港口水域航道合理規劃的具體設計實施分析

姚令燕

摘 ?要：港口是水運的重要節點，港口的吞吐能力對海洋戰略發展具有重要的影響。在社會經濟的快速發展下，基于未來港口發展需求，對港口水域航道進行更合理的規劃設計，升級港口水域航道，并從港口航道選線、水深確定、寬度設置和安全性評價等幾個方面進行深入研究分析，對我國航運發展和港口建設具有積極的意義。

關鍵詞：港口 ?航道 ?規劃設計

中圖分類號：U653.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（a）-0054-02

1 ?航道設計概述

港口航道的通過能力關系著挖掘航道的運輸潛能，其中涉及的陸域要素主要是船舶碼頭服務效率，而水域要素則包括航道、等讓區、錨地、登陸點、碼頭前言停泊水域、回旋水域等。在港口航道設計中，需要遵循以下主要原則：一是確保船舶通行的安全性;二是航道網絡設置最好采用直接進港的直線布置方式，且保留一定的靈活性;三是基于未來發展的需求，在必要航道規劃指標上適當拓寬;四是在安全保障下，盡量降低后期開支與維護費用;五是充分考慮港口附近的生態環境保護。

2 ?港口水域航道合理規劃設計的要求

2.1 存在的問題

對當前我國港口進行的調查分析可知，從港口建設層面來看，港口功能較單一，綜合性、多功能的港口不足，不能完全滿足不斷提升的港口服務、港口創新等要求。從實踐來看，在快速發展的航運行業，港口的基礎配套設施與服務不完善，導致港口整體運載效率不高，而且還或多或少地存在“環境污染”的問題。從港口航道建設層面來看，泥沙淤積問題、航道選線問題、大型港口航道深度問題、航道寬度問題等，都需要進一步完善。

2.2 地質條件、自然環境對航線影響

在港口航道規劃設計時，要充分考慮到當地的地質條件對航線規劃的影響，比如水文氣象、流域水深等因素，要盡可能使用天然水資源的位置規劃航道。此外，還要考慮到自然環境對航線的影響，進行綜合設計，需要考慮以下3點：一是考慮強風、強浪等因素對軸線選擇的影響;二是要考慮自然環境對防波堤口的影響，防波堤口的角度一般不超過30°;三是還需考慮到體積較大的船舶的特征，比如偏位位移大等，因此在航線設計時也需要考慮到強風、強浪等因素。

2.3 航道軸線安置要點

其一，在港口航道軸線的平面設計中，一定要避免S型彎路轉向的出現，要盡可能確保航道軸線平滑，以確保船舶操作通過時的安全進出，防止船舶由于轉向而出現的觸壁等問題。

其二，在客觀條件的限制下，如果港口航道條件不足以實現平滑，必須出現航道轉向的平面設計時，則應嚴格控制轉向角度的大小，確保轉向角度控制在30°以內。如果這一約束條件仍無法滿足，那么就需要通過拓寬航道寬度、增大轉彎半徑等措施，來減少船舶在轉彎中所發生的應力作用。

其三，如果港口航道設計中，航道軸線安置的約束條件仍無法滿足，且需要出現多次轉向時，則需要綜合考慮實際情況，盡可能地減少轉向的次數，而且還要充分考慮到船舶體積、船舶功能、航道寬度等因素，通過一系列的設計來減少轉彎角度，同時還應對航道的寬度進行充分的設計，確保船舶在多次轉向中滿足轉向后的船身方向調整要求。

其四，防波堤的口門處線路設計時，應當確保航道軸線的直線型分布方式。如果受到客觀的地質條件限制，且不得不轉向時，那么在設計時就需要對直線長度進行合理的設計，要能夠滿足兩次轉彎所需要的直線長度。

其五，當航道軸線與燈塔、橋墩、觀測平臺等建筑物接近時，則需要充分考慮水面的風速、水流等因素對建筑物周圍的流場變化的影響，進而使船舶在經過時出現偏航的現象，因此就需要在設計時考慮航道邊線與建筑物間隔的控制，通常這個間隔以不小于建筑物的3.5倍為宜。

