港口規劃與布置課程設計余1組余1組專業：專業：港口航道與海岸工程姓名：班級：學號：目錄1設計資料………(3)1.1吞吐量、集疏運方式………………(3)1.2船型……………(3)1.3營運系數………(4)1.4地形、地質……………………(4)1.5水文與氣象……………………(4)1.6潮位分析………(5)1.7風況資料分析……………………(6)2港口總平面布置……………(8)2.1碼頭及碼頭平面設計……(8)2.2港口陸域尺度………………(8)2.3港口水域及外堤布置……………(11)3建港條件與環境的分析……(17)3.1經濟條件…………………(17)3.2自然條件……………………(17)4港口整體布局及依據……(18)4.1陸域規劃…………………(18)4.2水域規劃……………………(19)5附件〔碼頭總平面布置圖〕第一章、設計資料1.1吞吐量、集疏運方式1、吞吐量、集疏運方式學號內容學號數/3余數為1學號數/3余數為2學號數是3的倍數集疏運方式雜貨合計進口〔80%入庫、20%入場〕出口〔50%入庫、50%入場〕適箱貨〔占雜貨合計百分比〕2011119025%1202496無154649025%鐵路、公路各占50%礦石合計入場水—水直取〔錨地〕12501250無51041010010001000無皮帶機駁船煤炭合計入場水—水直取〔錨地〕29021080無無無404294110皮帶機駁船鋼材合計出口〔入場〕無無140140無無公路注：未來二十年，雜貨吞吐量可能有成倍增長。2、船型學號船型學號數/3余數為1學號數/3余數為2學號數是3的倍數雜貨1萬1萬1萬煤炭礦石10萬集裝箱1萬1萬駁船1000噸，Lc*Bc*Tc—62*11*26載重量利用系數3、營運系數單位雜貨礦石煤炭集裝箱鋼材碼頭月通過能力萬噸36195堆堆存量噸/平方米22064庫堆存量噸/平方米1堆存期天102020510運量月不平衡系數面積利用率注：〔1〕水—水能力為碼頭能力的20%。〔2〕除上表所列參數外，其余均有設計人員自行確定。4、地形、地質學號1班2班3班地形圖編號圖1圖3圖4地質情況軟基軟基軟基年回淤量〔厘米/年〕71210本設計采用的地形圖如圖1所示，其地質情況為軟基，年回淤量〔厘米/年〕為12厘米/年。如下圖，此地區陸域寬廣，水域寬闊，水深適宜，足夠布置船舶回轉、制動、港內航行、停泊作業、錨地和港池等水域。水域有一定的天然掩護，與陸地形成一個小型的港灣，十分適合建港。此外，該地區右側陸地陸域廣闊，岸線充足且較為平整。上部毗鄰內陸河道，方便港口與內河水網相連接，可充分利用水運集疏運條件。故擬在該地區右側陸域建造順岸式碼頭。5、水文與氣象惡劣天氣1~3/天年營運天：348天根據附錄1：潮位歷史統計資料進行分析：潮位間隔出現次數累積頻數累積頻率220.02%3.99~3.8019210.25%861071.29%1882953.56%3396347.65%515114913.86%608175721.20%647240429.01%609301336.35%501351442.40%494400848.36%496450454.34%486499060.21%479546965.99%522599172.29%527651878.64%524704284.97%456749890.47%355785394.75%235808897.59%124821299.08%—0.01~—57826999.77%—0.21~—17828699.98%—0.41~—28288100.00%附錄2：風況統計資料風況統計資料表2風向總次數最大風速m/s風向總次數最大風速m/sN467S309NNE523SSW184NE88SW249ENE77WSW117E218W114ESE214WNW185SE222NW169SSE232NNW368第二章、港口總平面布置由原始資料知，本港口貨種為雜貨、礦石、鋼材。本規劃將設計三種類型碼頭，分別為多用途雜貨碼頭、礦石專用碼頭和鋼材專用碼頭。根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?附錄A：設計船型尺度及典型船舶尺度有：船型載重量〔噸〕設計船型尺度〔m)總長L型寬B型深H滿載吃水T雜貨1萬15320礦石10萬26039鋼材10萬26039駁船100062112.1.1碼頭規模確定：根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?