第5章 水域及外堤布置

D = T + Z1 + Z 2 + Z 3 + Z 4
式中： 式中：D — 码头前沿设计水深 T — 设计船型满载吃水 Z1 — 龙骨下最小富裕深度 Z2 — 波浪富裕深度 Z3 — 船舶因配载不均匀而增加的尾吃水 Z4 — 备淤深度
第五章 港口水域布置——港口水深
三、航道水深
D = T + Z 0 + Z1 + Z 2 + Z 3 + Z 4
第五章 港口水域布置——港内水域
富裕水深的构成和决定条件： 富裕水深的构成和决定条件： （1）船舶航行或停泊不致触底所需的富裕 ） 水深 （2）减少船舶操纵困难所需的富裕水深 ）
第五章 港口水域布置——港口水深
二、码头前沿水深 因船舶在码头前航速很小， 因船舶在码头前航速很小，不存因船舶航 行而增加船舶吃水的现象 行而增加船舶吃水的现象
第五章 港口水域布置——港内水域
▲ 回旋水域 供船调头的水域，一般为一个圆域。 供船调头的水域，一般为一个圆域。 有掩护 时回旋水域直径D 时回旋水域直径 为： 双拖轮帮助——D=1.5LC 双拖轮帮助 一拖轮帮助——D= 2LC 一拖轮帮助 自航调头——D= 3LC 自航调头 掩护条件差的港口D适当加大 适当加大。 掩护条件差的港口 适当加大。 河港调头区垂直水流方向的宽度应满足上述 要求。 要求。
船吨位 （万吨） 万吨） <0.5 0.7~1 1.5~2.5 3~5 7~10 ≥15 油 0.8 1.0 1.3 1.5 1.8 2.0
顺浪H 顺浪 5% 散 0.6 0.8 1.0 1.3 1.5 1.7 杂 0.5 0.6 0.8 1.0 / / 油 0.5 0.5 0.7 0.8 1.0 1.2
一、防波堤布置原则 1、满足港内泊稳条件 、 2、港内水域足够 、 3、防止或减少港内淤积 、 4、充分利用当地地形，防波堤尽量布置在浅 、充分利用当地地形， 水区， 水区，减少投资 5、留有发展余地，便于港口扩建。 、留有发展余地，便于港口扩建。 6、防止 港内波浪反射 、
②航道宽度W 航道宽度 W取值除了 外，两侧还留有富裕 ，双向航道 取值除了A外 两侧还留有富裕C， 取值除了 两道间留有安全距离b取一倍船宽。 两道间留有安全距离 取一倍船宽。 取一倍船宽 比较标准的航道宽度为：单向 比较标准的航道宽度为：单向W=5BC，双向 W=8BC。
③ 航道转弯
第五章 港口水域布置——航道、锚地
2、航道宽度 、 ① 单船航迹带宽度 船在水中航行受到 各种因素的影响， 各种因素的影响，不 可能直线运行， 可能直线运行，总有 一些偏向，称为“ 一些偏向，称为“蛇 形运动” 形运动”。
A=n (Lsinγ+ B) n —船舶漂移倍数 船舶漂移倍数 γ —风、流压偏角 风
设计低水位
第五章 港口水域布置——航道、锚地
确定乘潮水位——保证船舶安全进出港口；尽量减 保证船舶安全进出港口； 确定乘潮水位 保证船舶安全进出港口 少投资
例：我国北方某港口，航道长3.5km，每天 我国北方某港口，航道长 ， 平均有一艘船进港，设计中航行水位取用 小时 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。 。 的潮位 实际上，设船舶航速 节 实际上，设船舶航速4节，在航道内的航行 时间为： 时间为： T=3.5 /（1.852*4）=0.47(h) （ ）
航道转率是不可避免的， 航道转率是不可避免的，设计时注意转向角ϕ 尽量小，转弯半径 尽量大 尽量大。 尽量小，转弯半径R尽量大。 R的取值与υ，LC，ϕ以及风、流等因素有关， 的取值与 以及风、流等因素有关， 一般弯道上υ控制在7-9节，并不受横风（浪）、 控制在 节 并不受横风（ 横流，这时可参考下列数值， 横流，这时可参考下列数值，ϕ<25°，R>3LC； ° >
第五章 港口水域布置
5.1 港口水深 5.2 港内水域 港口航道、 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 港口导航
第五章 港口水域布置——港内水域
5.1
港口水深