3 ?港口水域航道具體設計

3.1 選線

港口水域航道設計中的選線項目，需要結合港口實際，總體上遵循投資少、挖方量少、施工期短、操船安全、疏浚維護便利等指導原則。因此在實際設計前，要對港口周圍的地質地形、水文等進行詳細的勘察分析，盡可能地選擇泥沙少、水文穩定、水底地形相對安全的航線。此外，還需注意當地氣候氣象對航道的影響，在海上氣候相當不穩定，因此需要加大氣候水文的分析力度。

在前期的數據收集和準備工作中，一是要整理并分析當地的氣象條件，二是要對船舶通航資料和港口腹地貨源、船舶進出航道方法、船舶通航資料等進行研究分析。航道的操船作業應滿足以下條件：一是避免流速在1km以上的水流與航道軸線夾角過大;二是嚴禁高頻率風向與航道軸線正交，盡可能避免強風水流與航道軸線過大的夾角。

3.2 寬度與水深

航道的寬度是指設計乘潮水位或低水位的航槽斷面的設計水深處的兩底邊線間寬度。在航道寬度設計時，需詳細設計3個方面：一是船舶間的富裕寬度設計，應結合港口具體情況確定合理的取值，要考慮船舶類型、航速等因素，一般以最大船寬為設計依據，確保船舶間預留距離最小，而且還應確保兩個船舶的安全性，使其不發生摩擦碰撞。二是航跡寬度的設計，受氣流、風向以及其他非人為控制因素的影響，航跡和航道會發生偏離，因此在具體設計時，航道中心線呈蛇形左右擺動進行，且航跡寬度在2.0～4.5B范圍為宜。三是航道底邊與船舶間的富裕寬度設計，用充分考慮船舶類型、航速等因素的影響。

對于航道水深的設計，考慮到其主要影響因素包括航行中的船體下沉、水深測量誤差、波浪富裕深度、龍骨下的富裕深度等，因此在具體設計中，應以船舶滿載吃水、船舶尾吃水、龍骨下的最小富裕深度、備淤深度、波浪富裕深度、船舶航行下沉值、水深測量誤差幾項變量的和為基準進行設計。

3.3 泥沙疏浚

對于海域的港口航道設計而言，泥沙疏浚的規劃設計仍然至關重要，雖然相對于河道而言，海域港口航道的泥沙淤積相對較少，但其對航道安全的影響也非常大。因此在具體安全性設計中，對航道原斷面進行必要的勘察分析，并結合對水文和水的含沙量的科學分析，確定泥沙淤積的可能性，并做出科學的應對措施，確保對泥沙淤積發生而產生的危害事件的規避和預防。

3.4 安全性

船舶在航行中最重要的問題是安全性，此外才是效益與效率，一旦安全性不在，效益和效率則無從談起。因此在港口航道規劃設計中，需要對設計方案進行詳盡、科學的安全性評價，包括安全度與危險度兩個評價層面。安全性評價的主要指標包括能見度、風向、流向、航道寬度、航道彎曲度、航道交叉情況、助航標志、底質、深度等指標。此外，還需對港口航道設計方案的總體設計、規劃方案可行性、安全性與經濟性進行評價。安全性的評估中，還需充分考慮到外界因素的影響，比如交通因素、通航環境、地理和氣候、管理因素等。

綜上所述，港口航道規劃設計要在科學合理性、經濟性、安全性的原則上進行總體設計。在設計的前期，需要對港口航道所在位置的水文地質、氣候氣象等因素進行充分的調查與分析，然后在選線、水深、寬度、泥沙疏浚、安全性等方面進行設計，制定完整的規劃設計方案。此外還需要充分考慮航運業務的發展趨勢，以及行業的環境，在規劃設計時還要考慮到未來通航要求和發展趨勢，從而使設計方案保持一定的前瞻性和靈活性。

參考文獻

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