關(guān)于某港灣內(nèi)錨地改擴(kuò)建優(yōu)化配布及規(guī)劃的研究

郭來(lái)娣

摘 要：以某港為例，通過(guò)分析其灣內(nèi)的港口現(xiàn)狀及吞吐量的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合航道通過(guò)能力和現(xiàn)有錨地布置情況，利用區(qū)域性需求的辦法對(duì)錨地的需求進(jìn)行逐一分析，得出錨地需求量，提出科學(xué)合理的錨地改擴(kuò)建優(yōu)化配布和規(guī)劃方案，以適應(yīng)現(xiàn)代港口發(fā)展的需要，并為讀者提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：錨地 預(yù)測(cè) 錨地水深 錨地半徑

錨地是港口中供船舶安全停泊、避風(fēng)、海關(guān)邊防檢查、檢疫、裝卸貨物和進(jìn)行過(guò)駁編組作業(yè)的水域。隨著大型化、專業(yè)化碼頭的加快的建設(shè)，到港船舶大型化相應(yīng)加快，特別是5～10萬(wàn)噸級(jí)以上船舶數(shù)量占主導(dǎo)，港內(nèi)現(xiàn)有錨地已不能正常使用，增加船舶調(diào)度難度以及不安全的因素。因此，為滿足未來(lái)港口發(fā)展需要，港口舊錨地改擴(kuò)建任務(wù)勢(shì)在必行，錨地設(shè)置功能更需合理配布和規(guī)劃，以提高錨地利用率和服務(wù)水平。本文針對(duì)某港灣內(nèi)的自然條件、通航條件、人文條件分析港區(qū)的錨地需求，結(jié)合現(xiàn)有錨地布置情況，進(jìn)行分析研究，提出科學(xué)合理的錨地改擴(kuò)建優(yōu)化配布和規(guī)劃方案，以滿足灣內(nèi)船舶候泊、防臺(tái)以及提高灣內(nèi)船舶作業(yè)安全性。

1.項(xiàng)目現(xiàn)狀

1.1泊位現(xiàn)狀

某港灣內(nèi)的港區(qū)主要有調(diào)順島、霞海、霞山、寶滿、東海島、南三島、坡頭港區(qū)。2016年底某港灣內(nèi)共生產(chǎn)性泊位76個(gè)，其中萬(wàn)噸級(jí)以上泊位33個(gè)。

1.2航道現(xiàn)狀

某港出海主航道從調(diào)順島港區(qū)港池航道經(jīng)龍騰航道內(nèi)段（灣口處）至龍騰航道，全長(zhǎng)約72km，分為兩個(gè)等級(jí)，某港30萬(wàn)噸級(jí)航道為單向乘潮通航航道，全長(zhǎng)55km，底寬310m，外航道長(zhǎng)38.2km，航道設(shè)計(jì)底標(biāo)高為-21.6m。某港內(nèi)航道由霞山港區(qū)至調(diào)順港區(qū)的進(jìn)出港航道，全長(zhǎng)16.64km，航道底寬為195m，設(shè)計(jì)底標(biāo)高-13.6m，為單向航道。

1.3錨地現(xiàn)狀

某港目前有大小錨地30多個(gè)，其中灣內(nèi)外有大型錨地約27個(gè)，灣內(nèi)小型錨泊區(qū)8處。目前灣內(nèi)錨地大部分占用航道布置，導(dǎo)致船舶不能通行，大部分不能作為正常的船舶候泊使用。平樂(lè)1#～3#錨地在海灣大橋南北1000m范圍，平樂(lè)4#錨地位于南海石油公司西部公司碼頭前方，造成4處錨地基本不能使用。1#、2#錨地平時(shí)不宜錨泊，由于該錨地靠近長(zhǎng)橋錨地，小船經(jīng)常侵占該錨地，故防臺(tái)時(shí)也很難用得上。12#錨地在航道線上，由于25萬(wàn)噸級(jí)航道建設(shè)不能使用。5#、6#、7#錨位平時(shí)不宜錨泊，只在必要時(shí)，在不影響他船通航的情況下，供臨時(shí)寄錨用。防臺(tái)臨時(shí)錨地（加1#～加6#），均在航道線上，平時(shí)不能使用，防臺(tái)期間，只有正常使用的錨位已泊滿船的情況下，才考慮使用。東海島港區(qū)、寶滿港區(qū)和霞山港區(qū)發(fā)展新區(qū)碼頭建設(shè)，防臺(tái)臨時(shí)錨地加1#～加5#將不能使用。灣內(nèi)錨地只適合3.5萬(wàn)噸級(jí)以下的船舶停泊和防臺(tái)使用，5萬(wàn)噸級(jí)尤其是10萬(wàn)噸級(jí)以上到港船舶艘次增長(zhǎng)明顯。5～7萬(wàn)噸級(jí)船舶卸船作業(yè)和進(jìn)入調(diào)順島港區(qū)經(jīng)常需要乘潮進(jìn)行。

2.錨地容量需求分析和預(yù)測(cè)

