港口、航道與海岸工程概論課件

港口、航道與海岸工程內(nèi)容簡介一本專業(yè)發(fā)展概況二本專業(yè)內(nèi)涵三發(fā)展方向源開發(fā)和空間利用、海岸防護(hù)的工程科學(xué)，主要包括港口工程、海岸防護(hù)工程、海上疏浚工程、海洋工程等。

我校港口、航道與海岸工程專業(yè)是在大連工學(xué)院（大連理工大學(xué)前身）建校時(shí)成立的，已有近五十年的歷史，是國內(nèi)成立最早、實(shí)力最強(qiáng)的專業(yè)：

★海岸工程專業(yè)1984年被授權(quán)為博士點(diǎn)。

★1988年本學(xué)科被評為國家重點(diǎn)學(xué)科，同年設(shè)立水利工程博士后流動(dòng)站。

國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室簡介：海岸和近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于1986年由國家計(jì)委批準(zhǔn)籌建，1990年通過國家驗(yàn)收后被批準(zhǔn)對國內(nèi)外開放。

實(shí)驗(yàn)室有水利工程、土木工程兩個(gè)一級學(xué)科博士點(diǎn)和博士后流動(dòng)站，實(shí)驗(yàn)室擁有可模擬產(chǎn)生海浪、海流和潮汐等綜合作用的多功能水池、大波流水槽、海洋環(huán)境水槽、渾水水槽等大型設(shè)備。二專業(yè)內(nèi)涵

（一）港口工程

1定義：港口是供船舶停泊和避風(fēng)的場所，也是水陸聯(lián)運(yùn)的樞紐，在這里進(jìn)行旅客、貨物集散并變換運(yùn)輸方式

，如由水運(yùn)轉(zhuǎn)為鐵路或公路運(yùn)輸，或者作于此相反的轉(zhuǎn)載。

2分類：

▲按功能分類：

商港:供一般商船使用，供貨物裝卸及旅客上下船，并具備貨物貯存及運(yùn)輸?shù)臈l件。如大連港、上海港、青島港等。

工業(yè)港:主要特點(diǎn)是港口大部分或全部設(shè)施直接服務(wù)于港區(qū)內(nèi)的工業(yè)或倉儲(chǔ)企業(yè)。如我國臺(tái)灣高雄港。

漁港:服務(wù)于水產(chǎn)事業(yè)，通常具備漁品接卸、加工、制冰、冷藏及漁需物資補(bǔ)給的能力。如大連漁港。

軍港:為軍事目的而設(shè)置的港口。如旅順軍港。

▲按自然條件分類：

海港位于天然海岸或海灣內(nèi)的港口。

河港位于河道內(nèi)的港口。

湖港位于天然湖泊或水庫內(nèi)的港口。

運(yùn)河港位于人工運(yùn)河內(nèi)的港口。

▲按建設(shè)方式分類：天然港，人工港

船舶掉頭水域是供船舶掉頭用的水域面積，也成回旋水域，一般需要直徑為1.5-3倍船長的圓面積。

碼頭前水域也稱為港池，是供船舶靠離碼頭和裝卸貨物用的毗鄰碼頭的水域。

導(dǎo)航助航標(biāo)志主要有燈塔，其射程一般為10-25海里，是船舶接近陸岸的主要標(biāo)志。防波堤堤頭、險(xiǎn)礁以及指示錨地邊界一般用燈樁，其射程視需要在2-7海里。

（2）碼頭

碼頭是?？看啊⑸舷侣每秃脱b卸貨物的場所。碼頭前沿線是水域和陸域交接的地域，是港口生產(chǎn)活動(dòng)的中心。

碼頭按結(jié)構(gòu)形式可分為高樁式、板樁式、重力式等。

防護(hù)系統(tǒng)是保護(hù)碼頭的重要設(shè)施。當(dāng)船舶靠泊時(shí)會(huì)對碼頭產(chǎn)生巨大的沖擊力，這時(shí)需要能吸收大量能量的防護(hù)系統(tǒng)來保護(hù)碼頭，常見的防護(hù)系統(tǒng)為護(hù)舷。

