姚令燕

摘 ?要：港口是水運的重要節(jié)點，港口的吞吐能力對海洋戰(zhàn)略發(fā)展具有重要的影響。在社會經(jīng)濟的快速發(fā)展下，基于未來港口發(fā)展需求，對港口水域航道進行更合理的規(guī)劃設(shè)計，升級港口水域航道，并從港口航道選線、水深確定、寬度設(shè)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(fā)展和港口建設(shè)具有積極的意義。

關(guān)鍵詞：港口 ?航道 ?規(guī)劃設(shè)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(shè)計概述

港口航道的通過能力關(guān)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(wù)效率，而水域要素則包括航道、等讓區(qū)、錨地、登陸點、碼頭前言停泊水域、回旋水域等。在港口航道設(shè)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(wǎng)絡(luò)設(shè)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(fā)展的需求，在必要航道規(guī)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(tài)環(huán)境保護。

2 ?港口水域航道合理規(guī)劃設(shè)計的要求

2.1 存在的問題

對當前我國港口進行的調(diào)查分析可知，從港口建設(shè)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(wù)、港口創(chuàng)新等要求。從實踐來看，在快速發(fā)展的航運行業(yè)，港口的基礎(chǔ)配套設(shè)施與服務(wù)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(huán)境污染”的問題。從港口航道建設(shè)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(zhì)條件、自然環(huán)境對航線影響

在港口航道規(guī)劃設(shè)計時，要充分考慮到當?shù)氐牡刭|(zhì)條件對航線規(guī)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(guī)劃航道。此外，還要考慮到自然環(huán)境對航線的影響，進行綜合設(shè)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(huán)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(shè)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(shè)計中，一定要避免S型彎路轉(zhuǎn)向的出現(xiàn)，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(zhuǎn)向而出現(xiàn)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(xiàn)平滑，必須出現(xiàn)航道轉(zhuǎn)向的平面設(shè)計時，則應(yīng)嚴格控制轉(zhuǎn)向角度的大小，確保轉(zhuǎn)向角度控制在30°以內(nèi)。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(zhuǎn)彎半徑等措施，來減少船舶在轉(zhuǎn)彎中所發(fā)生的應(yīng)力作用。

其三，如果港口航道設(shè)計中，航道軸線安置的約束條件仍無法滿足，且需要出現(xiàn)多次轉(zhuǎn)向時，則需要綜合考慮實際情況，盡可能地減少轉(zhuǎn)向的次數(shù)，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(shè)計來減少轉(zhuǎn)彎角度，同時還應(yīng)對航道的寬度進行充分的設(shè)計，確保船舶在多次轉(zhuǎn)向中滿足轉(zhuǎn)向后的船身方向調(diào)整要求。

其四，防波堤的口門處線路設(shè)計時，應(yīng)當確保航道軸線的直線型分布方式。如果受到客觀的地質(zhì)條件限制，且不得不轉(zhuǎn)向時，那么在設(shè)計時就需要對直線長度進行合理的設(shè)計，要能夠滿足兩次轉(zhuǎn)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(jīng)過時出現(xiàn)偏航的現(xiàn)象，因此就需要在設(shè)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(shè)計

3.1 選線

港口水域航道設(shè)計中的選線項目，需要結(jié)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(shè)計前，要對港口周圍的地質(zhì)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(wěn)定、水底地形相對安全的航線。此外，還需注意當?shù)貧夂驓庀髮降赖挠绊懀诤Ｉ蠚夂蛳喈敳环€(wěn)定，因此需要加大氣候水文的分析力度。

在前期的數(shù)據(jù)收集和準備工作中，一是要整理并分析當?shù)氐臍庀髼l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(yè)應(yīng)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(shè)計乘潮水位或低水位的航槽斷面的設(shè)計水深處的兩底邊線間寬度。在航道寬度設(shè)計時，需詳細設(shè)計3個方面：一是船舶間的富裕寬度設(shè)計，應(yīng)結(jié)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(shè)計依據(jù)，確保船舶間預留距離最小，而且還應(yīng)確保兩個船舶的安全性，使其不發(fā)生摩擦碰撞。二是航跡寬度的設(shè)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(fā)生偏離，因此在具體設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計中，應(yīng)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(shè)計。

3.3 泥沙疏浚

對于海域的港口航道設(shè)計而言，泥沙疏浚的規(guī)劃設(shè)計仍然至關(guān)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(shè)計中，對航道原斷面進行必要的勘察分析，并結(jié)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(yīng)對措施，確保對泥沙淤積發(fā)生而產(chǎn)生的危害事件的規(guī)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(guī)劃設(shè)計中，需要對設(shè)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(zhì)、深度等指標。此外，還需對港口航道設(shè)計方案的總體設(shè)計、規(guī)劃方案可行性、安全性與經(jīng)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(huán)境、地理和氣候、管理因素等。

綜上所述，港口航道規(guī)劃設(shè)計要在科學合理性、經(jīng)濟性、安全性的原則上進行總體設(shè)計。在設(shè)計的前期，需要對港口航道所在位置的水文地質(zhì)、氣候氣象等因素進行充分的調(diào)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(shè)計，制定完整的規(guī)劃設(shè)計方案。此外還需要充分考慮航運業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢，以及行業(yè)的環(huán)境，在規(guī)劃設(shè)計時還要考慮到未來通航要求和發(fā)展趨勢，從而使設(shè)計方案保持一定的前瞻性和靈活性。

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