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中交一航院有限公司第一章港址选择第一节港址选择的基本因素第二节选址与自然条件的关系第二章港口水域第一节港外水域的组成及其功能第二节、港内水域各部分尺度的确定第三节码头总平面设计第四节码头泊稳和作业条件第五节油品及其他危险品码头第六节开敞式码头的布置第七节防波堤和口门布置第八节导流、防沙堤第九节锚地第十节港作拖船第十一节港池泥沙回淤第十二节港口整体模型试验和数学模型试验的主要要求和内容第十三节船舶主尺度的选取原则第一章港址选择第一节港址选择的基本因素一、港址与腹地之间的关系港口作为水陆运输枢纽，服务于腹地内经济发展的需要。因此，选址中必须考虑港址与腹地之间的联系，除运输组织便捷顺畅，还应比较不同港址的运输总费率，包括港口费率、疏运费率及船舶费率。1.公用港口是指为地区（或地方）性服务的一般商港，由于其与邻近港口有腹地范围合理划分的问题，港口的地理位置首先要符合港口的总体布局规划，或经有关政府部门批准的港点。选址中要比较不同港址与腹地之间的集疏运方式及总的费率，通常可以采取两种方式进行定量比较:一种是假定吸引范围，计算不同港址对所吸引货源的总集疏运费用差别，以衡量各港址（包括港口本身费用在内）在经营费用上的优劣，并可与邻近港口进行定量比较。第二种方式是采用线性规划法，对各港址和腹地内各货源点按不同运输途径列出多参数矩阵，求解其最经济的运输途径与港址。2、专用港口是指服务于厂、矿企业，为其提供原料或产成品运输的港口（或码头），其特点是属于企业的配套项目，但在管理上有时归属于当地的港航部门。3、临海工业港临海工业港（或工业港区）是二次大战后兴起的一种港口类型，专门为港口工业区服务，港口的功能主要为港区内的几个大型加工企业服务。二、港址与港口功能港口功能对港址条件有特定的要求，如大宗散货（矿石、煤炭及原油等）的专业港区（或码头），由于船舶的大型化，提高了对水域尺度（水深及面积）的要求。国际上对这类港区的选址，除少数港口利用现有深水进港航道在港内另建深水港区外，大多数在港外建深水外港或开敞式散货码头（如我国的日照港煤码头及鲶鱼湾原油码头）。大型散货码头的选址，应优先考虑利用天然水域；尤其泊位较少的情况下更应如此，港址应具备的条件，包括：①水深及水域面积应尽可能满足要求；②有一定的天然掩护条件或大浪天较少、流速较小，有足够的作业天数；③码头位置距岸较近，以减少引堤或栈桥的长度；④环境容量能适应码头建成后的影响；⑤陆域要有足够的面积，供建设堆场以及管理区的需要；⑥要具备疏运系统引入港区的条件以及满足营运需要的港外附属设施的条件；⑦水域范围内应无大量炸礁工程及碍航障碍物；⑧要有建设工作船码头的场所。对于公用港口及专用港区，也应体现其功能对港址的要求，如公用港区一般与城市之间有较密切的依存关系，港口需要有城市为依托，对减少港口的辅助设施及职工的生活安排都有利，港口的业务活动所必须的金融、商业、涉外部门都离不开城市。相反，港兴城兴，港口可以促进城市的繁荣，城市的工农业产品运输、经济发展都离不开港口提供的便利条件。公用港口要求具有多种的疏运方式，包括铁路、公路、水运等，而且随着地区性经济的发展和港口密度的增加，公路交通对公用港口更重要。对于专用港区（或码头），其功能特点是服务于所归属，工、矿企业，一般应在选址中视作工、矿企业的一部分，综合考虑，但对自然条件的要求，则根据其货种、船型参照专业化码头或公用港区进行考虑。三、港址与城市相互协调港口与城市互相依存，但也存在矛盾，港口需要有城市为依托，城市随港口的建设而发展，但港口又往往给城市带来污染和干扰，特别是进人港口的铁路、公路对城市有污染的货种（如油、煤、危险品等）都远离市区另选港址。要注意到粉尘扩散范围，因此要保证达到环境保护的降尘量标准，要选址在远离市区的下风向，建设必要的防护林带，配备可靠的防尘除尘设施。