第八課_港口水路域設(shè)施

1、v 港口水域中的進(jìn)出港航道和碼頭前沿水域需具有足夠的水深，滿足相應(yīng)噸級(jí)船舶吃水的要求；v 進(jìn)出港航道走向的布置應(yīng)滿足船舶安全進(jìn)出港口；v 航道和港池的維護(hù)性挖泥量應(yīng)盡量小。 v 港池內(nèi)應(yīng)有良好的泊穩(wěn)條件，以便船舶能安全、順利地完成貨物裝卸作業(yè)和旅客上下船。 v 港口水域尺度應(yīng)能滿足船舶回旋、制動(dòng)、港內(nèi)航行、停泊作業(yè)的要求。v 港口水域除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)船型的航行、停泊所需的水域外，還應(yīng)考慮港口輔助船舶（港作、工程、海事、邊防等）的航行和停泊要求，在有小船運(yùn)輸?shù)母劭?，還應(yīng)考慮這部分船舶對(duì)水域的要求，但在布置上應(yīng)盡量減少大小船之間的干擾。 “港作船”是指在港區(qū)內(nèi)從事專項(xiàng)作業(yè)或?qū)ｍ?xiàng)服務(wù)的港務(wù)、海運(yùn)、港務(wù)監(jiān)

2、督部門(mén)的船。 如：引水船、清潔船、消防船、救助船、聯(lián)檢船、供應(yīng)船等?！肮こ檀笔侵秆b有特種機(jī)械、在港區(qū)內(nèi)或航道上從事修筑碼頭，疏通航道等工程所使用的專用船舶。 如挖泥船、打樁船、破冰船、測(cè)量船、電焊船等。 港口水域設(shè)施 一、航道、錨地和回旋水域二、港內(nèi)泊穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)及波況估算 三、防波堤與口門(mén)布置 四、港口導(dǎo)航設(shè)施 一、航道、錨地和回旋水域一、航道、錨地和回旋水域 1、航道選線2、航道寬度 3、航道水深 4、航道通航方式 5、錨地 6、回旋水域 定義：為船舶進(jìn)出港口提供的一條特定義：為船舶進(jìn)出港口提供的一條特定的安全航行路線。定的安全航行路線。多數(shù)情況下，近海自然水深不能滿足多數(shù)情況下，近海自然水深

3、不能滿足船舶吃水要求，航道一般開(kāi)挖而成。船舶吃水要求，航道一般開(kāi)挖而成。 航道設(shè)計(jì)包括航道選線、航道尺度航道設(shè)計(jì)包括航道選線、航道尺度( (包包括寬度、水深及轉(zhuǎn)彎段參數(shù)等括寬度、水深及轉(zhuǎn)彎段參數(shù)等) )以及導(dǎo)以及導(dǎo)助航標(biāo)志等方面內(nèi)容助航標(biāo)志等方面內(nèi)容。 選擇航道軸線必須依據(jù)當(dāng)?shù)氐乃摹庀髼l件，并結(jié)合地形和地質(zhì)條件的特點(diǎn)進(jìn)行。（1）航道軸線應(yīng)盡量避免與大于7級(jí)風(fēng)力的、頻率較高的風(fēng)向正交 。（2）航道軸線宜盡量避免與流速大于1kn/h的水流呈較大的交角。（3）航道軸線應(yīng)盡量順直，避免“S”形航路。（4）防波堤口門(mén)內(nèi)的航道應(yīng)保持不小于相應(yīng)噸級(jí)船舶制動(dòng)距離的要求，并盡可能是直線段，以防止船舶進(jìn)入防波