2.1灣內(nèi)港區(qū)吞吐量水平預(yù)測(cè)

根據(jù)近幾年的煤炭、油品、金屬礦石、鋼鐵、非金屬礦石、糧食和集裝箱等運(yùn)輸現(xiàn)狀，生成量的分析，腹地貨源及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等情況，并采用多種方法，綜合預(yù)測(cè)2020年煤炭、油品、金屬礦石、鋼材及木材等吞吐量合計(jì)共16675萬(wàn)噸，2025年貨物吞吐量合計(jì)共27390萬(wàn)噸。

2.2到港船型及到港艘次分析預(yù)測(cè)

根據(jù)吞吐量的發(fā)展以及船型噸級(jí)比例，結(jié)合考慮到新建和改造碼頭的大型化，以及原油和金屬礦石吞吐在某港的貨物吞吐量中占了較大的比重，并仍將隨著大型鋼鐵基地的建成和新的煉油項(xiàng)目的落戶持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)測(cè)2020年和2025年某港灣內(nèi)到港船舶平均載重噸將分別達(dá)到2.45萬(wàn)噸和2.60萬(wàn)噸；到港船舶艘次將分別達(dá)到6845艘次和10760艘次。

2.3灣內(nèi)錨地需求量預(yù)測(cè)

根據(jù)M/M/S排隊(duì)模型可以計(jì)算出某港灣內(nèi)錨位需要的數(shù)量。

從表1可知，灣內(nèi)需要20萬(wàn)噸級(jí)船舶候泊錨地1個(gè)，15萬(wàn)噸錨地2個(gè)。根據(jù)實(shí)際情況，船舶是否需要候泊與營(yíng)運(yùn)公司調(diào)配情況有很大的關(guān)系，而灣內(nèi)又有多家公司共同經(jīng)營(yíng)，在這種邊界條件下要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)錨地的需求是比較困難，由于灣內(nèi)范圍比較大，因此采用區(qū)域性需求的辦法來(lái)對(duì)錨地的需求進(jìn)行逐一分析，從整個(gè)灣內(nèi)錨地需求、安全等方面來(lái)得出錨地需求量。

目前調(diào)順島港區(qū)有7萬(wàn)噸級(jí)泊位兩個(gè)，7萬(wàn)噸級(jí)船舶進(jìn)入需要減載乘潮。而該段航道沒(méi)有可供7萬(wàn)噸級(jí)船舶的候泊錨地或應(yīng)急錨地，根據(jù)吞吐能力核算，調(diào)順島港區(qū)平均2天到港一艘7萬(wàn)噸級(jí)船舶。而目前從30萬(wàn)噸級(jí)航道端頭至7萬(wàn)噸級(jí)碼頭尚沒(méi)有7萬(wàn)噸級(jí)錨地。從需求上分析，灣內(nèi)建設(shè)一個(gè)7萬(wàn)噸級(jí)錨地便可以滿足需求。25萬(wàn)噸級(jí)以上船舶到港的艘次為48艘，參考船舶可作業(yè)的天數(shù)，每年平均約7天到港一艘，而目前灣內(nèi)還沒(méi)有30萬(wàn)噸級(jí)錨地，船一旦過(guò)第二引航錨地，沒(méi)有適合的水域可供臨時(shí)應(yīng)急錨泊，出事后只能停留在航道上，非常危險(xiǎn)，從安全起見(jiàn)以及以上的分析，灣內(nèi)需要建設(shè)一個(gè)30萬(wàn)噸級(jí)錨供侯泊應(yīng)急使用。7萬(wàn)噸級(jí)船舶在2010年的到港艘次為119艘，目前灣內(nèi)尚沒(méi)有可以供7萬(wàn)噸級(jí)船舶停泊的錨地，隨著東海島港區(qū)的規(guī)劃建設(shè)，特別是鋼鐵基地碼頭的建設(shè)，近期將增加5萬(wàn)噸級(jí)泊位、7萬(wàn)噸級(jí)泊位各一個(gè)，在霞山港區(qū)至口門(mén)處航段增加一個(gè)錨地是非常必要的。一方面可以減輕船舶調(diào)配的壓力，又可以兼顧在東海島港區(qū)的開(kāi)發(fā)滿足7萬(wàn)噸級(jí)船舶候泊的需求。

綜上所述，從迫切性以及安全性考慮，本項(xiàng)目改造升級(jí)錨地的規(guī)模具體如下：

3-5#錨地升級(jí)改造為7萬(wàn)噸級(jí)應(yīng)急候泊錨地；11#錨地進(jìn)行升級(jí)改造為30萬(wàn)噸級(jí)船舶應(yīng)急錨地；13-16#錨地升級(jí)改造為7萬(wàn)噸級(jí)應(yīng)急錨地。

3.改擴(kuò)建優(yōu)化配布及規(guī)劃方案

3.1設(shè)計(jì)水位

霞山港區(qū)附近設(shè)計(jì)高水位為4.10m，設(shè)計(jì)低水位為0.43m；東海島港區(qū)附近設(shè)計(jì)高水位為3.96m；設(shè)計(jì)低水位為0.47m。

