浅析港口水域航道的合理规划

摘要：航道是港口水域规划和布局的重要方面，航道规划的合理性和科学性是提高港口水域通航安全以及通航效率的重要举措。通过对具体航道的规划设计实现了对港口资源的合理分配，建立规范而有效的航道运行模式。通过对港口的系统性分析，实现了对港口水域的整体规划，从而为港口水域的合理规划以及运行扩展奠定了良好的基础。

关键字：港口；水域；航道；合理规划

港口航道的设计和规划为相应船舶提供了的安全航行的路线，建立了规范的港口运行和发展模式。一般而言，港口靠近近海区，近海的自然水深难以满足船舶的吃水要求，港口航道一般通过人工开挖，从而建立符合相应要求的港口航道的设计。港口的海盗设计应规范，船舶进出港口应按照具体的航行标志航行，通过遵守航行的规则，避免发生安全事故。进出口航道是港口的规划、设计和维护的重要内容。具体的港口航道设计包括航道选线、航道尺度(宽度、水深及转弯段参数等)以及导助航标志等内容。通过对港口航道的选择以及航道宽度等方面的综合设计，实现了对港口水域的科学合理规划。

一、港口航道的选线

港口水域的规划和管理应首先从航道的选择和规划入手，航道选线的原则是操船安全、挖方量少、施工期短、疏浚维护方便、投资省等，为设计有效的港口航道，相应的航线应按照港口实际进行有效设计，港口航道的选线应遵循一定的布置原则。

1、港口状况的探测

港口航线的布置应基于对港口状况的了解和掌握的基础之上，在对港口状况进行有效布置和系统整合发展前，应通过对具体的港口计划进行港口地形、港口水域水深的测量、港口地区水文气象观测、港口地区地质地貌等整体地质状况进行勘查，通过系统的整合分析以及研究，在符合港口总体规划的基础之上，应根据具体的港口条件对自然的地形进行充分利用，充分利用自然水深规划较短航道，避免大量岩石、暗礁和底质不稳定的浅滩的大量开挖，并且在航道状况的了解和发展过程中实现对航道泥沙回淤的论证。

2、港口航道轴线的布置

为保证船舶在港口航道中的安全方便进出，创建良好的操船作业环境，提高港口航道的通过能力，航道轴线的平面布置应符合一定的要求：

（1）港口航道轴线应设计顺直，避免“s”形转弯走向。

（2）港口航线必须转向时，应将转向角控制在30°范围以内，超过30°的转角可通过加大转弯半径、加宽航道、减小航速或使用拖轮助航等方式。

（3）港口航道应避免转向多次，但在具体的航线设计过程中，若受到港口地形限制必须多次转向才能进港，则应根据船舶性能、吨级大小、航道断面尺度、导助航设施以及港口地区的自然条件等特征，最大限度减小转向角，还应在航道轴线的设计中实现转弯前的对调整船位直线段以及两次转弯的直线段长度的合理设计。

（4）直线布置防波堤口门前的航道，但应根据具体的港口地形等方面对航道进行设计。直线长度可参照两次转弯见的直线长度进行控制。

（5）直线布置防波堤口门内进出港航道与转头水域连接部分，并且应通过调整满足相应港口的制动距离要求。防波堤口必须转向的航道，则应合理设计转弯半径，一般为5L～8L。

（6）航道轴线与桥墩、灯塔和观测平台等固定设施靠近的部分，受到风能以及水流的影响，固定建筑物周边的流场将得到一定的改变。也在一定程度上对航道的上水流和风流的状态进行了改变，从而在具体的船舶经过改领域时易产生偏航的现象。为建立规范而合理的港口航道，应将航道周边设置于固定设施之间的3.5倍设施宽度。

3、航道布线方位选择

港口航道的布线方位选择应通过对港口地区的水文气象条件，以及相应的气象条件对船舶运动以及操船作业的影响。同时还应考虑港口地区的具体地形地质特点。航道布线方位的选择能在一定程度上优化船舶的操船作业。航道布线的方案一般按照一定的要求：港口航道轴线应避开7级或以上风力、较高频率的风向正交，从而避免船舶在强风下航行；1kn的横流将使微速航行的大型船舶产生较大的偏位，从而港口的航道轴线应避免于大于1kn流速的水流长生较大的交角；防波堤口门出的航道方向应避免摄氏30度范围内的尾斜浪的影响，由于防波堤口门处的船速较慢，小船受到横浪的影响较大；而保持港口内水域的稳定条件，防波堤口的方向应合理设计和布置，将航道轴线于强浪夹角控制在30°～60°范围内。

4、河口航道的选择

河口航道的选择应根据该地区的自然条件，选择最优化的港口航道的位置，从而能使港口航道易于维持通航水深，同时也便于安全操船。具体的河口航道的选择也应满足一定的条件：河口上游近口段槽定线选择应建立在原本水力状态的基础之上，沿着河道中主流冲刷出来的深槽进行布线，同时应在保持弯道河势的基础之上，顺着水流的自然趋势进行设计，从而保证航槽的稳定设计；同时应建立通航保障，采取相应的工程措施，增强落潮流，冲刷航道，维持航道水深；选择航道轴线时应沿落潮主流路线，从而保证航槽的稳定，工程量小，施工便利，通过有效方式满足港口通航的要求；在我国的北方地区，在港口航道方位选择中，应了解和掌握冬季的封港状况，包括封港的时间、岸冰和浮冰的出现和消失时间等；航道选线应满足设计简单、维修便利、安全可靠等条件，通过标志和设施的合理设置建立稳定可靠的河口设置，

二、航道宽度的设计和规划

1、航迹的带宽度

船舶在港口的航道上行驶受到风势、水流影响，船舶的航迹难以于航道平行。即使在无风、流的港口环境状态下行驶，螺旋桨的致偏作用也将使相应的船舶航向受到一定的偏转。船舶的航行过程中，需要操纵舵角保持一定的航向，由此，船舶的航迹在到航线的引导中呈左右摆动的蛇形路线，航迹的带宽度一般设置为2.0B～4.5B。

2、船舶间的富裕宽度

港口中船舶相遇错船时，为防止船吸现象，保证船舶进出港口的安全，应在两条航迹带之间的内侧位置留出一定的距离。两船之间的相互作用，受到船型尺度、两船间距、航速、两船的尺度比例、速度比例和操船性能等多种因素的影响，但总体而言可分解为船舶的横向作用力和回转力矩两个方面的力量，横向力将随着两船不同的相对位置而产生不同大小和不同方向的变化。应根据大量的研究探索出适合航道之间的最佳富裕宽度。

3、船舶与航道底边的富裕间距

港口航道一般为人工开挖，航槽内外的水深差别将形成航槽壁，船舶就在狭窄的航道内航行，为防止船舶的岸吸现象而导致船舶的擦壁或搁浅，降低操船困难，应位置一定的距离。根据调查和资料分析总结，并根据具体的模型实践证明，岸吸现象于岸壁、水道宽度、航速、水深、船型等因素密切相关，由此应根据港口的具体状况对相应的距离进行合理的设计，从而保证港口航道的有效建设和安全运行。

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