关于进港航道合理规划设计的探讨

关于进港航道合理规划设计的探讨

尤春茂 ,陆雪梅

贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵州省贵阳市 550081

摘要：在全球经济一体化的时代背景下，全球航运事业不断发展，运输船舶正逐步走向专业化、大型化和标准化。进港航道作为连接港口与主航道重要环节，合理的规划设计对于港口后期运营及发展具有重要意义，尤其是新建大型港口码头，这就对进港航道的规划设计提出了新的发展要求。本篇文章主要从港口进港航道设计入手，具体分析说明航道设计过程中航道选线以及航道宽度、航道弯曲半径等主要参数确定要点，以期更好的推动进港航道设计的合理性和科学性。

关键词：进港航道；设计参数；航道尺度；通航安全

引言

随着全球运输船舶日渐大型化，航运成本不断降低，全球航运规模持续增长，这就要求港口码头具有更高的吞吐能力及周转能力，同时也对航道的通航安全提出了更高的要求。一般而言，进港航道的布置与设计主要受到水文条件、泥沙条件以及地质地貌等客观条件限制，若规划设计阶段基础资料薄弱或分析论证不充分，可能导致航道后期有大量的维护工作量，增加维护成本的同时降低原设计通过能力，甚至可能引发安全事故。由此看来，为保障航道通过能力、降低运行维护成本、保障安全，在前期规划设计阶段对道航线设计进行充分论证分析、不断优化设计就显得十分重要。

1进港航道合理规划设计要求

1.1进港航道现状分析及评价

进港航道为港口码头的重要配套工程，航道尺度决定了进港船舶的吨位及船型。近年来，随着全球经济的转型发展，航运货运结构以及运输船型都发生了较大变化，部分建设时间相对较早的一批港口由于原设计吞吐货物种类、设计功能及设计船型较为单一，已不能适应现有运输市场需求，出现了吞吐量不饱和，经济效益下降的情况。部分港口针对这一情况，采取更新装卸机械设备、加大港池水深等措施对港口进行改造升级，以适应多货种、大吨位船舶装卸作业需求。同上所述，由于原设计的原因，原设计进港航道尺度难以满足大吨位、深吃水船舶的进港需要，大型船舶只能选择在水位较高时段进港或者减载通行，航道通过能力与港口吞吐能力不相匹配，港口经济效益难以得到有效提升。

1.2进港航道提等升级较困难

在港口升级的同时提升进港航道通过能力，使进港航道的通过能力与港口的吞吐能力相匹配，才能够有效的提升港口的吞吐能力。提升航道通过能力最为有效的措施是增大航道设计水深、加大弯曲半径及航道宽度。但现实条件是，在原有进港航道基础上提升航道尺度，往往会受到现状水文条件、泥沙运动、河床演变、工程地质、水域内已有跨临河工程设施、碍航特性等自然及人类因素影响，不仅直接投入成本较高，而且对现有船舶通航产生较大影响，提等升级难度较大，难以实现。若新开航道，则面临着更大的资金投入，经济效益比又难以得到保障。

2航道的合理规划设计的原则

进港航道主要是作为主航道与港口之前的连接通道，设计过程中需要保障船舶运输的安全性及港口吞吐量需求，同时也要考虑航道的可持续发展；此外，在航道设计当中应注重环保理念，有效的保护周边的生态环境；在成本方面进行有效的控制，主要是避免多余支出。通过对航道通过能力、工程投资、环境保护、后期发展等多方面进行论证研究，选取合理的平衡点，才能够保证航道的规划设计的合理性。

3港口水域航道划线具体分析

3.1港口通航路线布局设计

在进行航道设计过程时以满足通过能力为目标，保障通航安全为基础，同时也需要具备一定的经济性，以达到航道设计的经济合理的要求。设计前应根据港口设计规模，结合港区规划、所在水域的自然条件、设计代表船型、船舶流量、引航条件、工程投资和后期运行维护费用等综合因素进行分析确定。并在设计时适当的留有一定的发展余地。

