東南大學(xué)港口規(guī)劃布置課程設(shè)計(jì)

1、港口規(guī)劃與布置課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書交通學(xué)院港航系二O三年八月目錄1 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) 資料 32 1.1 港 口 狀 況 及 發(fā) 展 規(guī)戈U 33 1.2設(shè)計(jì)船型 34 1.3裝 卸 工 藝 及 裝 卸 能力 35 1.4 港 處 自 然 條件 36 1.5 施 工 能力 37 1.6 主 要 投 資 項(xiàng) 目 單價(jià)48 1.7 其 他 經(jīng) 濟(jì) 參 數(shù) 假設(shè) 9港9.1 件 雜 貨 碼 頭 最 優(yōu) 泊 位數(shù).69.2 散 貨 碼 頭 最 優(yōu) 泊 位數(shù)69.3 泊 位 年 通 過 能 力 驗(yàn)算610 港 口 總 體 布置10.1 港 口水域10.1.1 碼 碼 頭 碼

2、頭 前 沿 水 深 （ 底 高程） 港 池 寬度 9 航 道 水 深 （ 底 高 程 ） 和 寬度 9 回 旋 水域 9 泊 位度 10 碼 頭度1010.1.2 防波堤1010.2 港 口 陸域布 1110.2.1 件 雜貨碼1110.2.2 散 1211 工 程 投 資 經(jīng) 濟(jì) 分析1311.1 工 程 量 計(jì)算1311.2 投 資 估算 及 投 資 時(shí)間表1411.3 經(jīng)濟(jì)效益分析1412 方 案 評(píng) 價(jià) 及 總結(jié)1 61 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料一、港口狀況及發(fā)展規(guī)劃該港于 1999 年開工建設(shè)，并于當(dāng)年建成兩個(gè)泊位，

3、于 2000 年投產(chǎn)使用，當(dāng) 時(shí)吞吐量 60萬噸。投產(chǎn)初期吞吐量增長較快， 為適應(yīng)增長的吞吐量， 于 2003年、 2004年各建成一個(gè)泊位，到 2005年港口吞吐量達(dá)到 150 萬噸， 2009年又增建一 個(gè)泊位，到2010年吞吐量已達(dá)160萬噸，預(yù)計(jì)（條件A） 2015年吞吐量可達(dá)到240 萬噸， 2020年達(dá)到 360萬噸，到 2025年可達(dá)到 450萬噸，以上所說吞吐量均為件 雜貨。根據(jù)需要，規(guī)劃 2025年以后每年有 300 萬噸煤炭從該港出口。二、設(shè)計(jì)船型該港的代表船型為：遠(yuǎn)洋雜貨船為1.5萬噸級(jí)，尺度為161.9 X 21.5 X 13X 9.2m；遠(yuǎn)洋散貨船為3 萬噸級(jí)，尺度為

4、 190X 26X 14.6 X 10.8m。兩種船在港一天所需費(fèi)用均為 G=7.2萬元/艘日。三、裝卸工藝及裝卸能力件雜貨的裝卸采用門機(jī)加流動(dòng)機(jī)械到庫場的工藝流程，裝卸能力R=1800噸/泊日，件雜貨船舶在該港的平均裝卸量為 G=8000噸/艘，Cb=3.2萬元/泊日。 煤炭裝船規(guī)劃采用裝船機(jī)，堆場采用斗輪式堆取料兩用機(jī)，中間用皮帶機(jī)輸送。裝船能力R=7500噸/泊日，運(yùn)煤船在該港的平均裝船量為 G=3.0萬噸/ 艘, Cb=2.4萬元/泊日。四、建港處自然條件1 地形地質(zhì) 建港處陸地寬廣、平坦，有足夠的場地面積供布置庫場及后方設(shè)施使用。陸 域平均標(biāo)高 +3 米左右，附有 1 ：5000 地