油码头往往由于操作上的失误，油的跑、冒、滴、漏，天长日久，污染了海域及沿岸沙滩，对城市、旅游和人民生活带来很大影响，大连、秦皇岛及黄岛油港，几乎都发生过这类问题。因此，在今后选址中，更应注意这方面的影响，对海港尽可能选在强流方向的下游侧（对河口港尽可能选在距离远的下游方向）。对有污染的专业港区，选址中应注意不在港区附近建设生活区，生活区应置于市区附近，以免增加新的矛盾穿越市区时对城市带来的影响，随着港口的扩大而日益加深。四、妥善处理新港址与老港之间的关系近年来，港口建设速度很快，一些原有港口的预留发展用地已基本利用殆尽，如大连、上海、黄埔、青岛等港，同时随着能源物资及大宗散货运量的增加，相继建设了一些专业码头（或港区）。故应该从方便管理、共用基础设施和节约投资等角度考虑统筹安排，但各港区可以共用通讯、导航、航道、港作船舶等设施及管理机构，因此，除特殊原因以外，选址中要注意到新、老港区之间，综合港区与专业码头（或港区）之间的协调关系。新、老港区的功能相同时，应考虑两者之间的互补作用，如在货种、船型吨级方面进行分工，新港亦是老港能力的补充，亦是老港功能的扩展。如新、老港在港口密度较大的地区选新港址，则应统筹考虑各港之间的分工，避免争货源，重复计算腹地范围。条件许可时，争取由国家的行业主管部门和地方政府联合组织地区性的港群规划，明确各港的地位、规模及功能分工。之间的功能不同，则新港址应体现新港功能要求。五、集疏运条件是选址的重要因素港口的疏运条件对港口通过能力有直接影响，各港发生的港口堵塞问题都与疏运有关，选址中要将集疏运条件作为主要的外协条件对待。选址中要优先考虑利用水路转运的条件。对于没有水路疏运的港口，按目前我国国情，铁路运输仍是主要手段，选址中不仅注意到铁路接轨和港区布置铁路的条件，并应调查分析所接铁路支线和干线的疏运能力。随着公路的改善和高速公路的大量建设以及汽车的发展，公路疏运已展现良好的前景。公路疏运的合理运距与道路条件、车辆技术状态、社会的经济水平及货种有关，根据目前实际情况看，由于高等级公路的发展，合理运输距离提高到500km－700km是适宜的。集疏运设施是港口建设中不可缺少的外协条件，如涉及新建或改建、扩建时，其所需的资金及工期将是很大的，因此在港址比选中这是不可忽视的因素。六、节约海岸及土地资源海岸与土地是不可再生的资源，选址工作既要着眼于目前的工程项目，更应关心长远发展。国家对征地、拆迁有政策性的规定，各级政府批准的征地、拆迁数量有一定的范围，选址中应考虑到这一点。七、正确处理选址与其他部门的关系选址中往往要涉及与水利、城市、水产、军事、国土开发、旅游以及水产养殖等部门之间的关系和协调问题，包括上述部门在选址范围内现已占有的岸线及土地，须作调查核实。八、选址中应考虑的外围条件现代化港口需要的外围条件具有广泛的含义，包括城市设施、供电通讯、供水排水、疏运条件、征地拆迁、环保要求社会状况以及港址所在地与各有关部门之间的协调问题。除已作专项论述外，本节着重分析以下方面：1、供电通讯用电负荷—变配电站—城市供电系统通讯系统2、供水排水用水量—供水调节站—城市供水系统3、城市及环保部门对不同新选港址在环境治理上的具体规定和要求第二节选址与自然条件的关系根据港口功能选择适当的自然条件、节省工程造价，并使港工建筑物对环境的反作用减至最小是选址中的一项重要目标。对不同的地貌特征，港口建设的模式大体可以分为三类。即：①利用天然地形；②大规模的疏浚与填筑；③挖入式。在工程实践中，三者之间往往也没有明显的界限。一、利用天然地形建港利用天然地形建港，是指以利用天然地形条件为主，拟定适宜的工程方案，不大量改变原来的地貌形态。各种地貌形态的建港模式如图1.1-1所示。地貌是地质、自然应力和沉积物供应等长期作用下在形态上的反应。因此，根据地貌形态可以追朔历史上的演变过程和预测未来的发展，对工程决策具有引导作用。1、天然海湾建港利用天然海湾建港是常见的一种形式，由于海湾形态的不同，建港方式有以下类型。