港口规划与布置课程设计(海港)

港口平面规划与布置课程设计一、设计基本资料（一）、水文资料:设计高水位：+5.86m设计低水位+2.62m极端高水位+6.04m极端低水位－0.08m本港潮型属不规则半日潮型。一天出现两次高潮和两次低潮，有日不等现象。湛江港是华南沿海海潮差较大的港口，受地形的影响，潮差自湾外向湾内增大。平均高潮位3.20m，低潮位1.33m；历史最高水位7.09m，最低水平-0.27m，平均海面2.2m。最大潮差5.13m，平均潮差2.41m。经水文学计算，该工程水域处设计高水位为+5.86m，设计低水位+2.62m;极端高水位+6.04m，极端低水位－0.08m。潮流：基本依水道方向流动，为往复流。落潮流速大于涨潮流速。湾口附近流速最强，涨潮流速为3节，落潮流速为3.8节。波浪：掩护良好，故风浪不大。湾外则为开敞海区，受波浪影响较大，全年以风浪为主，年风浪频率达90%，涌浪为23%。港内一般波高0.3m，最高0.8m，台风时浪高一般不超过1m。外海岛口外航道附近海面涌浪很大，逢6东或北强风时，浪高约3～4m。有时可达5～6m。7级风以上轮船出入有困难。台风侵袭时，港口外岛沙滩可翻起巨浪，浪高可达6米左右。（二）、气象、地质条件：温度：湛江港地处北回归线以南，属亚热带气候，受海洋气候调节，冬无严寒，夏无酷暑，暑季长，寒季短，温差不大。气温年平均23.2℃，7月最高，月平均为28.9℃，最高曾达38.1℃；1月最低，月平均为15.5℃，最低曾达2.8℃。气温雪，四季通航。宜人，草木常青，终年无霜风况：4～9月多东及东南风。10月～次年3月盛行北及东北风，一般3～4级，最大达6～7级。热带风暴一般发生于5～11月，以7～9月居多，平均每年5～6次波及本港，风力大于8级以上的出现天数平均每年7天。设计风速18m/s降水：年平均降水量1567.3mm，多集中在5～9月，约占全年56%。平均年雨天数126天。年最大降水量2411.3mm，最小降水量743.6mm。有雨季、旱季之分。每年4～9月为雨季，占年降水量的80%左右。雾况：雾日多集中于1～4月，约占全年雾日的83%，多于午夜形成，次日10时后渐散，多为平流雾。多年平均雾日25.9天，年最多雾日为52天，年最少雾日11天。雷暴：年平均雷暴日100天，主要发生在3～11月。1

港口平面规划与布置课程设计（三）、工程地质：砂石（四）、运输货种：杂货。其一期建设工程拟建2个2万吨级的散货码头，预测年通过能力为300万吨。（五）、船型尺度：根据当地的具体情况，设计代表船型为2万吨级散货船，船型尺度为：船长×船宽×型深×满载吃水=164m×25.0m×13.4m×9.8m。二、码头及码头平面设计（一）、码头形式的选择：由于本地区气象地质条件较好，是天然良港，能为船舶运转提供良好而又长期稳定的水域条件，由于突堤式过多的伸向外海，破坏了原有的水流形态，易于引起冲淤，并过多的占用河道宽度，影通响航，,而且此种布置对水流及泥沙冲淤变化影响甚小，船也较易获得所需的陆域面积。顺岸式码头线几乎是天然海港中比较合理的布置。因此，本设计采用顺岸式布置。（二）、码头规模的确定；可同时停靠码头模包含泊位停船吨位和泊位数量两个指标。停船吨和吞吐量。一般情况，运距越长，船舶吨位越大，单吨运输成本越低。泊位数量还取决于码头装卸效率和船舶周转量。所以宜采取码头前沿线大体上与自然岸线平行的布置方式，即顺岸式布置舶靠离码头也较方便，港区后方一个港口进行装卸作业的船舶数量。即泊位数。是港口的主要规模之一。码头规位主要取决于货种、航线运距在本设计算例中，散货码头的年通过能力，则码头所需的泊40万~50万/泊位pt位数可按以下公式计算码头年作业量Q=S一个泊位年通过能力Pt300Q150104t/年；40万~50万/泊位pt2Q150104则S==P50104=3（个）t所以本港区码头采用3泊位设计（三）最优泊位数的确定泊位数必须保证有充足的通过能力。高效率的完成相应的吞吐量。由于港口产的随机性，在港船数与泊位数正好相等的概率是很低的。所以从宏观的控制的角度，使完成港口总吞吐任务的全过程，发生在港和船方的总费用为最小，此时港口规模是最佳的，应的泊位数常称为最优泊位数。码头的生相为了计算的方便，把一些要用到的符号及其代表意义列出:S——码头泊位数；N——港口营运期，通常N=365天；Q——N期间港口的吞吐量（t）；R——一个泊位的日平均装卸效率（t/日），即船天量；2港口平面规划与布置课程设计n——泊位数为S时。