5、形圖一張。建港區(qū)為沙質(zhì)海岸，海底沙礫粒徑 0.5 毫米左右，泥沙運(yùn)動(dòng)弱。趨于平衡， 無嚴(yán)重的淤積和沖刷。2 水文氣象 建港處的風(fēng)浪資料的分析結(jié)果見附圖的風(fēng)玫瑰圖和波浪玫瑰圖。該海區(qū)為不規(guī)則半日潮，據(jù)分析設(shè)計(jì)高水位 +1.76 米，設(shè)計(jì)低水位 -0.15 米。海流方向多為 ES 向，流速小于 1 節(jié)。該地區(qū)少雨少霧，據(jù)統(tǒng)計(jì)年最多降雨天數(shù) 134 天，其中雷雨 天數(shù) 28天，每次持續(xù)時(shí)間多在 0.51.5 小時(shí)。在冬季該地區(qū)常有封凍現(xiàn)象，但不 影響航行和港口作用。五、施工能力港口設(shè)有專業(yè)施工隊(duì)，最大施工能力每年可完成 3 個(gè)泊位和 300 米長的防波 堤的工程量。六、主要投資項(xiàng)目單價(jià)1. 萬噸級(jí)碼

6、頭岸線 15萬元/米；2. 庫場：倉庫 1420 元 /米 2，堆場 520 元 /米 2；件雜貨泊位倉庫與堆場各占 庫場總面積的 50% ；3. 機(jī)械設(shè)備 3200 萬元/泊位；4. 防波堤0米以上：3.16萬元/米0-2米：6.08萬元/米-2-6米：28.6萬元/米-6 -10 米：42.24 萬元 /米-10米以下60.8萬元/米5. 基建挖泥40元/方6. 基建填土 60元/方7. 圍堰0米以上：1.60萬元/米0-2米：2.96萬元/米-2-6米：6.48萬元/米-6 -10 米：11.28 萬元 /米8. 征地動(dòng)遷港內(nèi)18萬元/市畝，港外10萬元/市畝；（1市畝=10000平方米

7、）9. 港內(nèi)鐵路4000元/米，可按200萬元泊位估算造價(jià)10. 港外道路及公共設(shè)施綜合投資1500萬元11. 港內(nèi)道路綜合投資500萬元/泊位12. 水電供應(yīng)和通訊綜合投資 420萬元13. 生活辦公設(shè)施投資1800萬元/泊位14. 每泊位分?jǐn)偟母圩鞔M(fèi)用440萬元15 .間接費(fèi)按直接投資費(fèi)用的35%計(jì)算七、其它經(jīng)濟(jì)參數(shù)假設(shè)1. 盈利扣除營運(yùn)費(fèi)后港口每吞吐一噸貨物的盈利為：件雜貨88.0元/噸，煤炭為66.0元/噸。2. 稅收與還款港口企業(yè)收稅5%。港口凈盈利的70%用于還款，30%用于職工福利和基金。3. 現(xiàn)金年利率i=8%，港口一切設(shè)施均假設(shè)使用到2055年為止，且不計(jì)殘值。2港口規(guī)模2

8、015 年2020 年2025 年貨種件雜貨件雜貨件雜貨煤炭Q240萬噸360萬噸450萬噸300萬噸R1800噸/日泊位7500噸/日泊位G8000噸/艘30000噸/艘Cb3.2萬元/泊日2.4萬元/泊日Cs7.2萬元/艘日2.1件雜貨碼頭最優(yōu)泊位數(shù)Q/Nx= "G1G 8000口 卓；=Tb = R=1W=444 日?艘2400000/355 = 0.845 艘?日8000入a= = 3.756SPTwn w.snsns - ns+150.751.7601.4875.2431.0930.27060.630.4670.3944.15070.540.1470.1243.880pS=

9、5 6 7,計(jì)算結(jié)果列于下。從表中數(shù)據(jù)可以看出最優(yōu)泊位數(shù)為假設(shè)s6。cb門5 -門6 >>門6 - n?cs1.093>0.444>0.2702.11 2015 最優(yōu)泊位數(shù)計(jì)算:2.12 2020 最優(yōu)泊位數(shù)計(jì)算：3600000?/?3558000=1.268 艘?日1G；=Tb = R80001800=4.44日?艘入a= = 5.634SPTw?w.s?s?s - ?s+170.811.6932.1467.7801.51080.700.5020.6376.2700.38390.630.2000.2545.887假設(shè)S=7、8、9,計(jì)算結(jié)果列于下。從表中數(shù)據(jù)可以看出最