3.2設(shè)計(jì)船型尺度表（見(jiàn)表2）

3.3主尺度計(jì)算

（1）錨地水深

錨地位于灣內(nèi)錨底標(biāo)高計(jì)算公式與碼頭前沿設(shè)計(jì)水深計(jì)算相同。

（2）錨地半徑

單錨拋錨停泊每個(gè)錨位所占水域?yàn)橐粓A面積，計(jì)算公式如下：

風(fēng)力≤7級(jí)：R=L+3h+90；7級(jí)<風(fēng)力<9級(jí)：R=L+4h+145

式中：L-錨泊船船長(zhǎng)（m）；h-錨地水深（m）。

3.4改擴(kuò)建方案

（1）3-5#錨地升級(jí)改造為7萬(wàn)噸級(jí)應(yīng)急候泊錨地

布置了兩個(gè)方案。方案一錨地布置在航道的東側(cè)，占用半邊航道，從船舶候泊時(shí)能滿足小船通航使用，對(duì)通航的影響相對(duì)小；但由于該水域深水區(qū)不多，導(dǎo)致疏浚量比較大，投資較高，大部分地區(qū)底標(biāo)高只有-6m至-9m，需要開(kāi)挖至-15m，工程建設(shè)后對(duì)該地區(qū)水域流態(tài)有一定的影響。方案二基本在原有的3-5#錨地的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造，該方案的疏浚比較少，但該方案占用了整個(gè)麻斜航道，當(dāng)有大型船舶進(jìn)行候泊時(shí)影響船舶使用麻斜航道。兩個(gè)方案的布置均能滿足進(jìn)入調(diào)順島港區(qū)7萬(wàn)噸級(jí)散貨船舶的候泊要求，方案一只占用半邊航道，小船仍然可以通行，但疏浚量較大，投資較高。方案二的疏浚量較小，投資小，但布置錨地占用了整個(gè)麻斜航道，對(duì)過(guò)往的船舶影響較大。綜上所述，從降低麻斜航道船舶通行的影響考慮，推薦方案一。

（2）11#錨地進(jìn)行升級(jí)改造為30萬(wàn)噸級(jí)船舶應(yīng)急錨地

布置了兩個(gè)方案。方案一布置在石頭角航道東側(cè)，從提高錨地利用率考慮，布置不占用航道，對(duì)通航的影響小。沒(méi)有30萬(wàn)噸級(jí)油船進(jìn)入時(shí)，可以提供更多的錨地水域供其他船舶進(jìn)行候泊，提高錨地的利用率，緩解灣內(nèi)錨地緊張狀況。方案二布置從減少工程投資考慮，錨地布置盡量占用較深的水域，該方案的錨地占用整個(gè)航道，平時(shí)錨地不應(yīng)急使用時(shí)也不能用來(lái)侯泊，無(wú)法緩解灣內(nèi)錨地緊張狀況。兩個(gè)方案的布置各有優(yōu)缺點(diǎn)，但從提高錨地的利用率，緩解灣內(nèi)錨地緊張狀況考慮，推薦方案一。

（3）13-16#錨地升級(jí)改造為7萬(wàn)噸級(jí)應(yīng)急錨地

布置了兩個(gè)方案。方案一位于13#錨地的西北側(cè)，與航道的凈距為243m（一倍船長(zhǎng)），該方案可以滿足船舶的侯泊，與航道有一定的距離，安全性比較高，但該方案的疏浚量比較大，開(kāi)挖后對(duì)該地區(qū)水域流態(tài)有一定的影響。方案二位于13#錨地的西側(cè)，布置與航道邊界相切，該方案的疏浚量相對(duì)較小，但比較靠近航道，船舶的侯泊沒(méi)方案一安全。兩個(gè)方案都不占用航道，對(duì)通航的影響小，布置各有優(yōu)缺點(diǎn)，由于該錨地考慮到油船的侯泊，從提高安全性考慮，推薦方案一。

4.結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析某港灣內(nèi)的港口現(xiàn)狀及吞吐量的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合航道通過(guò)能力和現(xiàn)有錨地布置情況，利用區(qū)域性需求的辦法對(duì)錨地的需求進(jìn)行逐一分析，得出錨地需求量，提出了兩個(gè)灣內(nèi)錨地改擴(kuò)建優(yōu)化配布和規(guī)劃比選方案，最終得出灣內(nèi)錨地規(guī)劃的優(yōu)化方案，以適應(yīng)現(xiàn)代港口發(fā)展的需要。當(dāng)然局限于作者的水平，對(duì)于影響錨泊船安全合理性因數(shù)的考慮還有不足之處，港口錨地安全性體系建立有待未來(lái)錨地規(guī)劃實(shí)施后效果的驗(yàn)證和進(jìn)一步完善。因此，所作出的港口錨地配布和規(guī)劃設(shè)計(jì)研究方案，為讀者提供參考和借鑒。

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