N期间内在泊位装卸的平均船数（膄/日）；bsn——泊位数为S时，N期间内等待泊位的平均船数（膄/日）；ws——泊位数为S时的泊位利用率；s——平均到船率（膄/日），即一天内平均装卸效率（膄/日），即一天内装卸到船数；、G——船舶在本港均装卸量（t/膄）；均到船数；——平的平T——船舶平均待泊时间（日）；wT——船舶平均靠泊时间（日）；b参照书本《港口规划与布置》的表4-2中1.5万吨级多用途的泊位通过能力50万~60万t/泊位，现有3个泊位在能力上可以完成吞吐量任务，但规划上从营运竞争力考虑，期望2012年的泊位数，即有利于吸引船公司来港，又使本港有合理的投资效益。估算最优泊位数：Q1500000365=0.82膄/日5000=N=G1G=T1.5日/膄bR0.821.51.2假定S=3:1.20.4,由表4-5得；S3sTw0.078，T0.0781.50.117日wTbnT0.0170.820.10ww3nn0.101.21.33w3假定S=4:1.20.3,由表4-5得；S4sTw0.013，T0.0131.50.020日wTbnT0.0200.820.02ww4nn0.021.21.224w43港口平面规划与布置课程设计假定S=5:1.20.24,由表4-5得；S5sTw0.002，6T0.00261.50.004日wTbnT0.0040.820.003ww5nn0.0031.21.2035w5nncbnn；由此可知最优泊位数S=4；不等式34c45s（四）、泊位组由于港口生产的随机性，集中管理，统一调度，在一定程度上可以提高服务水平，增加经济效益，这是因为集中管理使得在分散经营时。泊位出现的闲置时间被充分利用起来。通过本算例，可以来说明这一点。本港口有两个2个2万吨级别的散货码头，各有多用途泊位2个，分别完成年吞吐量5011.5日/膄，应用M/M/S模型研究。万吨，平均单船装卸量G=5000t/膄，装卸为1、单独管理、调度Q1500000365=0.82膄/日5000=N=G0.821.51.21.20.4S3sT0.078，T0.0781.50.117日w由表4-5得：wTb2、单独管理、调度Q3000000365=1.64膄/日5000=N=G1.641.52.46S2.4660.41s4港口平面规划与布置课程设计Tw0.011，T0.0111.50.017日由表4-5得：Twb生产设备条件没有任何变化，完成生产任务没有变。由于管理科学化，使船舶平均待泊时间减少：0.117-0.017=0.100天，一年可减少船舶待泊时间：NS（T-T）=36560.410.10059.86天11.5w3w6（五）泊位长度及岸线长度的确定：泊位就是一艘设计船型停靠码头时所占用的空间，即所占用的码头岸线长度，码头前沿水域宽度和相应的水深。码头泊位长度应满足船舶安全靠离、系缆和装卸作业的要求。它一般由船长L和船与船之间的必要间隔所构成。确定间隔要考虑系缆要求，船舶靠离安全、方便。泊位宽度，既保持码头前水深不变的宽度，确定此宽度要考虑到船舶系泊时可能产生的漂移量。此设计中码头宽度等于14m。连续设置多泊位的端部泊位，其一侧相当于单个泊位，由于相邻泊位允许交叉带缆和出现压缆现象。泊位长度Lb：L=L+1.5db中间泊位L=L+db式中：L——船舶长度（m）；d——间隔（m）船长164m根据规范，d可以取20m。5港口平面规划与布置课程设计故泊位长度L为572m。b加上护岸的距离，岸线长度为617m。三、水域及外堤布置(一)、港口水深1、码头前沿高程的计算港口码头前沿高程与港口营运要求，当地水文和地形等因素有关。营运要求在大潮时不被淹没，便于作业，码头前后高程衔接方便。布置港口陆域时，需首先确定有关设计高程值。河港中有关的陆域设计高程值有设计高水位、码头前沿设计高程、港口陆域设计高程。设计高程值的确定与港口所处河段水位特性、河岸地形及河岸高程有极大关系。一般情况下，合理的设计高程应使港区所受的淹没损失尽可能减少，船舶装卸作业方便，同时又不致因高程过高或过低而导致土石方工程量太大。码头前沿高程EHWLh：0式中:HWL——设计高水位（m）;——设计高水位时的50年一遇波列H波锋面高度（m）;01%h——码头上部结构高度（m）;——波峰面以上至上部结构底面以上至上部结构底面的富裕高度0.0~1.0m。（m）,一般取码头前沿高程等于设计高水位加上1.0~1..5m的超高值，一般在风浪较大河段取较大值。本设计中，码头前沿高程取值为7.36m。2、码头前沿设计水深：是港口主要技术特征之一，有较进港船舶吃水大得多的水深，也就是船底和水域之间保存有较厚的水安全方便的航行条件。但不适当的增加港口水深，往往会增加港口水工建筑物的造价和挖泥费用。所以水深应该既能满足使用要求而又不过大，也就是确定一个合理的富余水深。