第四章 港口规划设计§5-6

一、港口水深
港口水深是港口主要技术特征之一，它应保 证船舶安全行驶和停泊。
一定的富裕水深能保证船舶安全方便的航行； 过多的富裕水深会增加港口水工建筑物的造 价和挖泥费用。
确定合理的富裕水深要兼顾航行和工程两个 方面。
1.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 （1）水深误差及水中障碍
1. 航道选线
①必须掌握建港地区海域海象、气象和地质条件 的特点，充分利用自然条件来最大限度地满足 船舶航行要求，注意适应港口平面布置和远景 发展对航道的要求。 ②航道轴线应尽量避免与大于 7 级风力的、频 率较高的风向正交，以减少船舶在强横风下航 行的机遇。 ③航道轴线宜尽量避免与大于1kn横流正交。 ④航道轴线应尽量顺直，避免“S” 形航路。
2. 码头前沿水深
概念：码头前沿水深，即泊位水深，通常是指 在设计低水位以下的深度。
组成：泊位水深由停靠本泊位的设计船型满载 吃水和必要的富裕水深构成。
计算：船舶在码头前航速很小，一般不超过 0.2m/s，几乎不存在因船舶航行增加船舶吃水 的现象。因此，富裕水深主要考虑水深误差、 波浪引起的船舶垂直升降、配载增加的吃水等 因素。
第六节 水域与外堤布置
一、港口水深 二、航道




港口水域包括船舶进出港航道、转头水域、制动水域 , 过驳水转水作业和停泊的锚地水域以及港池、码头前 水域等。 外堤是防波堤、防沙堤、导流堤的总称。 防波堤：防御外海波浪侵袭港池、码头前等水域为主 要功能的水工建筑物，其所围成的水域水面平稳、水 深足够，使船舶能安全进行装卸作业、停泊和进出港 口。有时也兼防泥沙、水流及冰凌等对港口的侵袭。 防沙堤：以防止或减少涨沙侵入港口或航道为主要功 能的水工建筑物，常兼有防波的作用。在沙质海岸修 建防波堤，常兼有防沙功能 。 导流堤：以束水导流、维持航道和口门水深为主要功 能的水工建筑物，一般布置在河口或泻湖口。 外堤除按功能分类外，也常按其所在位置，特别是按 其与岸边的相对位置分为突堤和岛堤。 突堤是一端与岸连接，一端伸入海中的外堤； 岛堤是两端均不与岸相连接的外堤 。
第五节 码头平面设计
一、码头规模的确定 二、码头泊位尺度的确定 三、港池、突堤的平面尺度 四、多用途杂货码头的布置 五、集装箱码头的布置 六、滚装码头的布置
一、码头规模的确定
港口陆域用地布局，按生产作业性质可分为装卸 作业地带、辅助作业地带、铁路站场用地和预留 发展用地。现代港口还应规划商务信息设施用地、 分运中心等用地。
① 水深变化：实际水位与测量水位间的误差； ② 海图水深测量误差； ③ 船舶抛锚引起的富裕量。
（2）船舶运动时吃水增大
① 航行时船体下沉； ② 因波浪作用船体产生的垂直运动。
2) 减少船舶操纵困难所要求的富裕水深
（1）考虑船舶操纵性能所要求的水深； （2）保护主机避免冷凝器取水口堵塞所要求的富裕水深。
装卸作业地带布置有供装卸运输机械操作运行的码头前 沿作业地带、仓库堆场及集疏运设施； 辅助作业地带布置有各种流动机械库、工具库、机具修 理厂、总降压站及变电站、供热建筑、消防车库、材料 库、作业区办公楼等设施；
铁路站场一般由港口车站、港区车场、码头装卸线及配 套设施组成。
码头规模包含泊位停船吨级和泊位数量两个指标.
