沿海港口深水航道选线及设计主要参数研究

沿海港口深水航道选线及设计主要参数研究

摘要：在我国目前的港口建设水平要求和船舶大型化趋势不断增强的背景下，

开展对沿海港口深水航道选线及设计主要参数的研究，对于满足大型船舶航行安全、提高深水航道建设水平、满足我国现阶段深水航道使用需求等具有重要意义。本文从航道设计水深、航道断面主尺度以及航道通过能力等角度入手针对航道选

线和设计的主要参数进行研究和探讨，目的是为实际的工程设计提供理论和方案

的参考。

关键词：港口；深水航道；选线；设计；参数

1、引言

近年来，随着国民经济和科学技术水平的不断提高，我国船舶建造能力和港

口吞吐力等都产生了较大变化。从政府主管部门和港口管理部门的角度出发，加

强对航道选线和设计参数的研究，有利于提高港口通航能力，分析单向航道变更

为双向航道的条件，分析水运交通运输的环保、节能等能力，从而提升整个港口

的经济效益。本文具体的研究内容包括沿海港口深水航道选线的基本原则以及设

计和分析过程的方法，深水航道的水深设计参数确定，航道断面尺度的合理计算

方法，以及综合考虑服务能力、经济投入成本等，从而确定的航道通过能力等。

2、航道选线

在对沿海港口深水航道进行选线的过程中，要综合考虑安全性和经济性两个

指标。航道的安全性是最关键的指标，一般要尽可能保证较小的浪、风、流之间

的夹角，通常角度保证在±20°的范围内。然而，±20°也只是理想的经验值，在实

际运行过程中由于水流的方向很难保证和强浪或者强风向是一致的，因此基本很

难找到绝对理想的航道。在航道选线的过程中，只能是找到影响航道的最主要的

因素，抓住主要矛盾，设计最优的方案。尽量保证航道的轴线方向与水流的方向

是一致的，在这样的前提下，尽量减小航道轴线与强浪、强风之间的夹角。在确

保航道安全的情况下，应当尽量提高航道选线的经济性，使航道疏通、维护的所

需费用最低，此外，一般设计和选择的航道尽量保证顺直。在设计的过程中可以

充分的咨询有经验的船长、引航员等，了解港口航道水流、风向等的规律和特点，必要时还可以使用模拟器进行航道的模拟，从而保证航道选线的优化。

在航道选线设计过程中，要重点考虑转弯处的加宽处理，一般都设置在航道

转弯的内测，宽度范围一般选择为船宽的0到2倍值，主要的加宽方式有圆弧法

和切角法。在实践中，对于航道转弯位置，尤其是转弯的弯度非常大的位置采用

加宽处理使非常必要的，如果设计不合理会造成船只在转弯过程中的困难。当转

弯角度大于30°时，一般采取折线切割的方式进行加宽处理；转弯角度等于30°时，一般采用切角法进行加宽处理；当转弯角度小于30°时，我国相关规定中确定的

加宽值比美国和加拿大等国的值略小。

3、航道水深

航道水深是针对具体指定船型来计算的，不考虑极端特殊的气候或其他因素

的影响，港口在满足船舶满载状态下吃水航行的航道最小安全深度就是航道水深。一般来说，港口的航行条件、船舶自身的参数、水位情况、波浪影响情况以及航

道的地质特点等都对水深会产生影响。在进行航道水深设计时，一般要计算通航

水深和超深富裕水深。其中，通航水深是指波浪富裕水深、船舶航行时的下沉量、船舶吃水情况、船舶纵倾程度、龙骨下最小富裕水深以及淡水修正水深等。在考

虑船舶航行下沉量时，我国目前的计算仅考虑了船舶的航速和吨位对下沉量产生