枪、地册形、姻冰凌西等自牙然资招料，我并应伟考虑于建筑必物对甩海岸默的影贪响和咳航行匙条件络以及孔对环授境的爽影响脖因素码确定悉。防断波堤女的建班设应膨根据病港口大近期址建设槐规模霉和水冲、陆怪域布抵置拟红定分帝期建顽设程诊序。4.防波马堤轴才线的唐线形卧：宜采用膝直线、屯向海方贡向的平顺凸曲揭线或折汽线。当雕必须布置成笑向海关方向庄的凹切曲线斑或折线时，哈应作必紫要的论格证，并教宜减小章转折角宅度。5.防波堤竖的轴线缘瑞位置：宜裕选在林地质喜条件偿好、骨水深辫较浅虑的地堵方，辜有条皇件时扔可利伯用礁发石、孔浅滩常及岛骗屿。爱防波勉堤的纲接岸此点宜东利用住湾口河衅角吊或海劝岸的分突出献部位赚。6.在近岸设带流速令较强的矛地区布错置防波拐堤时，江其位置萌及线型本宜减少亿对水流微的影响扑，避免岁在口门亩处形成越强流或兼旋涡。3.防波堤标的组成：可模根据临自然映条件止和建给设规挣模采挂用单堤、双堤或多堤组成的斥形态和卖防护系抄统。设斑计防波旦堤时，轨应对沿胸岸流及新泥沙运凡动的强渠度进行屠详细分妖析，避纷免堤后肝水域发崇生严重轿淤积或左冲刷，疾必要时窝应通过莫模拟试鼓验验证离。防波堤撒布置的贞基本形荒式第五乓章减港窝口水厘域布榨置——防波堤元布置第五章携港斜口水域欧布置——防波丽堤布辱置三、乒防波捷堤口曲门1.位置：布置熊在水径深较狂大处递，便顿于进经出，羞减少坊淤积可；2.口门讯数量事：应根逢据船戚舶通秆航密化度、奖自然药条件惜和总膛体布君置要傅求等负因素杏确定乔。一鲜般设券两个垫口门错，其它有以求下优配点：低⑴行进出竞港可录分口沸门，奴干扰猪少；菌⑵席不同价风、尖浪向五时从驳不同蹈的口夏门进予出；粉⑶岛增强杂港内每水域仆自净反能力汤；灰⑷可愉减轻土港内醋淤积注。3.口门方鉴向应与进志港航道呀相协调炎，航道抱中心线味与强浪自向之间卧的夹角市宜为30～35；此外骑，应使秘强浪进悬港的主盈轴线不眠直射码腾头的主结要部位侵或反射虹性较强触的直立睛式岸壁则。与强风君、强热浪向舍最好郑有一游夹角，30～60。=9明0时，叫船受芦横风再，不亚安全劈燕，但雁对港茧内水越域平哄衡有号利；=0时，港悼内水域帖平衡不德利，且系船受尾浮追浪也拿不安全顷。口门蝇有效遍宽度第五章摩港何口水域徒布置——防波肆堤布死置4.口门堆平面渴布置灶的形谦式可根据稳当地自猴然条件均和航行单特点采宜用正向瓣口门或白侧向口锄门。5.口门作宽度在口门毛处不允瞎船舶锚胞船或超筒船，只躬能单船夺进、出臭。口门伤在垂直夸航道轴恼线方向气的宽度凯（有效挣宽度）太一般为1～1.5L。把口门篇不宜说太宽袋，宽牢了对锹港内柏泊稳钻不利魂，也讨不宜陕太窄半（任摄何时慰候不极小于侍设计洁船长访），枪尤其越是不开透水墓防波烂堤（驱或透礼水性刑差）滤，还夺要将锻涨落你潮流袭速控起制在3节之偿内。第五章恢港趋口水域章布置——防波堤厘布置各种黄结构活型式张的口当门有霜效宽霜度第五章粉港播口水域泥布置——防波城堤布着置四、防箩波堤轴寇线布置1.尽量布扮置成扩棋散或使迷波浪一野进入口我门立即幅减弱。2.尽量采喜用直线泄，便于靠施工，饭必须转监弯时转瓦向角尽一匠小，毛一般≤60，在转蛙变处用段弧线连矩接。尽量颗避免域向外修转弯，否则子产生波肚能集中趴。3.主波向导（强波基向）与哗堤轴避六免正交伪，病尽属量缩短缎与当地释最大波灵向正交距的长度乡丰，以减穴少堤受哭的波压者力，4.避免尼港内创波浪详的反酒射波抖射向护码头5.遵循防兰波堤总冲布置原刑则，降列低投资狡。第五已章滥港旁口水肥域布害置——防波吉堤布押置四、防且波堤优艘化1.优化锯概念在海湾睬内建港倘总选择轰有一定古自然掩燃护，波拒浪较小圾的地点笛，但总劝是有发顽生概率弯不大的滨强浪侵氧入港区栋，使港北口停业先。徒建防波暖堤后，览掩护条价件改善缸，增加德了码头捧工作天医，一般攀来说建锻堤越长考其掩护晚效果就刊越好。偿设:L男——堤长；n简——港区各滥泊位工阿作天数仆之和。全显勇然，nL但n=f(L)不是竖一个海简单膨的函修数。支记励建堤汇前后昼港口毒各泊辽位增锋加了赌工作半天数团之和唱为n则有：L长—n增大收入增蜜加，记栋为P脂L长—投资增救大，以D表示建绪堤费用渠。替净收益哑：=P-摘D0建堤是煌有益的。底当L达到某义一长度游时，达到max，这时饮的L值最箩合理勉，也衰就是悼最优详的堤井长。第五全章怖港晕口水滨域布泛置——防波赏堤布疲置2.粥Δn计算Δn为建堤岸前后码障头工作妨天数之妹差。铲设短建堤前妄码头处肤波高分堵布为：H≥3趁m，10花%；1≤那H<市3m，50%；H<民1m，40镜%。若码头泉作业允静许波高吼为1m，则：伐建搭堤前：n1=性N×耐40蛛%=违0京.4自N又建料堤L米后象码头泊处绕捧射系典数，Kd=1汇/3，则这厘时码透头处擦的波校浪分毒布为亏：Hd≥1m，10%；Hd＜1m，90%。n2=疫0.却9NΔn=0隔.5似N申=1园8