：泊位能力伐估算泊位數，；式中：N：泊位數Q：碼頭年作業量〔t〕，指通過碼頭裝卸的貨物噸數，根據設計吞吐量和操作過程確定；：單個泊位的年通過能力(t).(1)雜貨專用碼頭：N=Q/P=210/(12*3.4)=5；根據資料可知，未來二十年，雜貨吞吐量可能有成倍增長，為滿足未來二十年開展的要求，增加兩個泊位，所以，N=6;(2)礦石專用碼頭：N=Q/P=1520/(12*36)=3.5；取N=4(3)鋼材專用碼頭：；取N=32.2港口陸域尺度：2.2.1碼頭泊位尺度：根據設計資料所給船型資料，雜貨船為1萬噸級，礦石船為10萬噸級；根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?附錄A，設計船型尺度及典型船舶尺度：船舶噸級DWT〔t〕設計船型尺度〔m〕總長L型寬B型深H滿載吃水T雜貨船10000t15320礦石100000t26039駁船1000t6211根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?：端部泊位：中間泊位： 充裕長度d設計船長〔m〕＜4041~8586~150151~200201~230＞230充裕值d〔m〕58~1012~1518~2022~2530根據?海港總平面設計標準JTJ291-98?附錄A設計船型尺度及典型船舶尺度中的有關規定〔見表7、表8、表9〕及原始資料〔見表4〕中相關數據可確定設計船型大小。雜貨船設計船型尺度表7船舶噸級DWT〔t〕設計船型尺度〔m〕總長L型寬B型深H滿載吃水T1000〔1000~1500〕65112000〔1501~2500〕75123000〔2501~4500〕97155000〔4501~7500〕1121710000〔7501~11500〕1532015000〔11501~16500〕1622220000〔16501~22000〕17524注：DWT系指船舶載重噸〔t〕散貨船設計船型尺度表8船舶噸級DWT〔t〕設計船型尺度〔m〕總長L型寬B型深H滿載吃水T10000〔7501~12500〕1502015000〔12501~17500〕1572120000〔17501~22500〕1702330000〔22501~35000〕1902640000〔35001~45000〕2052950000〔45001~65000〕2303270000〔65001~75000〕25335100000〔75001~105000〕26039120000〔105001~135000〕26942集裝箱船設計船型尺度表9船舶噸級DWT〔t〕設計船型尺度〔m〕載箱數〔TEU〕總長L型寬B型深H滿載吃水T4000〔1000~5000〕105168.05.8≤20010000〔5001~12000〕1522212.88.8201~50015000〔12001~17500〕1972515.89.8501~90025000〔17501~27500〕2173018.910.7901~150030000〔27501~32500〕2373120.011.51501~180035000〔32501~37500〕2603221.012.01801~210040000〔37501~45000〕2703321.212.52101~300050000〔45001~65000〕2943521.813.33001~4800由表4，本設計船型噸位為：雜貨船10000噸，散貨船25000噸，集裝箱船10000噸，駁船1000噸，故：設計船長：L雜貨船=153m，L散貨船=190m，L集裝箱=152m，L駁船=65m富裕長度：d雜貨船=18m，d散貨船=20m，d集裝箱=18m，d駁船=9m〔1〕雜貨專用碼頭：端部泊位：中間泊位：雜貨專用碼頭總長=2×L端+3×L中=2×180+3×171=873m〔2〕礦石專用碼頭：端部泊位：礦石專用碼頭總長=2×L端=2×305=610m〔3〕鋼材專用碼頭：端部泊位：中間泊位：鋼材專用碼頭總長=2×L端+L中=2×180+171=531m2.2.2碼頭前沿高程：根據潮位累計頻率曲線圖：因為該地區水底為淤泥質土，故Z1由風玫瑰圖可知，從頻率上來看，北風〔N〕和北北東風〔NNE〕在該選址占主導地位；從最大風速上來看，北風〔N〕、北北東風〔NNE〕和東風〔E〕的最大風速在該選址同樣占主導地位。