10、優(yōu)泊位數(shù)為8。Cbn7 - n8 > > n8 - n9 cs1.510>0.444>0.3832.13 2025最優(yōu)泊位數(shù)計(jì)算:Q/N 4500000/355葉入=疋=1585艘?日1G 8000葉入-=Tb = 4. 44 日？艘a= - = 7.042卩R 1800卩假設(shè)S=9 10、11,計(jì)算結(jié)果列于下。從表中數(shù)據(jù)可以看出最優(yōu)泊位數(shù)為10。SPTwnw.snsns - ns+190.780.8761.3878.4300.866c ccc100.700.3290.5217.5630.296110.640.1420.2257.268Cbng - n 10 >&

11、gt; n 10 -門“cs0.866>0.444>0.2962.2 散貨碼頭最優(yōu)泊位數(shù)Q/N 3000000/355疋 GT =30000= °282 艘?日1= Tb= G= 3500= 4 日？艘 a= -= 1.127卩G 7500-假設(shè)S=2、3、4,計(jì)算結(jié)果列于下。從表中數(shù)據(jù)可以看出最優(yōu)泊位數(shù)為3。SPTwnw.snsns - ns+120.561.8280.5151.6420.4390.06430.380.2680.0751.20240.280.0400.0111.138Cbn-門2 >>門2 -門3cs0.439>0.333>0.0

12、642.3 泊位年通過能力驗(yàn)算對(duì)于件雜貨碼頭設(shè)計(jì)通過能力，T=365天，G=8000噸/艘,t f=1.5h ,t d=24h, Bt=3h。2015年，新增吞吐量80萬噸，應(yīng)新增1個(gè)泊位，設(shè)3臺(tái)門機(jī)，取p=210t/h,Gtz = = 8000/210 = 38.1hP則1個(gè)泊位的通過能力，滿足要求。2020年，新增吞吐量120萬噸，新增2個(gè)泊位，設(shè)4臺(tái)門機(jī)，取p=280t/h ,Gtz = = 8000/280 = 28.57hP滿足要求。2025年，新增吞吐量90萬噸，新增2個(gè)泊位，3臺(tái)門機(jī)，取p=210t/h ,Gtz = = 8000/210 = 38.1hP滿足要求。對(duì)于散貨碼頭設(shè)

13、計(jì)通過能力，T=365天，G=3.0萬噸/艘,t f=1.5h ,td=24h, Et=3h, p=1500t/h 。Gtz = 30000/1500 = 20hP滿足要求。3港口總體布置3.1港口水域布置3.11 碼頭布置3.111 碼頭頂高程碼頭頂高程二設(shè)計(jì)高水位+超高=1.76+11.5=2.763.26m考慮到陸域平均標(biāo)高為+3m左右，取碼頭頂高程為3m3.112 碼頭前沿水深（底高程）碼頭前沿水深：D=T+Z+乙+乙+乙Z2=KHI%rZ 1式中T設(shè)計(jì)船型滿載吃水，取9.2m；Z1Z2波浪富余深度，計(jì)算結(jié)果為負(fù)值時(shí)，取為0,；K系數(shù)，順浪取0.3，橫浪取0.5 ；H%碼頭前允許停泊的

14、波高，波列累計(jì)頻率為4%勺波高，取1mZ3 船舶因配載不均而增加的船尾吃水，雜貨船可不計(jì)，散貨船取0.15m；乙一一備淤富余深度，取0.4m；件雜貨碼頭：T=9.2m,乙=0.3m，Za=0,乙=0.4m；根據(jù)波浪玫瑰圖知常浪向?yàn)闁|南向，為順浪，K 0.3乙二KHkZ1=0.3 X1-0.3=0D = 9.2+ 0.3 + 0 + 0 + 0.4 = 9.9m碼頭底高程：-0.15-9.9= -10.05m ，取值-10.1m煤碼頭：T=10.8m, Z1 =0.3m,乙=0，乙=0.15m, Z4=0.4m；D = 10.8 + 0.3 + 0 + 0.15 + 0.4 = 11.65m碼頭