4、堤口門(mén)后發(fā)生事故。（5）航道軸線選擇中應(yīng)充分考慮在波浪和潮流作用下航道的回淤問(wèn)題，盡量減少維護(hù)性疏浚工程量。 定義：指設(shè)計(jì)低水位或乘潮水位時(shí)航槽斷面設(shè)計(jì)水深(一般為公告水深，不含備淤深度)處兩底邊線之間的寬度。航道有效寬度一般由航跡帶寬度、船舶間富裕寬度以及船舶與航道底邊之間的富裕寬度等3部分組成 l船舶在航道上行駛受風(fēng)、流及螺旋槳船舶在航道上行駛受風(fēng)、流及螺旋槳產(chǎn)生的橫力矩的影響，其航跡很難與產(chǎn)生的橫力矩的影響，其航跡很難與航道軸線平行。航道軸線平行。l船舶常需不斷地靠操縱舵角來(lái)校正航船舶常需不斷地靠操縱舵角來(lái)校正航向，使航行的軌跡線不至于偏離航道向，使航行的軌跡線不至于偏離航道范圍。船舶以

5、風(fēng)流壓偏角在導(dǎo)航中線范圍。船舶以風(fēng)流壓偏角在導(dǎo)航中線左右擺動(dòng)前進(jìn)所占用的水域?qū)挾确Q為左右擺動(dòng)前進(jìn)所占用的水域?qū)挾确Q為航跡帶寬度。航跡帶寬度。A = n（Lsin+B） 式中： n船舶漂移倍數(shù)；風(fēng)、流壓偏角；L船長(zhǎng)(m)；B船寬(m)。航跡帶寬度一般在2.0B4.5B的范圍內(nèi)。 當(dāng)船舶相遇錯(cuò)船時(shí)，為了防止船吸現(xiàn)象，兩航跡帶間應(yīng)留有一定距離，取船寬。 對(duì)于人工開(kāi)挖的航道，由于航槽內(nèi)外水深差形成航槽壁，船舶在這樣狹窄的航道內(nèi)航行，為防止船舶因船吸現(xiàn)象而擦壁或擱淺，減少操船困難，必須與槽壁保持一定距離。 船 種雜貨船、集裝箱船散 貨 船油船或其他危險(xiǎn)品船航速(kn/h)666666C(m)0.50B0

6、.75B0.75BBB1.50B雙向航道： w=2a+b+2C 單向航道： w=a+2c 式中：w航道有效寬度(m)；b船舶間富裕寬度(m)，取設(shè)計(jì)船寬B；c船舶與航道底邊間的富裕寬度(m)，采用表中數(shù)值。 當(dāng)航道較長(zhǎng)、導(dǎo)標(biāo)靈敏度不易控制、船舶定位困難和自然條件特別惡劣時(shí)，航道寬度可較上式適當(dāng)加寬；相反的情況可以適當(dāng)縮窄。典型雙向航道寬度約為8倍船寬，單向航道寬度約為5倍船寬。此外，船舶在航道彎曲段航行，由于船舶在轉(zhuǎn)向時(shí)的漂動(dòng)和必須以投影寬度通過(guò)彎道，要求的寬度比直線段大。需要加寬的數(shù)值與轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)彎半徑R有關(guān)，可采用規(guī)范建議的圖解法進(jìn)行。 航道寬度航道寬度W的取值的取值 船舶在外航道航行，其

7、航速一般不會(huì)超過(guò)1012kn/h，通常是68kn/h，在接近口門(mén)時(shí)為46kn/h。船舶為保持一定舵效的最低航速為2kn/h。航道水深需要考慮船舶航行時(shí)船體下沉增加的富余水深。 D = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 + Z4 式中：D航道設(shè)計(jì)水深(m)；T設(shè)計(jì)船型滿載吃水(m)；Z0船舶航行時(shí)船體引起的下沉值(m) ，與船舶噸級(jí)、船舶 航速有關(guān)；Z1船行時(shí)龍骨下最小富裕深度(m)，取決于不同底質(zhì)條件和船舶噸位，采用表中數(shù)值；Z2波浪富裕深度；裝載縱傾富裕深度(m)，雜貨船和集裝箱船可不計(jì)，油船和散貨船取0.15m；Z3船舶因配載不均勻而增加的尾吃水(m)；Z4備淤深度(m)，應(yīng)根據(jù)