船舶裝卸作業(yè)需要水面平穩(wěn)，避免船舶顛簸。在天然掩護(hù)不足的地點(diǎn)建港，需要建設(shè)防波堤(直立式、斜坡式、半圓式等)，用以圍護(hù)足夠的水域防止波浪、海流等侵襲。

（3）陸域設(shè)施

陸域設(shè)施包括倉庫、堆場、鐵路、道路、裝卸機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械及生產(chǎn)輔助設(shè)施等。

裝卸機(jī)械包括用于碼頭前方、庫場內(nèi)和船艙內(nèi)的各種起重機(jī)、裝卸搬運(yùn)機(jī)械。

倉庫、堆場供貨物在裝船前或卸船后短期存放。礦石、鋼鐵等不怕日曬雨淋的貨物可在堆場存放。在客運(yùn)碼頭上設(shè)置客運(yùn)站，供旅客侯船休息。

鐵路是我國許多港口集疏運(yùn)的主要方式，

在庫場前后設(shè)置專用線，在碼頭附近還設(shè)分區(qū)車場，對來往裝卸線的車輛進(jìn)行編送。

港內(nèi)道路供流動(dòng)機(jī)械運(yùn)行，并與城市道路和疏港道路相連接。

生產(chǎn)輔助設(shè)施是完成港口生產(chǎn)不可缺少的，主要有：給排水設(shè)施；供電系統(tǒng)；通信設(shè)施；輔助生產(chǎn)設(shè)施如流動(dòng)機(jī)械庫、機(jī)械修理廠、消防站、辦公樓等。

以上即為港口組成的各主要個(gè)體。港口生產(chǎn)作業(yè)是系統(tǒng)化生產(chǎn)，各個(gè)體必須相適應(yīng)、相互配合才能使生產(chǎn)作業(yè)順利進(jìn)行。

所以，港口就其工程內(nèi)容而言，是各種工程建筑物（水工、房建、鐵路、道路、橋梁和給排水等）和設(shè)備所組成的綜合體，而港口水工建筑物是這個(gè)綜合體的主要組成部分。

改善，進(jìn)出口貿(mào)易增加，港口能力不足，中央

提出“三年改變港口面貌”的口號，出現(xiàn)了第一次建港高潮，三年內(nèi)開工建設(shè)58個(gè)深水泊位，到1980年新增吞吐能力一億噸以上。

3：改革開放至今。此期間我國經(jīng)濟(jì)及外貿(mào)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，國家將交通運(yùn)輸列為國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一，港口建設(shè)有了質(zhì)的飛躍?！鞍宋濉逼陂g是我國港口建設(shè)成就最大的五年。沿海主要港口共建成泊位293個(gè)，其中萬噸級以上深水泊位110個(gè)，中級泊位51個(gè)，

新增吞吐能力1.3億噸。經(jīng)過50年的港口建設(shè)，我國基本形成了港口布局合理、門類齊全、設(shè)施配套比較完整、現(xiàn)代化程度較高的沿海港口體系。

大連港概況

大連港位于黃海遼東半島南端,于1899年開始在大連灣現(xiàn)東西部港區(qū)起步建設(shè)，相繼建設(shè)了寺兒溝港區(qū)、黑嘴子港區(qū)、香爐礁港區(qū)、甘井子港區(qū)和大窯灣港區(qū)。大連港的水域范圍面積共346平方公里。其中，大連灣水域186平方公里，大窯灣水域33平方公里，小窯灣水域17平方公里，灣外水域110平方公里，港區(qū)自然岸線長度為145公里。大連港陸域面積共8.4平方公里。大連目前擁有55個(gè)生產(chǎn)泊位，萬噸級以上深水泊位28個(gè)。另有3個(gè)萬噸級浮筒泊位。碼頭岸線總長1.59萬米。水域內(nèi)有５個(gè)錨地，錨泊能力157艘。全港共有航道７條。

大連港是一個(gè)天然深水良港，也是我國最大的散糧、石油進(jìn)出口及對外貿(mào)易的口岸，具備裝卸貯存、中轉(zhuǎn)換裝、多式聯(lián)運(yùn)、運(yùn)輸代理、通訊信息和生活服務(wù)等６項(xiàng)功能，在東北港口群體中處于樞紐和主導(dǎo)的地位。大連港目前正在進(jìn)行其歷史上規(guī)模最大的一次擴(kuò)建工程，全部工程計(jì)劃投資在120億左右，其中重點(diǎn)工程總投資80多億元。大連港重點(diǎn)工程包括：