确定富裕水深大小所考虑的条件可以区分为俩类：港口水深它应保证船舶安全航行和停泊。一般说来，港口具层，将给船舶带来6港口平面规划与布置课程设计①船舶航行或停泊下不致楚地所需的富裕水深。②减少船舶操作困难所要求的富裕水深。码头前沿水深，即泊位水深，通常是指在设计低水位以下的深度。由停靠本泊位的设计船型满载吃水和必要的富裕水深构成。船舶在码头前航速很小，一般不超过0.2m/s，几乎不存在因船舶航行增加船舶吃水的现象。因此，富裕水深主要考虑水深误差，波浪引起的船舶垂直升降，配载增加的吃水等因素。码头前沿水深可用下式计算：DTZZZZ4123式中：D—码头前沿设计水深（m）；T—设计船型满载吃水（m）数值为9.8m；Z—龙骨下最小富裕深度（m）数值为0.6m；1Z—波浪富裕水深（m）数值为0m；2Z—船舶因满载不均匀而增加的尾吃水（m）数值为0.15m；3Z—备淤深度（m）数值为0.5m。4由以上数据确定码头前沿设计水深D为10.95m。3、航水道深的确定港口水域的合理布置，应是各水域组成部分的水深、面积足够，位置恰当，流态良好，以利船舶在港内锚泊、调度、靠离码头及进出港口方便。与确定码头水深相比，航水道深需要考虑船舶航行时船体下沉增加的富裕水深，即：DTZZZZZ01234式中：D—航设道计水深（m）；Z—船舶航行时船体下沉增加的富裕水深（m）数值为0.10。0由以上数据确定D为11.05m。（二）、航道宽度的确定根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》有4.8.7航道有效宽度由航迹带宽度、船舶间富裕宽度和船舶与航道底边间的富裕宽度组成。单、双航道宽度可分别按式（4.8.7-1）和式（4.8.7-2）确定。当航道较长，自然条件较差和船舶定位困难时，可适当加宽；在自然条件有利的地点，经论证可适当缩窄：。··7港口平面规划与布置课程设计本港设计为单向航道，则：An(LsinB)1.69(1640.12225)76.06m；WA2c76.0620.7522109.06m（三）、锚地、回旋水域的布置（1）锚地规模和数量根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》有：4.7.2对新建港口的锚地，其锚位数可根据港口的重要性，按在港船舶保证率90%—95%相应推算。本设计中规划设计一个锚地，供多用途散货码头使用。（2）锚地位置根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》有：4.7.3.1锚地的外锚地不应小于2-3倍设计船长，港内锚地采用单锚浮筒时不应小于1倍设计船采用双浮筒时不应小于2倍设计船宽。4.7.3.2港外锚地水型满载吃水的1.2倍。当波高超过2m时，码头前沿设计水深相同。底质以泥质及泥沙质次。之应避免在硬粘土、硬砂土、多礁石地区设置锚地4.7.3.4应避免在横流较大的地区设置具体布置见设计（3）锚泊方式及面采用单浮筒系泊，则根据《JTJ211-99海港总平面设计规范》4.7.5.1有：边缘距航道边缘边线的安全距离：港或单长，深不应小于设计船尚应增加波浪富裕深度。港内锚地水深应与4.7.3.3锚地。双浮筒锚地。图积本规划锚地系泊半径RLrle，式中：R——单浮筒水域系泊半径（m）；L——设计船l——系缆的水平投影（m），DWT≤10000t时，DWT>30000t可适当增大；长（m）；取20m，10000t<DWT≤30000t，取25m，8港口平面规划与布置课程设计e——船尾与r——潮差引起的浮筒水平对于2.0万吨级散货船：水域边界的富裕距离，一般取0.1L；偏位，每米潮差可按1m计算。RLrle1642.412516.4207.81m本设计中不考虑港外锚地(4)\回旋水域R=2.0L=2.0164=328m(四)、防波堤的布置湛江港属于天然海港。四周被岛屿包围，港内具有较好的稳定性，故可布置防波堤。四、港口陆域设施（一）、库场面积由于车船俩者容量相差很大，必须在船岸之间的快速货流和码头腹地间缓慢，零散地集疏运间设置缓冲存储区，以速加车船周转。此外，进出口货种繁多，到发地各异，在库场内还需分类，核查，履行必要的验关和发货手续。码头上库场对速加车船周转，提高港口通货能力是十分重要的。件杂货，散货库（场）总面积通常按下式估计：EAqKk式中：A—库（场）总面积（㎡），q—单位有效的货物堆存量(t/m2)，可参考表一取值为0.7；Kk—库（场）总面积利用率，为有效面积占总面积的百分比（%），E—库场所需容量（t）。库场所需容量按下式估算：EQKKtdcbrBKTyk式中：