8、兩次控泥間隔期的淤積量確定，不宜小于0.4m。 船舶噸級(jí)DWT50005000DWT1000010000DWT5000050000DWT100000100000DWT300000淤泥土0.200.200.300.400.40含淤泥的沙、含粘土的砂和松砂0.300.300.400.500.60含砂或含粘土的塊狀土0.400.400.500.600.60巖石土0.500.600.600.800.80注：對(duì)重力式碼頭，Z1應(yīng)按巖石土考慮 v 建立分道航行制，將反向航行的船流予以分隔。v 港口投產(chǎn)初期，航道的通航水位可采用乘潮水位。v 乘潮水位可根據(jù)每潮次船舶乘潮進(jìn)出航道所需的時(shí)間，選取每一個(gè)潮峰上與

9、此延時(shí)相當(dāng)?shù)乃贿M(jìn)行頻率統(tǒng)計(jì)，一般取乘潮累積頻率9095的水位為乘潮水位。v 對(duì)經(jīng)常處于自然條件惡劣，航道狹窄難于改善的情況，規(guī)劃應(yīng)明確配備拖船對(duì)較大型船舶助航，實(shí)行強(qiáng)制引領(lǐng)的制度。v 在船舶航行密度大的航道，結(jié)合實(shí)際條件限制超越、大小船分開(kāi)航行等航道通航方式。 錨地是指專供船舶停泊或進(jìn)行水上裝卸作業(yè)的水域。錨地按功能和位置可分為港外錨地和港內(nèi)錨地。港外錨地供船舶候潮、待泊、聯(lián)檢及避風(fēng)使用；港內(nèi)錨地供待泊或水上裝卸作業(yè)使用。 （1）港外錨地邊緣距航道邊線不應(yīng)小于23倍船長(zhǎng)；單錨或單浮筒系泊的港內(nèi)錨地距航道邊緣不應(yīng)小于1倍船長(zhǎng)，雙浮筒系泊時(shí)不應(yīng)小于2倍船寬。（2）港外錨地水深一般不應(yīng)小于船舶滿載

10、吃水的1.2倍，但當(dāng)波高大于2m時(shí)，還應(yīng)增加波浪富裕水深。港內(nèi)錨地水深一般可與碼頭前沿水深一樣。（3）錨地底質(zhì)以軟硬適度的亞沙土和亞粘土較好，其次是淤泥質(zhì)沙土。（4）盡量避免在橫流較大地區(qū)設(shè)置雙浮筒錨地。 船舶回旋水域應(yīng)設(shè)置在方便船舶靠離碼頭或進(jìn)出港口的地點(diǎn)。其水域可以和航行水域共用。回旋水域的尺度應(yīng)考慮當(dāng)?shù)仫L(fēng)、浪、流等條件和港作拖船配備、定位標(biāo)志等因素，可按規(guī)范中的數(shù)值確定。 船舶自行調(diào)頭回旋圓直徑一般較大。當(dāng)水域較平穩(wěn)，且風(fēng)力小于5級(jí)時(shí)，回旋直徑一般需3倍船長(zhǎng)，未設(shè)首推進(jìn)器的集裝箱船其回旋直徑可達(dá)6倍船長(zhǎng)，這是設(shè)計(jì)集裝箱泊位時(shí)應(yīng)注意的。 防波堤是用來(lái)抵御港外波浪侵襲，兼做防沙減淤作用的外海

11、水工建筑物。 防波堤的布置要考慮波浪、流、風(fēng)、泥沙、地形地質(zhì)等自然條件，還要考慮船舶航行、泊穩(wěn)等營(yíng)運(yùn)要求，并須考慮施工條件及投資等因素。 防波堤工程通常在海港工程總投資中占相當(dāng)比重，防波堤布置的合理與否，直接影響港口營(yíng)運(yùn)、投資、維護(hù)費(fèi)用和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，是海港總平面布置中的關(guān)鍵工作。 l（1）防波堤軸線布置要與碼頭布置相配合，碼頭前水域要允許作業(yè)波高值。 l（2）防波堤所圍成的水域應(yīng)有足夠的面積和水深，滿足布置碼頭岸線、碼頭前停泊水域、調(diào)頭水域以及航道的需要。 l（3）防波堤所包圍的水域要為港口今后的發(fā)展留有余地，盡可能顧及到港口的規(guī)?！皹O限”和極限船型。 l（4）要充分利用有利的地形地質(zhì)條件，將防