（2）多个泊位
端部泊位: Lb = L + 1.5d 中间泊位: Lb = L + d
(3) 折角布置的泊位长度
θ=45°，70°， 90°
Ｌｂ＝ξＬ＋ｄ/2 ， ξ----船长系数，表6－7
2.泊位宽度
泊位宽度，即保持码头前水深不变的宽度。 确定此宽度要考虑到船舶系泊时可能产生的漂 移量。吹开风 ，加之尼龙缆的变形以及潮位 变化均是导致船舶漂移的原因。 一般泊位宽度取 2倍船宽。
2.泊位数量
泊位数量取决于码头装卸效率和船舶周转量 (1年间到港的船舶数量)。 船舶周转量除与吞吐量有关外，还取决于船舶 在本港的平均装卸量。船舶在码头平均装卸量 小，则船舶周转量大，船舶占用泊位时间中非 生产性辅助作业时间长，影响泊位吞吐能力。 泊位装卸效率随系统水平的不同可以有很大差 别，在规划设计阶段难以精确确定。
⑤防波堤口门外的航道应保证不小于船舶制动距 离的直线段。
⑥航道轴线应选择在产生回淤量少的地方。
Φ ≤30°时，R＞3L~5L (L-船长);同时加宽航道
Φ≥30°，航速＞8kn时, R＞10L。
2.航道宽度
航道宽度是指航槽断面设计水深处两底边线之 间的宽度。 航道宽度一般由三部分组成： 航迹带宽度A； 船舶间错船富裕间距b； 克服岸吸作用的船舶与航道侧壁间富裕间距 C。
堆场面积 堆场所需平面箱位数和面积大小取决于泊位运 量、堆存天数、堆箱层数及装卸系统等因素。 一般，每个20ft箱平面箱位所需面积为22.728.8平方米； 40ft箱为44.6-56.8平方米。
集装箱泊位宜采用成组多泊位直线布置；装卸 工艺系统以泊位组为单元进行设备选型；装卸 桥采用跨泊位工作以缩短船舶在港时间。 入口大门
集装箱码头装卸作业区域
集装箱码头装卸作业地带一般包括: (1) 码头前沿作业地带； (2) 集装箱堆场； (3) 拆装箱库，货运站(CFS)； (4) 大门、停车场、通道及管理中心。 码头前沿作业地带宽度 停靠巴拿马型船的码头前沿作业地带宽度需70-80m。 堆场宽度 堆场宽度与装卸工艺系统有关，常用装卸工艺系统有： ① 轮胎式龙门起重机系统，我国港口大多采用此系 统，如天津港、大连港等; ② 跨运车系统，欧洲港口多采用此系统，如鹿特丹 港、汉堡港、不来梅港等。
B.开敞式码头的泊位长度 系泊在开敞式码头的船舶，其受力较有掩护的 水域复杂，除系缆角度适宜外，缆绳应有足够 长度以吸收船舶动能，减小系船力。 一般泊位长度: Lb = (1.4～1.5)L 开敞式码头为油码头时，多系墩式结构，由作 业平台、靠船墩和系缆墩所组成，通常布置两 个靠船墩，其间距宜在船体平直段，故两墩间 距常布置为(0.3～0.4)L。
说明：
1.在设计河口港时，船舶由海水域进入河水域， 因水密度减小吃水 T 增大；
2.航道水深的一般性要求： ①外海航道，特别是易受尾随长浪和舷外侧涌 浪影响的外海航道的航道水深应不小于1.2T (T为船舶吃水)； ②港外航道，易受涌浪影响的航道和锚地处的 航道水深应不小于 1.15T； ③港内航道和受涌浪较小的航道应航道水深不 小于 1.10T 。
1.泊位停船吨级
码头泊位停船吨级指所能停泊的标准吨级的船 舶。停船吨级主要取决于货种、航线运距和吞 吐量。一般情况，运距越长，船舶吨位越大。
在确定码头泊位停船吨级时，同时要考虑航运 市场运力分布和运价变化的一般规律、单吨运 输成本和必要运费率等。
结合我国大宗散货、集装箱等进出口船舶的运 距、近年来各类船型发展趋势以及我国港口内 部规模的合理性，码头停船吨级可参考表6-2 中的吨级。
1.泊位长度
泊位长度一般由船长(L)和船与船之间的必要间隔(d )所 构成。确定间隔要考虑系缆要求，船舶靠离安全、方便， 一个泊位的装卸作业对相邻泊位作业互不妨碍以及装卸 机械检修方便等因素。
（1）单个泊位：泊位长度主要取决于首尾缆的系缆角
度 和长度。 Ａ.有掩护的码头泊位长度: Lb ＝ L+2d， 式中:L－设计船长(m); d－泊位间富裕长度(m)表6-6.