航道选线应充分分析水文、地形、地质条件，宜充分利用天然深槽，避让较大工程量的开挖、炸礁水域，同时避让河床不稳定的浅滩地段。强风浪和水流与航道的夹角也是影响船舶通行安全的关键因素。航道轴线平面布置应尽量顺直，设计过程中应考虑航线的经济性与船舶适航性减少航道多次转向。当地形、水流、地质等限制因素较多而无法避开时，可以在航线布置时采用多次转向的方式适当避让，但应在满足上述条件的前提下尽量减小每次的转向夹角，同时增加两连续转弯段之间的直线段长度，在这种情况下可以采取加大航道的弯曲半径的方式，或者采用加宽航道内侧宽度的方式给船舶转向留足时间与空间。对于潮汐河段的航道设计，在航线选线及布置时应尽可能沿天然深槽布置，减少土建工程量。在必要的时候可以采用数值模拟或物理实验进行验证，并合理选取适宜的工程措施进行治理并确保其经济性。当航道所在区域有冰冻时，应把冰冻作为航道选线布置的重要因素纳入考虑，其中排冰条件是航道轴线布置时一项重要考虑因素，此外还需要考虑冬季冰凌的严重程度，以及可能对船舶航行造成的安全影响程度，因此在航道轴线布置的前期工作中应调查情况相关基础资料，尽可能的避开冰凌和排冰通道。

3.3航道宽度确定

航道宽度主要由以下公式计算确定：

单线航道            W=A+2c

双线航道            W=2A+b+2c

                    A=n（Lsinγ+B）

式中：W——航道通航宽度（m）；

      A——航迹带宽度（m）；

      c——船舶与航道底边线间的富裕宽度（m）；

      b——船舶间富裕宽度（m）；

      n——船舶漂移倍数；

      L——设计船长（m）；

      B——设计船宽（m）。

从公式可以看出，唯一受自然环境影响的参数为航迹带宽度A，在计算航迹带宽度时，应重点关注船舶漂移倍数及风、流压偏角的取值，这两个参数的取值主要根据当地的气象、水文条件以及航道轴线布置来确定。换言之，在航道宽度计算时，自然条件对航道宽度的取值起到了很大的影响。所以设计前，应全面收集相关基础资料，为设计提供基础资料支撑。同时还需要结合港口实际及未来的发展情况，来为船舶预留合理的间距。

3.4通航水深确定

航道通航水深的确定，是决定航道能够承载多大吨位船舶的关键技术指标之一。通航水深的确定也主要靠计算确定，其中波浪富裕深度也是航道水深计算中唯一受到自然条件影响的参数，在计算时，首先根据波浪方向与航道轴线确定船、浪夹角，其次根据设计波高，查表计算确定波浪富裕深度。对于受到泥沙运动而表现为淤积为主的航道，设计时应着重考虑以下因素：一是泥沙运动及淤积规律，二是设计船舶的类型以及船舶通航密度大小，三是航道水深后期运营过程中疏浚维护工程量的大小，合理平衡港口运营需要以及工程的经济合理性，综合确定航道水深的取值。最后还需要根据港口未来的发展趋势，在设计时可以考虑适当的留有一定的富裕或者不同设计水深分期实施方案。

4结束语

综上所述，在进港航道规划设计方面需要保证一定的合理性，设计人员需要对周边的自然条件进行充分的分析，只有把相关因素纳入规划设计范围之内才能够合理的确定航道走线及相关设计参数。在进行港口水域航道规划当中满足相关规范要求，并在港口功能方面进行多元化考虑，实现一次规划、分期实施的效果，在满足近期发展的需要下，为远期发展留有发展余地，达到最佳的综合效益。

参考文献：

[1]韩冬艳.港口水域航道合理规划设计分析[J].中国水运(下半月),2020,20(08):80-81.

[2]魏龙飞.关于港口水域航道合理规划设计探究[J].农业科技与信息,2017(16):116-117.DOI:10.15979/j.cnki.cn62-1057/s.2017.16.061.

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