12、波堤布置在可利用的暗礁、淺灘、沙洲及其他水深不大的水域中，以減少防波堤投資。 l（5）港內(nèi)水工建筑物為直立式結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意結(jié)構(gòu)造成的多次反射引起對(duì)港內(nèi)泊穩(wěn)的影響。 （1）口門(mén)布置對(duì)港口使用及將來(lái)發(fā)展影響較大。）口門(mén)布置對(duì)港口使用及將來(lái)發(fā)展影響較大。 （2）從口門(mén)至碼頭泊位，一般宜有大于）從口門(mén)至碼頭泊位，一般宜有大于4倍船長(zhǎng)的直線航行水倍船長(zhǎng)的直線航行水域和域和3倍船長(zhǎng)的調(diào)頭圓倍船長(zhǎng)的調(diào)頭圓 （3）口門(mén)方向力求避免出現(xiàn)大于）口門(mén)方向力求避免出現(xiàn)大于7級(jí)的橫風(fēng)、大于級(jí)的橫風(fēng)、大于0.8kn/h的橫的橫流、船尾直向強(qiáng)風(fēng)（即從船尾方向吹來(lái)）和波高大于流、船尾直向強(qiáng)風(fēng)（即從船尾方向吹來(lái)）和波高大于2.

13、53.0m的尾追浪，以使操舵穩(wěn)定。的尾追浪，以使操舵穩(wěn)定。 （4）口門(mén)的布置還應(yīng)使從口門(mén)進(jìn)入的波能盡可能少，以維護(hù)）口門(mén)的布置還應(yīng)使從口門(mén)進(jìn)入的波能盡可能少，以維護(hù)水域泊穩(wěn)要求。水域泊穩(wěn)要求。 （6）對(duì)潮差較大，港內(nèi)水域面積寬闊，而防波堤結(jié)構(gòu)又是不）對(duì)潮差較大，港內(nèi)水域面積寬闊，而防波堤結(jié)構(gòu)又是不透水結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該驗(yàn)算通過(guò)口門(mén)的漲落潮流速，流速一般不透水結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該驗(yàn)算通過(guò)口門(mén)的漲落潮流速，流速一般不宜大于宜大于2.53kn/h。 （7）口門(mén)數(shù)量與航行密度、港口性質(zhì)、環(huán)境條件等因素有關(guān)，）口門(mén)數(shù)量與航行密度、港口性質(zhì)、環(huán)境條件等因素有關(guān)，在滿足泊穩(wěn)要求的條件下，兩個(gè)口門(mén)一般比一個(gè)好。在滿足泊穩(wěn)要

14、求的條件下，兩個(gè)口門(mén)一般比一個(gè)好。 （1）防波堤軸線布置應(yīng)能使港內(nèi)水域迅速擴(kuò)大，使進(jìn)人口門(mén)的波能很快擴(kuò)散，波高迅速減小。這樣布置軸線也有利于在口門(mén)附近布置方便船舶航行的調(diào)頭圓。（2）防波堤軸線轉(zhuǎn)彎時(shí)，折角宜在120180之間，折角處根據(jù)結(jié)構(gòu)可能，盡量圓滑或多折線型連接。 （3）布置防波堤軸線要注意小范圍內(nèi)地質(zhì)條件的變化，有時(shí)軸線稍加移動(dòng)，可減少大量的地基處理費(fèi)用。 分為常規(guī)、電子、衛(wèi)星導(dǎo)助航設(shè)施常規(guī)導(dǎo)助航標(biāo)志：也稱航標(biāo)，有浮標(biāo)、固定標(biāo)、導(dǎo)標(biāo)和燈塔等。電子導(dǎo)航設(shè)施：即船舶通航服務(wù)站(VTS)，利用岸上雷達(dá)測(cè)定進(jìn)出港船位，用甚高頻無(wú)線電話(VHF)向船舶提供導(dǎo)航信息。衛(wèi)星導(dǎo)航(GPS)系統(tǒng)：在陸上

