一级建造师考试港口与航道工程:港口水域的组成及其功能
2018-10-25 11:26:54 来源:

港口水域的组成及其功能

港口水域

港口水域  港界线以内的水域面积。它一般须满足两个基本要求:即船舶能安全地进出港口和靠离码头;能稳定地进行停泊和装卸作业。港口水域主要包括码头前水域、进出港航道、船舶转头水域、锚地以及助航标志等几部分。

进港航道   船舶进出港区水域并与主航道联接的通道。一般设在天然水深良好,泥砂回淤量小,尽可能避免横风横流和不受冰凌等干扰的水域。其布置方向以顺水流成直线形为宜。根据船舶通航的频繁程度可分别采用单行航道或双行航道。在航行密度比较小(如在日平均通航艘次≤1)时,为了减少挖方量和泥砂回淤量,经过技术经济比较和充分研究后,可考虑采用单行航道。航道的宽度一般按航速、船舶横位、可能的横向漂移等因素,并加必要的富裕宽度确定。进港航道的水深,在工程量大,整治比较困难的条件下,海港一般按大型船舶乘潮进出港的原则考虑;在工程量不大或航行密度大的情况下,经论证后可按随时出入的原则确定。河港的进港航道水深应保证设计标准船型的安全通过。

乘潮水位  船舶在通过航道(包括进港航道)的局部浅段时,由于水深不足,常利用一定的高潮位以增加航深使船舶通过。这种使船舶能在一定时间内,乘一定的较大潮位通过航道浅段的水位称为乘潮水位。乘潮水位的概念,常在设计进港航道、河口浅滩航道以及船坞坞口底面高度等的时候采用,确定乘多大的潮位时,则要结合设计代表船型的吃水、航道浅段的长度、航行速度、航行密度等,按当地实际潮位过程线进行比较选定。利用乘潮水位开挖航道,可以节省工程量,但船舶航行时间有一定限制,不能随时通航。

转头水域  又称回旋水域。船舶在靠离码头、进出港口需要转头或改换航向时而专设的水域。其大小与船舶尺度、转头方式、水流和风速风向有关。船舶凭借拖轮协助进行转头时,旋转内接圆直径一般为 。 为最大船舶总长度。船舶自行转头时,直径一般不小于 。船在流水区转头(如内河),其回转轨迹呈椭圆形,长径随流速大小而不一样,最大可达 。在水文气象恶劣地区,上述尺度还要增加。转头水域一般可以与港内航行水域合并在一起布置。 转头水域的深度,在海港和河口港,最小水深一般按大型船舶乘潮进出港口的原则考虑;在内河港,最小水深一般不大于航道控制段最小通航水深。

港口水深  通常指船舶能够进出港口进行作业的某一控制水深。它是个综合性概念,并对外公布。港口水深是港口重要特征之一,表明其自然条件和船舶可能利用的基本界限。港口水域在此控制水深限制之下,各部分深度是可以不同的(实际也是如此),具体到某一部分的深度,主要根据使用要求和经济合理性来选取。航道、转头水域、在海港常按乘潮水位考虑;港池、停泊地按最低设计水位保证率确定;各泊位可不相同。在各种水域的基本起算水位确定以后,其水深可按设计标准船型的满载吃水加上龙骨下最小富裕深度,并考虑波浪的影响、航行时吃水的增大以及回淤等确定。它们的水深按下式计算: (米)。式中: --设计标准船型满载时最大吃水(米); --龙骨下最小富裕深度(米); --考虑波浪影响的富裕深度(米); --航行吃水增大的富裕深度(米); --考虑两次挖泥间隔期间的回淤富裕深度(米)。

码头前水深  码头前在任意情况下都能保证设计标准船型满载装卸作业所要求的水深。在水深不足的沿海港口,为使较大的船舶乘潮进港后能够靠码头进行装卸作业,通常在新建码头前一定的水域范围内(一般为二倍船宽),适当挖深,使其在设计低水位时能够达到设计标准船型满载吃水所要求的水深。

码头前水域(港池)  码头前供船舶靠离和进行装卸作业的水域。码头前水域内要求风浪小,水流稳定,具有一定的水深和宽度,能满足船舶靠离装卸作业的要求。按码头布置形式可分为顺岸码头前的水域和突堤码头间的水域。其大小按船舶尺度、靠离码头的方式、水流和强风的影响、转头区布置等因素确定。

开敞式港池  港池内水面随水位升降变化,不设闸门或船闸的港池。它是海、河港口的一种最普通的形式,是相对于封闭式港池而言的。

封闭式港池   一种建筑在潮差很大的地区,用闸门或船闸与港池外水域分隔开的港池。这种港池的优点是可使港池内的水面保持在一个比较稳定的高水位上,因而在建设港池时可以减少土方开挖量和码头建筑物的高度;可以减少泥砂淤积;保证船舶靠泊的稳定和改善货物装卸作业条件。缺点是船舶进出港口(港池)要过闸,不大方便;同时要相应增加一部分管理费用。

挖入式港池 在岸上开挖出来的港池。在地形条件适宜或岸线不足时可建这种港池。其优点是:可延长码头岸线,多建泊位;掩护条件较好。缺点是:开挖土方量较大;在含砂量大的地方易受泥砂回淤的影响;在寒冷地区封冻时间较长。