15、底高程：-0.15-11.65= -11.8m3.113 港池寬度突堤式碼頭，據(jù)規(guī)范 突堤式碼頭兩側(cè)均有泊位且沿港池方向布置2個(gè)以上泊位時(shí)，港池寬度B不小于1.5 倍設(shè)計(jì)船長；件雜貨：1.5L = 1.5 X 161.9 = 242.85m，取值 243m2B=2X 21.5=43m；煤炭：1.5L = 1.5 X190 = 285.00m，取值 285m 2B=2X26=52m；3.114 航道水深(底高程)和寬度據(jù)規(guī)范 航道通航水深： D0=T +Z0+Z1+Z2+Z3件雜貨碼頭：取 H4%=1.0m， T =9.2m， Z0=0.2m， Z1=0.4m，Z2=1.0X0.42=0.42m

16、， Z3=0；D 件=D0 件 + Z4 = 10.22 + 0.4 = 10.62m航道底高程：-0.15 - 10.62 = -10.77m，取值-11m 煤炭碼頭： T =10.8m， Z0=0.25m， Z1=0.4m， Z2=0.42m， Z3=0.15m；D0 煤=10.8 + 0.2 + 0.4 + 0.42 + 0.15 = 11.97mD煤=D0 煤 + Z4 = 11.97 + 0.4 = 12.37m航道底高程：-0.15 - 12.37 = -12.52cm，取值-12.6m 據(jù)規(guī)范 航道寬度，單向航道，取橫流0VVW0. 25，A = n(Lsin 丫+ B) = 1

17、.81 X (161.9 Xsin3。+ 21.5) = 54.25mW = A+ 2C= 54.25 + 2 X 0.5 X21.5 = 75.75m，取值 76m2025 年預(yù)留：A= n(Lsin 丫+ B) = 1.81 X(190 Xsin3。+ 26) = 65.06mW= A+ 2C= 65.06 + 2 X0.75 X26 = 104.05m，取值 105m3.115 回旋水域2.0L = 2 X161.9 = 323.8m，取值 324m2025 年預(yù)留：2.0L = 2 X 190 = 380m3.116 泊位尺度根據(jù)規(guī)范436知：件雜貨碼頭：設(shè)計(jì)船長L=161.9m,富裕

18、長度d=19m煤碼頭：設(shè)計(jì)船長L=190.0m,富裕長度d=19m3.117 碼頭長度根據(jù)規(guī)范岸壁折角處的泊位長度應(yīng)按下式確定?= EL 2015年：1個(gè)泊位,Lb = 161.9 + 19 = 180.9取值181m2020 年：2 個(gè)泊位，B =90° 時(shí)，E =1.25 ,Lb = 2 X1.25 X161.9 + 2 X19 = 442.75m ,取值 2 X225 = 450m2025 年：2 個(gè)泊位，B =60。時(shí)，E =1.45 , 9 =90。時(shí)，E =1.25 ,Lb = 1.45 X161.9+ 19 + 1.25 X161.9 + 19 = 253.755 +

19、221.375m取值 255m + 225m = 410m煤碼頭：3 個(gè)泊位，9 =90° 時(shí)，E =1.25 ,9 =60° 時(shí)，E =1.45 ,Lb = 1.45 X190 + 1.25 X190 + 19+ 1.25 X190 + 19 = 532?+ 256.5?取值 532 + 257m預(yù)留4個(gè)泊位，Lb = 4 x(161.9 + 19) = 723.6m取值724m3.12防波堤布置防波堤布置如設(shè)計(jì)圖所示。泊穩(wěn)驗(yàn)算：港外波高H=3m波長L=60m采用斜坡式防波堤，根據(jù)海港水文規(guī)范，驗(yàn)算兩個(gè)最不利點(diǎn),BrLaB/L(r/L)A0.5KdHe驗(yàn)算點(diǎn)135.215

20、80.5360160.593.110.280.84驗(yàn)算點(diǎn)235.214466050.592.730.310.93He < 1.0?,滿足泊穩(wěn)條件。3.2港口陸域布置3.21件雜貨碼頭E = QhKBKKrTyk aKEqKk.HmaxKbK = E= QhKbk = 1.3 Kr = 100% Tyk = 355 tdc = 7 2015年新增1個(gè)泊位，吞吐量增加80萬噸80萬t十Qh倉庫=Qh堆場=2= 40萬t40 X104 X1.3 X 100% E倉庫=E堆場=355 X 1.0X 7 = 10253.52t堆場:綜合貨種，取q=1.8t/m2 K k=75%倉庫:E堆場A堆場=