30萬噸級原油碼頭工程；

25萬噸級礦石碼頭工程；

6×１0萬m3原油罐區(qū)工程；

新港總體改擴(kuò)建工程；

大窯灣二期工程；

國際物流園區(qū)工程和綜合物流大廈工程大連港陸域設(shè)施30萬噸原油碼頭國內(nèi)規(guī)模最大的全自動(dòng)化裝卸30萬噸礦石碼頭

大連新港（二）航道工程

1定義:航道是指沿海、江河、湖泊、水庫、渠道和運(yùn)河內(nèi)可供船舶在不同水位期通航的水域。航道工程指以延長通航里程、提高航道標(biāo)準(zhǔn)、改善通航條件和保障航道暢通為目的，而實(shí)施的疏浚、整治、清障等工程的總稱。

2分類:航道分天然航道和人工航道，按使用條件和其特性的不同又分為沿海航道、內(nèi)河航道、人工運(yùn)河等。

船閘是指克服河流上建壩（或天然）形成的集中水差的一種過船建筑物，它由上下閘首、閘門、閘室等組成。

▲三峽船閘簡介：

三峽船閘全長６.４公里，可通過萬噸級船隊(duì)，設(shè)計(jì)單向年通過能力５０００萬噸，其中，船閘主體段閘首和閘室分南北兩線，每線船閘主體段由６個(gè)閘首和５個(gè)閘室組成，每個(gè)閘室長２８０米、寬３４米，閘室坎上最小水（三）海岸工程

1定義：海岸工程是自然科學(xué)和工程技術(shù)在海岸帶開發(fā)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與工程建設(shè)上的應(yīng)用，這些工程目的是減緩或控制海岸地區(qū)大氣、海洋與陸地的相互作用，以提高海岸帶資源的潛在能力，故海岸工程就是進(jìn)行海岸防護(hù)、海岸帶資源開發(fā)和空間利用所采取的各種工程措施。

2組成：海岸工程主要包括海岸防護(hù)工程、河口治理工程、海上疏浚工程、圍海工程、海洋能利用工程、漁業(yè)工程、環(huán)境工程以及灘海海上平臺(tái)和人工島工程等。與本專業(yè)密切相關(guān)的主要有海岸防護(hù)工程和海上疏浚工程。

（1）海岸防護(hù)工程

海岸工程用來保護(hù)沿海城鎮(zhèn)、農(nóng)田、鹽場和岸灘，防止風(fēng)暴潮的泛濫淹沒，抵御波浪、水流的侵襲與淘刷的各種工程設(shè)施。海岸防護(hù)的基本設(shè)施有丁壩、離岸堤、護(hù)岸和海堤等海岸建筑物。

丁壩：丁壩是一種大致與海岸線相垂直布置的海岸建筑物，對斜向來的波浪和沿岸流起著阻礙作用。丁壩一方面減弱了波浪和水流對海岸的沖刷，同時(shí)又阻礙了泥沙的沿岸運(yùn)動(dòng)，使泥沙淤積在一側(cè)。

離岸堤：在海岸線外一定距離的海域中建造大致與岸線平行的防波堤，一般建于離海岸線較近的淺水海域。由于離岸堤后波能減弱，因此可有效保護(hù)該段海灘免遭海浪的侵蝕。在離岸堤與海岸線間的波浪掩護(hù)區(qū)內(nèi)，沿岸輸沙能力也將減弱，促使上游側(cè)輸入的泥沙沉積下來。

護(hù)岸和海堤：護(hù)岸和海堤是建造在海灘較高部位用來分界海濱陸域與海域的建筑物，它的走向一般與海岸線平行。在海岸防護(hù)工程中，對海堤和護(hù)岸并無明確的定義區(qū)分。通常對位于海路邊界上以擋土為主的建筑物可稱為護(hù)岸。護(hù)岸的頂高程一般與其后方陸域高程相同或接近。對于風(fēng)暴潮和大浪期間，保護(hù)陸域及陸上建筑物免遭海水浸淹和海浪破壞為主要目的的建筑物則可稱為海堤，海堤的頂高程常高于其后方陸域的高程。