15、和船上分別設(shè)有接收和發(fā)射裝置，通過(guò)人造衛(wèi)星傳遞信息。 設(shè)置航標(biāo)的目的：標(biāo)明航道界限，針對(duì)暗藏的危險(xiǎn)障礙物，如巖礁、淺灘、攔門(mén)沙和航道彎段等，給予警示和引導(dǎo)。 浮標(biāo)和固定標(biāo)：標(biāo)示航道和港口水域中通航部分外廓線導(dǎo)標(biāo)：設(shè)在岸上塔架結(jié)構(gòu)上，以引導(dǎo)船舶通過(guò)航道和口門(mén)；燈塔：引導(dǎo)遠(yuǎn)處船舶接近港口，或指示礁石、淺灘等危及 航行的障礙物；燈標(biāo)：設(shè)置于防波堤堤頭、碼頭、系船墩和其他突出于航行水域中的建筑物上，表明這些建筑物的外廓邊界；燈船：和燈塔的作用基本相同，用于難以建立燈塔的地點(diǎn)。 浮標(biāo)是漂浮于水面上的標(biāo)志，用錨固定在需要的位置處。 最常用的浮標(biāo)是有燈光設(shè)備的浮標(biāo)，一般采用蓄電池（或干電池）為能源。在燈浮標(biāo)

16、的中心架上還可安裝雷達(dá)反射器。燈浮標(biāo)的光型有閃光和間歇光等。燈浮標(biāo)標(biāo)體外徑2.12.8m，一般用于海上的自重為56t。 為引導(dǎo)船舶安全地通過(guò)狹窄而帶有危險(xiǎn)性的或曲折的航道和港口口門(mén)，需設(shè)置導(dǎo)標(biāo)。導(dǎo)標(biāo)是成對(duì)地設(shè)置在航道中心線或港口口門(mén)中心線的延長(zhǎng)線上。導(dǎo)標(biāo)一般均建在岸上，后標(biāo)須在前標(biāo)之后有一定距離，且應(yīng)較前標(biāo)為高，以保證必要的精度。導(dǎo)標(biāo)的燈光可有各種顏色，可以為固定光或閃光，且必須在其周?chē)h(huán)境中極易識(shí)別。塔架可安裝雷達(dá)反射器。（1）后標(biāo)應(yīng)比前標(biāo)高出充分的高度。前標(biāo)和后標(biāo)之間應(yīng)有一定距離，使它在導(dǎo)向上具有要求的靈敏度。（2）在設(shè)計(jì)中航道寬度是十分重要的，它將決定前標(biāo)與后標(biāo)之間的應(yīng)有距離。兩標(biāo)的最小

17、間距必須足以保證船舶在航道邊界范圍內(nèi)航行，而最大間距又不應(yīng)使其靈敏度過(guò)高，以便于船舶駕駛員仍可利用航道的側(cè)邊部分。（3）如航道有彎轉(zhuǎn)而采用多組導(dǎo)向燈標(biāo)，各組燈標(biāo)的靈敏度盡可能相同。（4）導(dǎo)標(biāo)的燈光亮度應(yīng)為所要求的能見(jiàn)度，且前后標(biāo)的亮度應(yīng)大致相同。 燈塔是高塔形建筑物，在塔頂裝設(shè)燈光設(shè)備位置應(yīng)顯要，易于船舶分辨塔身須有充分的高度，一般視距為1525nmile；但燈光也不宜過(guò)高，以免受到高處云霧的遮蔽。 燈塔可以是有人看守的，也可以是無(wú)人看守的，重要燈塔宜有人看守。大型燈塔地點(diǎn)合適時(shí)，可以考慮和船舶通航服務(wù)站結(jié)合建設(shè)。 船舶通航服務(wù)站，又稱航管站，主要由岸上雷達(dá)系統(tǒng)(包括電視掃描光柵顯示器)和無(wú)線甚高頻電話岸臺(tái)組成。船舶通航服務(wù)站是