21、尿晉箸=7595m21.8 X75%取 7650m 2綜合貨種，取q=0.9t/m2 K k=70%E 倉庫10253.522A倉庫=贏=硏方% = 16275m取 16500m2建立堆場尺寸：170m X 45m;倉庫尺寸 250mX 66m對(duì)于每一個(gè)泊位：A倉庫=16500 m2 A堆場=7650nn2020年新增2泊位，吞吐量增加120萬噸120萬t十Qi倉庫=Qh堆場=2= 60萬t60 X104 X1.3 X 100%E 倉庫=E 堆場=X7 = 15380t堆場:綜合貨種，取q=1.8t/m355 X 1.02 K k=75%E堆場A堆場J380= 11393m2 取 11700m

22、2qKk 1.8 X 75%倉庫:綜合貨種，取 q=0.9t/m 2 Kk=70%E 倉庫 153802A倉庫=24413m2 取 24500m2f 庫 qKk 0.9 X 70%對(duì)于每一個(gè)泊位：A倉庫=12250卅 A堆場=5850吊建立堆場尺寸：130m X45m X2倉庫尺寸： 230m X38m + 60m X60m + 180m X69m2025年新增2個(gè)泊位,吞吐量增加90萬噸堆場:倉庫:E倉庫=綜合貨種，取90萬t 十Qh倉庫=Qh堆場=2 = 45萬t45 X104 X1.3 X 100% X7 = 11535tE堆場=q=1.8t/m355 X 1.0K k=75%E堆場A堆

23、場=不;=綜合貨種，取q=0.9t/m115352=8545m 2 取 8600m 2 1.8 X75%2 K k=70%E倉庫如庫=贏11535.2=18310m2 取 18720m2 0.9 X70%對(duì)于每一個(gè)泊位：A倉庫=9360m A堆場=4300m建立堆場尺寸：172m X25m X2倉庫尺寸：120m X 78m X23.22 散貨碼頭2025年新增3個(gè)泊位,吞吐量增加 300萬噸，取tdc=10d,a k=0.8 ,Qh = 300 萬 t300 X104 X1.3 X100%X 10 = 137324t355 X0.8堆場：取 q=7.5t/m 2K k=75%E 堆場 137

24、3242每個(gè)泊位的堆場面積:A 堆場=贏=7JX5% = 24414mA堆場=8138 m,取A堆場=8320m建立堆場尺寸：160m X52m X34工程投資經(jīng)濟(jì)分析4.1 工程量分期計(jì)算ITLZ':UL:T卅-.1 ?刁5TraE rah寸 il-3 i7ZJn-fl H-MO.VD -finaD2 .twhwyL ! I JI _n 4 4 i - i I a i- i d I E££ E 4.-匚 WWWW _Tec vb mlftile1Trrgjgft I I 1 i - V ia »1 *1- an IBTj-A.J TI r-l-n'

25、;-r廠匚匚匚 a V I aai a i 41 i ijJ-L UBn_3m上-9TXM-TJJ污 5-I.3! I Ac tc t Al rc -i- i4 xlTrilKT - wswMCHJjajrwcKiaMzwiooia f VAt- 4C At -i -tat TE HTflET- 口-ac llHJCrJA3JDK3-M36oa-5圖1挖填土方示意圖運(yùn)用matlab結(jié)合Excel可繪制該挖填量示意圖，正數(shù)部分代表填土部分，深色部分代表挖土部分，由此可以看出整個(gè)港區(qū)的挖填狀況。表1工程投資表工程項(xiàng)目單位2014 年2019 年2023 年2024 年總量單價(jià)總投資量（萬元）基建回

26、填m312856053546006693301473570378310560元/方22698.63基建挖泥m3696960495900290745887850237145540元/方9485.82碼頭工程m178450410789182715萬元/米27405港內(nèi)鐵路泊12238200萬元/泊位1600倉庫m21650024500187600597601420元/米28485.92堆場m276501170086002441452364520元/米22722.928機(jī)械設(shè)備泊122383200萬元/泊位256000米以上m45625015660414661.60萬元/米2345.6圍0-2米26