故，由于設計時只考慮最大船型滿載吃水，所以T=10.8〔m〕，散貨船=0.15〔m〕，備淤富裕水深=0.4〔m〕根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?對于開敞式碼頭：對于有掩護碼頭的前沿高程，按照兩種標準計算：上述兩種標準中按高值選取，所以碼頭前沿高程為4.3m；根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?。件雜貨、散貨庫〔場〕所需容量按下式計算：；；式中：E：庫〔場〕所需容量〔t〕；：年貨運量〔t〕；：庫〔場〕不平衡系數；：貨物做大入庫〔場〕百分比〔%〕；：庫〔場〕年營運天〔d〕，取350~365d；：堆場容積利用系數，對件雜貨取1.0；對散貨去0.7~0.9；：貨物平均堆存期〔d〕，可取7~15d，碼頭前方庫〔場〕不宜超過10d；：月最大貨物堆存天〔t.d〕;:月平均貨物堆存噸天〔t.d〕;件雜貨庫〔場〕總面積：式中：A：庫〔場〕總面積〔㎡〕；q：單位有效面積的貨物堆存量〔t/㎡〕；：庫〔場〕總面積利用率；〔1〕件雜貨專用碼頭：A=6.26〔萬㎡〕；〔萬t〕；A=1.67〔萬㎡〕；〔2〕礦石專用碼頭：堆場總面積E=95〔萬t〕；A=6.38〔萬㎡〕；〔3〕鋼材專用碼頭：堆場總面積：〔萬t〕；〔萬㎡〕；.1港口水深〔1〕碼頭前沿水深：根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?，碼頭前沿水深可用下式計算：式中：D:碼頭前沿設計水深〔m〕；T：設計船型滿載吃水〔m〕；：龍骨下最下充裕水深〔m〕；：波浪充裕深度〔m〕，當計算結果為負值時，取=0；K：系數，順浪取0.3，橫浪取0.5；：碼頭前允許停泊的波高〔m〕；：船舶因配載不均勻而增加的尾吃水〔m〕；油船和散貨船=0.15m，其他船舶考慮實載率的影響，=0；龍骨下最小充裕水深的取值海底底質〔m〕海底底質〔m〕淤泥質含沙或含粘土的塊狀石含淤泥的沙、含粘土沙、松沙土巖石土其中Z1采用表13的數值；龍骨下最小富裕深度Z1表13海底底質Z1〔m〕淤泥質含淤泥的砂、含粘土的砂和松砂土含砂或含粘土的塊狀土巖石土因為該地區水底為淤泥質土，故Z1由原始數據〔見表1〕得H4%由原始數據〔見表2〕計算16個風向的頻率〔%〕，同時列出最大風速〔見表14〕：以此根據上表繪制該地區各風向風玫瑰圖：由風玫瑰圖可知，從頻率上來看，北風〔N〕和北北東風〔NNE〕在該選址占主導地位；從最大風速上來看，北風〔N〕、北北東風〔NNE〕和東風〔E〕的最大風速在該選址同樣占主導地位。故，由于設計時只考慮最大船型滿載吃水，所以T=10.8〔m〕，散貨船=0.15〔m〕，備淤富裕水深=0.4〔m〕2.3.2海港航道水深：根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?，碼頭前沿水深可用下式計算：式中：D：航道設計水深〔m〕；：船舶航行時船體下沉增加的充裕水深〔m〕：龍骨下最小充裕深度〔m〕，按下表計算土質類別DWT＜5005000≤DWT＜1000010000≤DWT＜5000050000≤DWT＜10000001000000≤DWT＜300000淤泥土含淤泥沙、含粘土的沙、松沙含沙或粘土的塊狀土巖石土：波浪充裕深度〔m〕按下表計算0〔180〕10〔170〕20〔160〕30〔150〕40〔140〕50(130)60(120)70(110)80(100)90(90)設計船型的船舶航速都為4kn1〕1萬噸級雜貨船的航道：2〕10萬噸級礦石船的航道：〔1〕航道有效寬度：1〕航跡帶寬度：根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?航跡帶寬度A按下式確定：式中：n：船舶漂移倍數，按下表計算；：風、流壓偏角()，按下表計算；L、B：分別為設計船長和設計船寬〔m〕。航跡帶寬度一般在〔2.0~4.5〕B的范圍內。滿載船舶漂移倍數n和風、流壓偏角值風力橫風≤7級橫流V〔m/s〕V≤0.25＜V≤0.5＜V≤0.75＜V≤n()371014由于設計資料缺少海流和航速相關數據，根據需要設橫流V滿足0.25＜V≤0.50，取n=1.69，γ=7。雜貨船航速滿足≤6kn，取c=0.50B，散貨船航速滿足≤6，取c=0.75B。設計中，考慮最大船型散貨船，取B=26〔m〕，L=190m。