（2）海上疏浚工程

利用挖泥機(jī)具開挖水下土石方，以疏通航道，浚深港池和錨地水域等，稱為疏浚。它是維持航道尺度，改善船舶航行條件所經(jīng)常采用的手段。

疏浚工程按其性質(zhì)和任務(wù)的不同，分為基建性疏浚和維修性疏浚兩種。開挖新航道、港池、擴(kuò)大和加深現(xiàn)有航道、港池等，屬基建性

疏浚。為維持現(xiàn)有航道和港池于規(guī)定尺度而挖除回淤的泥沙，屬維修性疏浚。主要疏浚機(jī)具為挖泥船。

（四）海洋工程

1海洋工程定義：

應(yīng)用海洋基礎(chǔ)科學(xué)，以開發(fā)和利用海洋中所包藏的各種資源為目的所建造的一系列工程結(jié)構(gòu)物，以及為完成這一任務(wù)所需的技術(shù)和儀器設(shè)備統(tǒng)稱為海洋工程。

2海洋工程組成：

（1）：為海洋研究服務(wù)的各種工程結(jié)構(gòu)物與裝置，包括水文氣象觀測站、海洋自動(dòng)觀測站、海洋調(diào)查船、水下實(shí)驗(yàn)室、深潛水裝置以及海洋衛(wèi)星等結(jié)構(gòu)物。

（2）：為海洋資源開發(fā)和利用服務(wù)的各種工程結(jié)構(gòu)物。如采油平臺(tái)、海底管線、海上油氣儲(chǔ)裝設(shè)施和各種采礦船等。

（3）：為保護(hù)海洋環(huán)境和保障海上安全工作服務(wù)的工程設(shè)施和設(shè)備。如海上油氣開采設(shè)施排出的廢氣、廢液的處理和利用研究；海洋作為廢物和廢熱排放場所的研究；海岸保護(hù)、海洋生物資源保護(hù)等研究。

本專業(yè)主要研究為海洋資源開發(fā)服務(wù)的各種工程結(jié)構(gòu)物（采油平臺(tái)、海底管線等）。

▲海洋平臺(tái)分類：移動(dòng)式平臺(tái)

固定式平臺(tái)

移動(dòng)式平臺(tái)包括坐底式平臺(tái)、自升式平臺(tái)、鉆井船和半潛式平臺(tái)。

固定式平臺(tái)包括混凝土重力式平臺(tái)、鋼質(zhì)導(dǎo)管架式平臺(tái)、張力腿式平臺(tái)和牽索塔式平臺(tái)

坐底式平臺(tái)自升式平臺(tái)鉆井船半潛式平臺(tái)混

凝

土

重

力

式

平

臺(tái)鋼

質(zhì)

導(dǎo)

管

架

式

平

臺(tái)張力腿式平臺(tái)張

力

腿

平

臺(tái)牽索塔式下圖為大連新船重工有限責(zé)任公司開發(fā)的國際上最先進(jìn)的第五代半潛式鉆井平臺(tái)，其工作水深3000米，可在風(fēng)速41米/秒、浪高32米的惡劣氣候海況下進(jìn)行石油開采。

三港口工程發(fā)展方向

近幾十年來，世界經(jīng)濟(jì)有了快速的增長，參加國際間的大循環(huán)，已成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種重要方式，因而促進(jìn)了海洋運(yùn)輸業(yè)及港口的發(fā)展，并具有以下特點(diǎn)：

1：運(yùn)量迅速增長。新中國成立初期沿海主要港口的吞吐量僅為1348萬噸，而1998年我國主要沿海港口的吞吐量已達(dá)13億噸。

2：船舶大型化與專業(yè)化。由于海運(yùn)量和大宗貨物批量的大幅度增長，以及全球性的國際貨物交換，如我國鐵礦石來自澳大利亞及拉美國家，原油來自中東地區(qū)，采用大噸位船舶既可擴(kuò)大運(yùn)力也可降低成