27、234110454312502.96萬元/米3700堰-2-6米303036650711766.48萬元/米7620.48-6-10米920009211.28萬元/米1037.76港內(nèi)道路泊12238500萬元/泊位4000港作船費(fèi)用泊12238440萬元/泊位3520生活辦公設(shè)施泊122381800萬元/泊位14400征地動(dòng)遷市畝(泊)1223818萬兀/市畝29.36水電供應(yīng)和通訊泊12238420萬元420港外道路及公共設(shè)施泊122381500萬元15000米以上000003.16萬元/米0防0-2米000006.08萬元/米0波-2-6米米185.7200235.66421.3828.

28、6萬元/米12051.468堤-6-10米44.280234.340278.6242.24萬元/米11768.909-10米以下0000060.8萬元/米0直接費(fèi)用萬元29805.2629125.340035.06257247.27156213間接費(fèi)用萬元10431.8410193.8614012.27220036.5554674.535%直接費(fèi)用總費(fèi)用萬元40237.139319.1654047.33377283.822108874.2投資現(xiàn)值估算投資序列表計(jì)算：投資現(xiàn)值=D?(1 + 8%)j表2投資序列表年份2014201920232024現(xiàn)金年利率i8%8%8%8%代號(hào)j05910投資

29、40237.1039319.1654047.3377283.82投資現(xiàn)值40237.1026759.9627037.1235797.364.3經(jīng)濟(jì)效益分析4.31 營運(yùn)費(fèi)用：表3船舶在港發(fā)生的總費(fèi)用貨種年份S入TbaPT w/T bT wnwsCsCs件雜貨201560.8454.443.7560.6260.1050.4670.3947.21008.00201660.8454.443.7560.6260.1050.4670.3947.21008.00201760.8454.443.7560.6260.1050.4670.3947.21008.00201860.8454.443.7560.626

30、0.1050.4670.3947.21008.00201960.8454.443.7560.6260.1050.4670.3947.21008.00件雜貨202081.2684.445.6340.7040.1130.5020.6377.21627.20202181.2684.445.6340.7040.1130.5020.6377.21627.20202281.2684.445.6340.7040.1130.5020.6377.21627.20202381.2684.445.6340.7040.1130.5020.6377.21627.20202481.2684.445.6340.7040.1

31、130.5020.6377.21627.20件雜貨2025101.5854.447.0420.7040.0740.3290.5217.21332.00干散貨202530.2824.441.1270.3760.0670.2680.0757.2192.96年份年份號(hào)投資年收益待泊費(fèi)純盈利還款額交稅港口凈盈利還款現(xiàn)值欠款現(xiàn)值萬元萬元萬元-X 70%X 5%-2014040237.1040237.10201517040100860324222.4301.6015083909.6336327.47201627040100860324222.4301.6015083620.0332707.44201737

32、040100860324222.4301.6015083351.8829355.57201847040100860324222.4301.6015083103.5926251.982019539319.167040100860324222.4301.6015082873.6950138.242020617600162715972.811180.96798.643993.27045.9043092.342021717600162715972.811180.96798.643993.26523.9836568.352022817600162715972.811180.96798.643993.26

33、040.7230527.632023954047.3317600162715972.811180.96798.643993.25593.2651971.4920241077283.8225520162715972.811180.96798.643993.27746.8980021.962025114532015254379530656.532189.7510948.813148.0666873.902026124532015254379530656.532189.7510948.812174.1354699.772027134532015254379530656.532189.7510948.

34、811272.3443427.432028144532015254379530656.532189.7510948.810437.3532990.072029154532015254379530656.532189.7510948.89664.2223325.862030164532015254379530656.532189.7510948.88948.3514377.512031174532015254379530656.532189.7510948.88285.516092.002032184532015254379524343.752189.7510948.86092.002033194532015254379502189.7510948.82034204532015254379502189.7510948.8002035214532015254379502189.7510948.8002036224532015254379502189.7510948.8002037234532015254379502189.7510948.800