确定泊位底标高时采用设计低水位， 确定泊位底标高时采用设计低水位，但 在确定航行水域底标高时可以不按低水位考 虑，按某一乘潮水位确定。原因就是船舶可 按某一乘潮水位确定。 以乘潮水位较高时航行。 以乘潮水位较高时航行。 只要在 T 时段内保证船舶能安全靠离岸 即可。 即可。
第五章 港口水域布置——港口水深
平均每天只有一出一进，间隔 平均每天只有一出一进，间隔0.5h，则每天 ， 总的航行时间为： 总的航行时间为： t =0.5+2(安全系数 × T×2=2.4（h） 安全系数) 安全系数 × （ ） 小时的乘潮水位已完全可以满足要求， 即3小时的乘潮水位已完全可以满足要求， 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 设计中取 小时的潮位就过于保守。 若取 小时 小时的潮位就过于保守 的潮位3.37m，差0.28m，挖泥量差 万m3 。 ， 的潮位 ，挖泥量差26万
第五章 港口水域布置——航道、锚地
双浮筒系泊——矩形水域 ③ 双浮筒系泊 矩形水域 左右， 长：Lc+2r+2l 万吨级约 l 万吨级约230m左右， 左右 2万多 2/个 万多m 万多 万吨级约100m左右 宽：4Bc 万吨级约 左右 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
第五章 港口水域布置——航道、锚地
第五章 港口水域布置——航道、锚地
3、锚地选址要求： 锚地选址要求： 土壤良好，易着锚，不走锚，不淤锚； ① 土壤良好，易着锚，不走锚，不淤锚； 水深及水域足够； ② 水深及水域足够； 风浪小，流缓； ③ 风浪小，流缓； 尽量靠近作业区，但不能相互干扰。 ④ 尽量靠近作业区，但不能相互干扰。
横浪H 横浪 5% 散 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 杂 0.5 0.5 0.5 0.6 / /
第五章 港口水域布置——泊稳标准与波况估算
二、波浪绕射 波浪遇建筑物后一部分反射， 波浪遇建筑物后一部分反射，一部分绕过建 筑物继续向前传播。 筑物继续向前传播。 绕射后的波高H 与口门处入射波高H之比值 绕射后的波高 d与口门处入射波高 之比值 叫绕射系数K 叫绕射系数 d。 Hd = Kd H
第五章 港口水域布置——航道、锚地
进行航道布置时应遵循以下原则： 进行航道布置时应遵循以下原则： ① 避免船体受较大的横风作用 航道应尽量顺直，避免“ 形布置 ② 航道应尽量顺直，避免“S”形布置 ③ 在防波堤口门外应设不小于掣动距离的 直线段 充分考虑泥沙运动情况， ④ 充分考虑泥沙运动情况，避免严重的航 道淤积
ϕ=25°~35°，R>5LC；ϕ>35°，R>10LC。 ° ° > ° >
在航道转变处应加宽，加宽值 在航道转变处应加宽，加宽值∆W的确定一般 的确定一般 据船头到航道对面边缘的距离≥1.5Lc确定。 确定。 据船头到航道对面边缘的距离 确定
第五章 港口水域布置——航道、锚地
3、单双向航道的选取依据 、 单双自航道的选择根据港口营运的繁忙程度和航道 长度L 而定。此外还与航速有关。 长度 K而定。此外还与航速有关。 LK<0.5υt ——船在航道内不相会，单向航道。 船在航道内不相会， 船在航道内不相会 单向航道。 LK≥0.5υt ——船在航道内必相会，双向航道。 船在航道内必相会， 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。 最忙时一个方向航行船舶的时间间隔。 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。 由于 的随机性，单向航道常出现船等道的现象。 的随机性
5.2 港内水域
第五章 港口水域布置——港内水域
港池： 港池： 长度： 长度：与泊位适应 宽度：保证船舶方便地靠离码头， 宽度：保证船舶方便地靠离码头，与突堤的泊 位数有关 对于连续布置3个泊位的港池， 对于连续布置3个泊位的港池，港池宽度 可取为： 可取为： 拖轮帮助不掉头——≥1.0 船长 拖轮帮助不掉头 ≥1.0 船舶自航不掉头——≥2.0 船长 船舶自航不掉头 ≥2.0 拖轮帮助掉头——≥1.5 船长 拖轮帮助掉头 ≥1.5
