(4)-2.2-港口地然条件调查与分析

2.2港口自然条件调查与分析自然条件，如地理位置、地形地貌、气象、海象、地震和环境等，是港口发展建设的先决条件。各自然条件的调查项目---P·16（1）平均海平面。可分为日平均海平面、月平均海平面和多年平均海平面。平均海平面具有以1年为周期的规律性变化；平均海平面的年变化与天文要素有关，以18.6年为周期变化，要得到精确的多年平均海平面须有19年每小时潮位平均值。（2）理论最低潮面。平均海平面是确定陆地高程的零点，对海洋计算则采用理论深度基准面为起算点。一、地形水深测量及基准面地型海拔高度、水深与理论深度基准面关系示意图海图水深黄海平均海平面理论深度基准面某时刻的实际海平面山的海拔高度某时刻的潮高某时刻的实际水深2、

某港的理论深度基准面与黄海平均海平面的高程差为2.0m，该港地形图中标注的港口港池泥面高程为-14.0m，某施工单位需通过港池拖运至安装地，沉箱拖运的最小稳定吃水为13m，沉箱拖运时的潮高为0.5m、富余水深按规范规定不得小于0.5m。问题（1）沉箱拖运是否可行？计算水深说明理由。（2）如果拖运可行，潮高至少要多少米？在正常航速条件下，拖轮对沉箱的曳引作用点设在什么位置拖运最为稳定？例题：黄海平均海平面理论深度基准面2m▽－14140.5拖沉箱时的实际海面Hh按港航工程水深计算的原则，拖运沉箱时可利用的水深H：H＝14.0-2.0+0.5=12.5m出运沉箱所需要的最小水深：13.0+0.5=13.5m12.5m＜13.5m所以拖运沉箱是不行的，水深不够。（2）14.0-2.0+h≥13.0+0.5h≥1.5m

为使沉箱拖运可行，潮高至少要达到1.5m，当潮高达到和超过1.5m时，沉箱拖运可行，在正常航速下，拖轮对沉箱的曳引点应设置在沉箱定倾中心以下10cm左右的位置，拖运最为稳定。（3）沉箱在海上拖运前必须进行沉箱的稳定吃水（干舷高）、压载、浮游稳定性验算，如果在下水后和拖运过程中沉箱的形态有所变化和调整，则要根据变化后的新形态重新进行上述的验算。（4）沉箱下水常用的方法有：预制场固定式滑道下水；半潜驳下水浮船坞下水干船坞内预制，直接灌水出运。水深图又称海底地形图，利用等深线表示海底深度和地形，是研究海底地形、地质构造及沉积物分布规律的重要资料。在海洋或湖泊中，相同深度的各点连接成封闭曲线，按比例缩小后垂直投影到平面上，所形成的曲线，称为等深线。在水深图上，等深线不仅可以表示水深反映海底地形，而且从等深线的疏密状况，可以直接看出海底坡度的大小。海图是按一定的比例尺和投影方法绘制而成的海洋水域和沿岸地物的专门地图。主要内容为海岸、海滩和海底地貌，海底基岩和沉积物，水中动植物，水文要素，灯标、水中管线、钻井或采油平台等地物，以及航道、界线等。测图比例应根据测量类型、测区范围、任务要求和经济合理性选用，在规划阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段，测图比例尺各有不同，可选用1:200-1:2000、1:100-1:5000和1：500~1:200三种。二、气象-风

风玫瑰图在极坐标底图上点绘出的某一地区在某一时段内各风向出现的频率或各风向的平均风速的统计图。前者为“风向玫瑰图”，后者为“风速玫瑰图”。将风向分为8个或16个方位，在各方向线上按各方向风的出现频率，截取相应的长度，将相邻方向线上的截点用直线联结的闭合折线图形风对船舶的作用力大小：F=g/2CV²(Acos²+Bsin²)

为空气密度，A水面上船体正面投影面积，B水面上船体侧面投影面积，V风速，C为风压系数，风向与船体中心线夹角C随的变化特点：首尾受风时，C最小；风舷角为30-40°和140°-160°时，C达极大值；正横受风时，C较小。（一）风动力三要素