锚地 专供船舶(船队)在水上停泊及进行各种作业的水域。如装卸锚地、停泊锚地、避风锚地、引水锚地及检疫锚地等。装卸锚地为船舶在水上过驳的作业锚地;停泊锚地包括到离港锚地、供船舶等待靠码头、侯潮和编解队(河港)等用的锚地。避风锚地指供船舶躲避风浪时的锚地,小船避风须有良好的掩护。检疫锚地为外籍船舶到港后进行卫生检疫的锚地,有时也和引水、海关签证等共用。锚地停泊方式 利用锚或浮筒使船舶在锚地安全停泊的方式。船舶在锚地停泊的方式有两种,即浮筒系泊和抛锚停泊。浮筒系泊又有单浮筒系泊和双浮筒系泊两种。抛锚停泊也有单锚停泊和多锚停泊等多种。船舶在锚地采用何种方式停泊取决于锚地设备条件、底质、风和水流的方向而定。

单浮筒系泊 锚地停泊方式的一种。从船首用缆直接系在一个浮筒上,是常用的系泊方式。这种方式系泊方便,船舶能随水流和风向改变方向,阻力小;所需水域面积较抛锚停泊为小。其回转半径为 : 。式中: --设计船舶的总长度; --最低水位时浮筒的最大水平偏位; --浮筒至船首间缆绳的水平投影长度; --船尾与系泊水域边界的富裕距离。

双浮筒系泊 锚地系泊方式的一种。首尾分别用缆绳系于浮筒上。此种方式适用于水域较窄的地方,河道中用的较多。占用的水域面积:长度 为两浮筒间净距,即 。宽度 为: 。如船舶需要就地转头时,则 按下式计算 :,式中: --设计标准船舶总长度(米); --最低水位时浮筒的最大水平偏位(米); --浮筒至船首或船尾间缆绳的水平投影长度; --设计标准船舶宽度(米)。船舶回转部分的水域可占用航道。为减少水域面积,前船尾和后船首可共用一个浮筒。有时也可用船首系浮筒而船尾抛锚的方式。

单锚系泊   锚地停泊方式的一种。锚地不设浮筒,船舶只抛一个首锚进行停泊。在水域宽阔,水底土质适宜抛锚的条件下使用。这种停泊方式船舶可以减少随风向或水流改变方向,以减少受风面积。占用水域面积为圆形,其半径 为: , 。式中: --设计标准船舶的总长度(米); --抛锚时可能发生的偏位(米); --锚链水平投影的长(米); --历年最高水位时的锚地水深(米); --锚链在泥面上的水平长度(米),根据土质、水流(潮流)、气象等因素而定。 -船尾与水域边界的富裕距离。

双锚停泊 锚地停泊方式的一种。双锚停泊有两种情况:一为抛出两个首锚,一为首尾各抛出一个锚。第一种情况又分为抛八字锚和一字锚两种。八字锚是从船首成八字形抛出两个锚,多用于风浪大的港口;一字锚是从船首顺水流方向抛出两个锚,一个在上游,一个在下游,船舶处于两锚位的中心位置,多用在有潮汐影响的河段。一字锚占用的水域面积,按其回转半径 计算: 。式中: -设计标准船舶的总长度(米); -抛锚时可能发生的偏位(米); -船尾与水域边界的富裕距离。第二种情况多用于水域面积狭窄地区,所需面积为矩形 : ,式中: -设计标准船舶总长度(米); -水深(米); -相邻两排船舶间的安全距离(米)。

锚地(anchorage)是指港口中供船舶安全停泊、避风、海关边防检查、检疫、装卸货物和进行过驳编组作业的水域。又称锚泊地、泊地。其面积因锚泊方式、锚泊船舶的数量和尺度、风浪和流速大小等因素而定。作为锚地的水域要求水深适当,底质为泥质或砂质,有足够的锚位(停泊一艘船所需的位置),不妨碍其他船舶的正常航行。

种类  海港中的锚地分为港外锚地和港内锚地。港外锚地设在港外,供船舶在进港前停泊等待引航或接受海关、边防检查以及检疫等用。在有天然掩护条件的港外锚地可进行部分减载的过驳作业,使吃水较深的船舶能够进入水深不足的港池。港内锚地一般设在有掩护的水域,主要供船舶等候靠泊码头或进行水上过驳作业用。停泊在港内锚地的大船如遇台风,一般驶到开阔的港外锚地去应付台风。

河港一般只设供驳船队编解和进行水上过驳或供船舶待泊用的锚地。河港的水上装卸作业锚地通常靠近码头作业区,不占用主航道或影响码头装卸和船舶靠离码头作业用的水域,同桥梁、闸坝、水底管线保持一定距离。如果受客观条件限制,一个锚地不能满足船舶全年使用要求,可根据需要分别设置枯水期、中水期、洪水期锚地。

停泊方式  船舶在锚地的停泊方式有两种。一是船舶自行抛锚停泊,在港外锚地一般采用此种方式;二是系缆停泊,即船舶系缆于浮筒(有单浮筒、双浮筒、多浮筒)或系船桩墩等,在港内锚地多采用此种方式。

锚地检疫  锚地检疫指入境卫生检疫船舶必须在港口的检疫锚地或者经出入境检验检疫机构同意的指定地点实施卫生检疫。锚地检疫在我国目前仍然是一种检疫形式,尤其适用于来自疫区的或首次抵达的船舶。锚地检疫的优点是锚地远离港内,一旦发现检疫传染病时便于检疫当局对交通工具和人员采取控制、隔离等有效措施。