第五章 港口水域布置——航道、锚地
第五章 港口水域布置——航道、锚地
单浮筒系泊——圆域。 圆域。 ② 单浮筒系泊 圆域 占水域面积比单锚小得多， 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 万 左右，同样具有船体受力小的优点， 作、抛放浮筒费用较高。 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——泊稳标准与波况估算
1、单突堤口门的Kd 、单突堤口门的 2、双突堤口门的 d 、双突堤口门的K 3、多口门的 d ：先求出各口门的 di，然后进 先求出各口门的K 、多口门的K 行矢量迭加。 行矢量迭加。
5.5 防波堤布置
第五章 港口水域布置——防波堤布置
第五章 港口水域布置——防波堤布置
其中Z 是船舶航行时船体下沉增加的富裕水深， 其中 0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，参阅教材78页图5 78页图 与船舶的大小和航行速度有关，参阅教材78页图5-3。
停泊水域水底高程=设计低水位 泊位水深 停泊水域水底高程 设计低水位-泊位水深 设计低水位 航行水域水底高程=航行水位 航行水位-航行水深 航行水域水底高程 航行水位 航行水深
二. 锚地 锚地面积主要取决于锚泊位数量和系锚方式， 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，介 单个锚泊位在各种系泊方式下所占面积不同， 绍如下： 绍如下： 单锚系泊——为一圆域（海港锚地） 为一圆域（ ① 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。 优点：船受力小，可随风、流等转动。 缺点：占水域面积很大， 缺点：占水域面积很大，且各锚地之间浪费一 定的水域。 定的水域。 水深， 如：15m水深，万吨级 水深 万吨级Lc=180m左右的船 左右的船 S = π R2 单点系泊方式常用于外海锚地。 单点系泊方式常用于外海锚地。
航行水位的确定是港口工程界极为关注的问题，通 航行水位的确定是港口工程界极为关注的问题， 常可根据港口的船流密度确定每天需要的航行时间， 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。 从潮位历时曲线上确定航行水位 乘潮水位。 乘潮水位
第五章 港口水Βιβλιοθήκη 布置——港口水深第五章 港口水域布置——港内水域
船舶掣动水域 对有防波堤的港口， 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 不致发生事故，从防波堤口门至建筑物（ 航向）之间要有足够的距离，为掣动水域，长度 航向）之间要有足够的距离，为掣动水域， L≥ 3∼4 LC ，一般为直线，困难时可设在 R≥ 一般为直线， 的曲线上。 3∼4 LC 的曲线上。
第五章 港口水域布置——泊稳标准与波况估算
5.4 港内泊稳标准及波况估算 一、泊稳标准 码头装卸作业，上下旅客，都要求船舶平衡， 码头装卸作业，上下旅客，都要求船舶平衡， 颠簸小。 颠簸小。 作业泊稳标准——限制船体运动量，实际中 作业泊稳标准——限制船体运动量， ——限制船体运动量 有困难，因此都以码头前沿允许波高为标准。 有困难，因此都以码头前沿允许波高为标准。 码头前沿允许波高为标准 波高与船运动量成正比关系。 波高与船运动量成正比关系。 确定允许波主要考虑：船大小、作业性质和 确定允许波主要考虑：船大小、 船的受浪条件。 船的受浪条件。
洋 山 港 区 航 道 总 平 面 布 置
第五章 港口水域布置——航道、锚地
5.3 港口航道、锚地 港口航道、 一、进出港航道 1. 航道轴线 风对船体的作用力在前已述， 风对船体的作用力在前已述，布置航道轴线时 应充分考虑风的影响，另外还应考虑： 应充分考虑风的影响，另外还应考虑： 水深的影响——浅水中航行，舵向灵敏底低 浅水中航行， 水深的影响 浅水中航行 岸边的影响——沿岸边航行，船有向岸偏向的 沿岸边航行， 岸边的影响 沿岸边航行 趋势