1，作用于船舶的横风力约大于顺风力3倍，所以平面设计选择码头方位和航道时，尽可能与常风向、强风向成较小的角。2，船舶压载状态所受风力为满载状态的2倍多，压载船舶操纵性能对强风满载时要敏感得多。气象-雨降雨影响

⑴影响港口建设的施工；⑵影响港口陆域的排水系统（暴雨）；⑶影响港口营运的作业天数。港口规划统计降水日数、降水量和历时等数据，目的在于分析其对港口作业天数、装卸质量和排水设施的影响。日降雨量大于0.1mm（含）即称为一个雨日，一般情况下日降雨量大于25mm以上认为可停止装卸作业。气象-雾

能见度降低:影响航行；影响装卸作业。雾日发生海上碰撞事故比视线良好天气时要高90倍，特别是在视界狭窄海域危险度更高。能见度的等级与能见距离关系表雾的等级高还是低好？3-海象潮汐潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性升降运动。影响码头、港池、航道等高程和泥沙运动半日潮型：一个太阳日内出现两次高潮和两次低潮，前一次高潮和低潮的潮差与后一次高潮和低潮的潮差大致相同，我国渤海、东海、黄海的多数地点为半日潮型，如大沽、青岛、厦门等全日潮型：一个太阳日内只有一次高潮和一次低潮。如南海汕头、渤海秦皇岛等。南海的北部湾是世界上典型的全日潮海区

混合潮型：一月内有些日子出现两次高潮和两次低潮，但两次高潮和低潮的潮差相差较大，涨潮过程和落潮过程的时间也不等；而另一些日子则出现一次高潮和一次低潮。我国南海多数地点属混合潮型

潮位特征值。工程上常用的潮位特征值有：历年最高（低）潮位、平均高（低）潮位、平均潮位、年最大潮差、年平均潮差、年最小潮差、平均涨（落）等设计潮位取值设计高低水位，极端高低水位设计高潮位：取高潮累积频率10%或历时累积频率1%的潮位设计低潮位：取低潮累积频率90%或历时累积频率98%的潮基准面：在用潮位资料时必须注意其基准面是否与当地基准面一致，不一致时要做换算。在我国基准面用得较乱，特别要注意。波浪水体在外力作用下水质点离开平衡位置作周期运动、水面呈周期起伏并向一定方向传播的现象。波浪形成后，可以看到液体表面作此起彼伏的波动。研究波浪运动规律在国民经济建设中，特别是对航运、港口、海洋等工程，有重要的理论意义和应用价值。波浪破碎带--当波浪传入近岸浅水区后,将发生波长变短、波高增大现象,导致波陡(波高与水深之比)迅速增加,当波高接近水深时,波浪开始破碎，在有限振幅波(Stokes)理论中，具有极限波陡为0.142，当波动波陡大于此值时，波面发生破碎。底床受到较强烈的扰动，如床底颗粒较细将会出现高含沙量去、是泥沙最强烈的活动带注意：

①设计波要素的取值②近岸波要素变化——波浪折射③港内波高变化——绕射研究表明：横浪能量较顺浪能量大约20倍。因次规划时船舶纵轴线应尽量与常浪向成较小的夹角。注意：P26表2-6不同作业类别对应允许波高的参考值海冰

不论是固定冰还是流冰，对船舶航行构成真正威胁的结冰厚度在0.2m以上港口设计计划时，必须通过历史冰情资料调查、卫星图片遥感和海冰实测等方式同时港区及附近水域冰日、冰期、冰量及厚度等确定年内冰影响港口作业天数海冰对港口影响：1、港口封航，减少作业天数；2、冰凌对建筑物产生压力，常常成为轻型结构物的控制荷载；3、冰的冻融作用会严重影响位于潮差段混凝土的耐久性，另外冰凌对建筑物有磨损撞击作用注意：1)平面布置中口门的方向和位置，防止流冰堵塞口门。

2)建港前不封冻的水域，建港后可能封冻。

泥沙来源：1、陆域