港口水域航道规划设计与安全评价

　　【摘 要】 为了保护港口水域和航道，分析港口航道规划设计，阐明航道规划设计原则，并对具体的规划设计和安全性进行分析。通过对港口水域航道规划设计与安全评价分析，提升航道服务质量保障船舶安全通行，推动港口功能性和服务性的体现，促进水运的可持续发展。

　　【关键词】 港口;船舶;水域航道;规划设计;安全评价

　　1 航道设计工作的重要性

　　一个国家的水运体系是否完善、经济发展是否良好，对该国的水运业发展前景有着决定性的影响。此外，水运系统的发展应能满足国民经济的需求，以及能满足国内产品和原材料异地交换运输的要求。我国许多省份因其特殊的地理位置，已成为对外贸易发展迅速且发达的地区;因此，在我国社会主义市场经济不断发展的同时，我国航道设计工作也应与时俱进。我国船舶正在向大型化方向发展，对航道的要求也就越来越高，对航道设计人员的设计水平也是如此。随着我国城市规划的不断发展，河道采砂、疏浚、填筑改变了原有河道河床的物理状态，破坏了原有的正常通航环境和条件，专业设计人员及研究人员必须积极探索和创新当前情况下航道设计新模式，在选择适用于如今航道设计工作的高新技术的同时，努力创新，提升航道服务质量，促进我国水运可持续发展。

　　2 港口的水域航道规划设计

　　2.1 航道规划过程中应当注意的因素

　　航道规划需注意航道走向、船舶交通安全、港口货物吞吐量、航道建设的经济性和建成后航道的环境协调性等因素。航道建设应尽量选择直线布置，同时还应根据各个航道可容纳的船舶交通量和港口规模，合理规划航道布局。航道规划设计要考虑船舶的通航安全和港口可停泊的最大船型。为充分考虑港口建设的经济性，在保证质量和安全的前提下，尽可能降低港口运营维护的建设成本和维护成本。在港口航道建设前，要提前做好调研及准备工作，以此为基础做好港口、航道与周边生态环境的协调工作，尽可能降低建设对周边环境的影响，确保航道与周边环境的和谐相处。

　　2.2 航道选线

　　水域航道走向是影响船舶通航距离的关键环节。具体航道选线应按施工衔接、开挖量小、疏浚维护和施工费用低等基本要求进行。在航道选线过程中，专业测量人员需要对港口环境进行现场测量，并详细记录测量数据。利用计算机软件对港口环境调查数据进行处理，借助GIS技术进行航道选线，综合分析选线的经济性、安全性和建设性，最终完成航道选线。在确定方案时，需要考虑到以下5个问题：

　　(1)水域航道选线平面布置应尽量避免急弯。对于转弯点的规划设计，可通过增大转弯半径来控制航道转弯角度，并可设定一定的转弯角度限值，还可以控制转向角个数，综合控制转向距离。

　　(2)港口航道周围的建筑物會影响航道的规划设计效果，甚至可能对船舶通航造成干扰。在规划设计中要注意安全距离的设计，必须保证建筑物与航道之间有足够的安全距离。为了保证航道的稳定性，控制船舶与两岸的距离，必须选择直线布置，设置防波堤的方向。

　　(3)线路规划设计可能会受到环境的影响，特别是地形条件、气象和水文条件的影响。结合GIS技术的基本功能控制地质条件的影响;应考虑横风这一影响因素，尽量避开垂直于航道轴线的高级风向。

　　(4)河口的自然环境对选线也有影响。在航道选线时，必须对航道中水流落差的冲刷干扰进行分析，以此确定航道水深。要结合大江大势和水利原貌，着手布线规划。

　　(5)根据航道规划区域具体的潮落情况，综合考虑地理位置因素，确保线路易于维护、安全简单。

　　2.3 航道宽度设计

　　2.3.1 航迹带宽度设计

　　自然因素对航道的设计有很大的影响。即便是不考虑自然因素的影响情况，船舶在运行过程中产生的螺旋桨致偏效应也会导致航路与航道不平行，从而经常出现围绕航行中心线的“S”形航道。即使使用舵角来控制船舶的航迹，也很难保证船舶的航路与航道平行，因而有必要增加航迹带的宽度。

　　2.3.2 船舶富余宽度设计

　　船舶在会遇时，需要运用科学合理的方法进行错船，避免船吸现象，因而有必要对船舶富余宽度的设计提出要求。船与船之间的力主要分为船舶的横向作用力和回转力矩，其中横向作用力主要与船舶的体积、停泊位置和水面横向力有关。当两船之间发生船舶吸力时，船舶横向运动方向的阻力逐渐变大;相反，如果两船的航行方向和航速相同，阻力就会减小，相应的转向力矩也会相对减小。船舶全宽设计的关键是控制两船内部的转向力矩，根据实际情况，确定标准设计参数，使其达到参考范围，可以避免船吸现象。

　　2.3.3 船舶与航道底边间距设计

　　航槽壁效应是人工渠道设计过程中非常常见的一种现象。航槽内外水深不同，河岸对行驶过程中的船舶产生横向的吸力或推力，易发生船舶搁浅、擦壁岸吸现象。水深不足、宽度过窄、船速过快、船距岸壁距离过小、船型过大等因素都会产生岸吸力，影响船舶通航安全。

　　考虑到航道长度、自然条件、船舶定位和导向灵敏度等多种因素，合理控制航道宽度是十分必要的。在规划单向航道宽度时，宽度应为最大航行宽度的5倍;在规划双向航道宽度时，宽度应为最大航行宽度的8倍。

　　2.3.4 航道水深

　　航道深度是指从河底到航道最浅部分的垂直距离。在航道规划中，该区域水深与船舶的安全性关系重大。水深不足会导致船舶难以安全通过甚至搁浅，因此，航道水深规划需考虑船舶吃水、船底龙骨下至水底的最小安全距离、航道淤积深度、浅水波、波浪影响的富余量等因素，确保足够水深。除上述因素外，还需要从多方面考虑到水深测量误差对航道水深的影响，确保足够水深，从而确保船舶通航安全。

　　3 规划航道的安全性评价

　　航道的重要性对于航行过程中的船舶十分重要，必须做好航道安全规划。航道安全评价可从风险性和安全性两个方面进行，评价指标包括航标、航道底质、航道宽度、航道弯曲半径、航道水深、船舶穿越情况、水流流向、风向和能见度。在满足相关技术需求的同时，完成对水域航道的选线、宽度、水深等方面的设计，并对设计方案是否具有可行性进行科学的评估。

　　因为航道属于多功能的基础设施，其与船舶是否可以安全通行有着密切联系。细致评估气候条件、管理动态、通航环境等因素，可以有效减少外界因素对港口水域航道带来的不利影响。从安全性总体评价的角度来看，应当紧紧围绕危险性和安全性这两大标准来对风向及航道的流向、深度、底质等多种因素进行科学评定。

　　4 结 语

　　分析航道规划设计中的航道选线、宽度控制和水深等具体影响因素及设计需求，从而达到合理规划设计航道的目的。借助有效的安全举措，合理规划水域航道设计，提升航道后续的安全性，发挥航道功能，推动港口功能性和服务性的体现，进而确保船舶通航安全。

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文章名称： 港口水域航道规划设计与安全评价

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