（1）钩形海湾是自然界常见的海湾，如我国的秦皇岛、石臼所以及山东的三山岛，其特点是海岸动力以某一方向为主，冲积海岸上有岩石呷角存在，由于呷角对波浪的绕射作用，而形成不对称的钩形海湾（如图1.1－2）。钩形海湾无强盛的沿岸泥沙流，岬角处无沙嘴出现，是优良的港址，建港可以在呷角处起步，然后往湾内扩展，可以建中小港或大型港口。（2）大型海湾大多属于溺谷海湾，湾澳多、多岩岸，是优良的港址，有的由于长期受细颗粒物质的冲填作用，有较厚的沉积层，如湾口外无大河入海，沿岸无强盛的泥沙流，湾口处一般无沙嘴出现，如大连湾、胶州湾、大鹏湾等，港址可选在湾岸的一侧，必要时在靠近码头的水域建防波堤，专业港区可选在湾内的其他岸段。湛江港是利用溺谷海湾建港的另一种形式，该海湾为狭长形、纵深大、纳潮量大，潮流对航道有较大的冲刷能力，从泊稳条件考虑，港址设在离出海口较远的霞山及赤坎。（3）中小型海湾面积不大的中小型海湾，可利用其地形条件将整个海湾发展为港口，在湾口修建防护建筑物（或利用天然屏障）。（4）连岛沙坝形成的海湾此种海湾有其特殊的形成过程，它反映了历史上曾有过较强的纵向泥砂流，在岛后波影区淤成连岛坝及其一侧的海湾，如纵向泥沙流已中断、未绕过岛前进入可利用的海湾，则可以认为是良好的港址，烟台港即属于此类型。但规模很小的连岛坝海湾，泥沙有可能绕过岛前向下游扩散时，则不宜选为港址。（5）冲积海岸上的海湾此类海湾受两侧海岸泥砂扩散的影响，通常湾内水深较浅，如上游侧有较强的纵向泥沙运动，则湾口有沙嘴出现，如将海湾选为港址，应注意港口水域及进港航道的淤积问题。2、弧形海岸建港弧形海岸的纵向泥沙运动较弱，建港后对沿岸泥沙运动的影响较小，因而对港口淤积及上、下游两侧海岸的变形不会出现很大的问题，从防淤角度来说，是较好的港址。但海岸较开敞，港口布置中应按其功能要求采取必要的防护措施，当主浪向偏于一侧时，可以采用单堤方案，但水域应处于有一定深度的天然水深处，以减少海岸泥沙进入水域。秦皇岛港东港区是属于弧形海岸建港的类型。3、平直冲积海岸建港平直冲积海岸属于自然条件较差的港址，当选址不能避开时，应对所在港址的波浪、泥沙及沿岸流进行详细的调查与分析，并根据拟建港口的功能及自然条件，拟定相应的工程方案。平直沙质海岸，在波浪及沿岸流的作用下，将会产生强盛的纵向及横向泥沙运动，港口建筑物将对沿岸纵向输沙产生阻碍作用，使在港口的上游侧淤积，下游海岸因缺少泥沙补给而冲刷，港口工程必须考虑到上游侧的备淤年限和下游侧的海岸保护措施，增加了港口工程的投资。4、河口建港河口段一般有良好的水深条件，并且有河流构成与腹地间的水运联系，是良好的港址，经整治后的河口段，可以为建港提供较多的岸线资源，如上海的黄埔江，经整治后可用岸线达数十公里，为上海港的繁荣创造了条件，河口港也是国内外建港的主要模式，港址宜选择在过水断面较窄的顺直河段或稳定的弯曲河段的凹岸。不宜在拦门沙附近的地段选址。在分汊河道上建港，必须了解各汊河的稳定情况，一般应选在处于长期稳定或发展阶段的汊河河段内，并采取必要的整治措施，以固定流量分配及稳定河床。浅滩呈周期性强烈移动的河段不宜选址。河口港随着船型的发展而使拦门沙浅滩的通航难度日益上升，上海港的发展已受到长江铜沙浅滩水深的制约。解决河口入海段浅滩的水深，在技术上和经济上需要有大量的投入，选址中应予考虑。5、泻湖建港泻湖以其纳潮量维持潮汐通道的水深，因而为建港提供了条件。秦皇岛渔港、海南岛洋浦港和广东的水东港等，都是利用泻湖建港的实例。泻湖口建港的关键是航道入海处的稳定问题，对此，国内外有过长期的研究，因入海口受波浪及海岸纵向输沙的作用，条件较复杂，研究的结果是建立了通道稳定断面与纳潮量及沿岸输纱量之间的半经验关系，选址中应进行必要的验算，如达不到保证通航水深要求时，尚须采取措施，如设置挡沙导流提或设置吸沙站，以减少沿岸输沙进入通道入海段的数量，保持通道断面的稳定。我国南方一些泻湖港（如水东）及溺谷大型海湾港口（如湛江、防城），在利用大纳潮量维护人工浚挖的入海航道方面取得了成功，可以作为新选港址的借鉴。二、大规模疏浚填筑式建港对于在大面积底坡平缓的浅海