四、多用途杂货码头的布置
1.多用途杂货码头的特点
（１）多用途杂货船装载货物类型比较多，装卸设备配套 能力要求大；
（２）多用途杂货码头纵深大，以适应多类型货物存储。
2.多用途杂货码头的布置形式
视货种情况有三种布置形式:
①前沿仓库式，即临近前沿为堆场，其后为合库；适用 于货物入库比重较大的泊位；
②前沿堆场式，即临近前沿为堆场，其后为合库；
码头所需泊位数(S)的计算:
泊位数S=码头年作业量Q/一个泊位年通过能力Pt Pt－－P128表6－5中的数据。
二、码头泊位尺度的确定
泊位尺度就是一艘设计船型停靠码头时所占用的空间， 即所占用的码头岸线长度(泊位长度)、码头前水域宽度 (泊位宽度)和相应的水深(泊位水深) 。要保证船舶在码 头停靠作业安全。
二、航道
航道作用：船舶进出港，必须在规定的航道内 航行。一是为了贯彻航行规则，减少事故，二 是为了引导船舶沿着足够水深的线路行驶。 航道种类：航道可区分为天然航道和人工航道。 天然航道在低潮时其水深已足够船舶航行需要， 即无需人工开挖航道。为了满足船舶航行所需 的深度和宽度等要求，需进行疏浚的航道称为 人工航道。
码头前沿设计水深（D设）可用下式计算：
D设=T+Z1+Z2+Z3+Z4
T－设计船型满载吃水(m)； Z1 －龙骨下最小富裕深度(m)，表6－17； Z2 －波浪富裕深度(m )，公式6－15， 计算结果为负时取Z2＝0； Z3 －船舶因配载不均而增加的尾吃水(m)， 油船、散货船Z3＝ 0.15m；
(l) 航迹带宽度
船舶以风流压偏角在导航中线左右摆动前进所 占用的水域宽度称为航迹带宽度（A)。
A= n(Lsin+B) n-船舶漂移倍数；
-风流压偏角； L-船长（m）；
B-船宽（m）。
A=(2~4.5)B
(2) 船舶错船富裕间距（b)
船舶相遇错船时，为了防止船吸现象，保证安 全，两航迹带间应留有一定距离，即错船富裕 间距。 由于航迹带有一定宽度，错船时两船可注意调 整船位，使本船尽量靠右舷侧航行，故此值取 等于船宽B，即：b=B 。
Z4 －备淤深度(m)，一般不小于0.4m。
有效水深＝设计水深（D设）－备淤深度（Z4）。
3.海港航道水深
与确定码头前沿水深相比，航道水深需要考虑船 舶航行时船体下沉增加的富裕水深(Z0)，即： D航=T+Z0+Z1+Z2+Z3+Z4 Z1 －龙骨下最小富裕深度(m)，表6－18； Z2 －波浪富裕深度(m )，公式6－15， 计算结果为负时取Z2＝0； Z3 －船舶因配载不均而增加的尾吃水(m)， 油船、散货船Z3＝ 0.15m； Z4 －备淤深度(m)，一般不小于0.4m。 通航水深(D0)＝航道水深(D航)－备淤深度(Z4)。