①1萬噸級雜貨船的航跡帶寬度：②2〕航道寬度W：根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?雙向航道：W=2A+B+2C；單向航道：W=A+2C；船舶與航道底邊間的充裕寬度C船種雜貨船、集裝箱船散貨船油船或其他危險品船航速〔kn〕≤6＞6≤6＞6≤6＞6C〔m〕BB1..5B假設設計船型的航速都為4kn；航道設計為單向航道①1萬噸級雜貨船的航道寬度：W=A+2C=74.04+2××20②10萬噸級礦石船的航道寬度：W=A+2C=133.80+2××39〔1〕錨泊方式：設計港口錨地采用單浮筒系泊；〔2〕錨地規模和數量：根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?有：4.7.2對新建港口的錨地，其錨位數可根據港口的重要性，按在港船舶保證率90%—95%相應推算。本設計中規劃設計兩個錨地，分別供件雜貨、鋼材專用碼頭和礦石專用碼頭使用。土壤良好，易著錨，不走錨，不淤錨。錨地地質以軟硬適度的亞沙土和亞粘土較好，其次是淤泥質沙土。應防止在硬粘土、硬砂土、多礁石與拋石地區設置錨地；水深及水域足夠。港外錨地水深不應小于船舶滿載吃水的1.2倍，波高超過2m,增加波浪富裕水深；風浪小，流緩，盡量防止在橫流較大地區設置雙浮筒錨地；港外錨池邊緣距航道邊線不應小于2~3倍船長；單錨或單浮筒系泊的港內錨地距航道邊緣不應小于1倍船長，而雙浮筒系泊時不應小于2倍船寬。4.7.3.4采用單錨系泊時，每個錨位所占水域為圓面積如圖5所示，其半徑可按下式計算：圖5單錨系泊水域尺度風力≤7級時，風力＞7級時，式中，R——單錨水域系泊半徑〔m〕；L——設計船長〔m〕h——錨地水深〔m〕4.7.5.1單浮筒系泊水域的系泊半徑〔圖6〕可按下式計算：圖6單浮筒系泊水域尺度式中，R——單浮筒水域系泊半徑〔m〕；r——由潮差引起的浮筒水平偏位〔m〕，每米潮差可按1m計算；l——系纜的水平投影長度〔m〕，DWT≤10000t，取20m，10000t＜DWT≤30000t，取25m，DWT＞30000t可適當增大；e——船尾與水域邊界的富裕距離〔m〕，取0.1L。錨地的錨位數取決于同時系泊的船數，可根據排隊論的理論和數學模擬的方法推算。可按下式計算錨位數：An=n-S式中，n——在港船舶艘數〔包括港內和錨地〕；S——碼頭泊位數。本設計港內采用單浮筒系泊，那么：雜貨船錨地半徑：散貨船錨地半徑：集裝箱錨地半徑：〔4〕盤旋水域確實定根據?JTJ211-99海港總平面設計標準?有：盤旋圓直徑使用范圍盤旋圓直徑允許借碼頭或轉頭墩協助轉頭的水域有掩護水域，港作拖輪條件較好，可借岸標定位無掩護的開敞水域，或港作拖輪條件差受水流影響較大的河口港：盤旋橢圓水域寬度〔垂直水流方向〕盤旋橢圓水域長度〔沿水流方向〕〔1.5~2.0〕L〔2.5~3.0〕L設計港口的盤旋圓直徑：取2.0L進行計算：①×153=306m②×260=520m2.3.5外堤布置：〔1〕外堤的平面布置型式：采用島堤形式：島堤系筑堤海中，形同海島，專攔迎面襲來的波浪與漂沙。適用于海岸平直、水深足夠、風浪迎面而方向變化范圍不大的情況，對迎面有暗礁、小島等可以利用之港址為宜。〔2〕防波堤的口門布置：根據?海港總平面設計標準?(JTJ211-99)中相關規定：4.5.3防波堤的布置，可根據自然條件和建設規模采用單堤、雙堤或多堤組成的形態和防護系統〔圖9〕。設計防波堤時，應對沿岸流及泥沙運動的強度進行詳細分析，防止堤后水域發生嚴重淤積或沖刷，必要時應通過模擬試驗驗證。圖9防波堤布置的根本形式〔a〕單堤；〔b〕雙堤；〔c〕多堤4.5.4~7防波堤軸線的線形，宜采用直線、向海方向的平順凸曲線或折線。當必須布置成向海方向的凹曲線時，需要特別論證。同時，軸線位置應選擇地質條件好、水深較淺的地方，有條件的可利用礁石、淺灘及島嶼等。防波堤的接岸點宜利用灣口岬角或海岸的突出部位。根據?港口規劃與布置?教材相關規定：口門的航道中心線應與強風向和強浪向夾角設置為30°~35°；。一般設兩個口門，其有以下優點：進出港可分口門，干擾少；增強港內水域自凈能力綜上所述，根據本設計的實際情況，擬定采用雙口門布置形式，并使防波堤的口門航道中心線與本設計強風向成約30°夾角〔見圖10〕。圖10防波堤布置示意圖第三章、建港條件與環境的分析年吞吐量不大,但雜貨的吞吐量在未來二十年可能成倍增長，故其泊位和堆、庫場及其它相關設施應留有開展余地。件雜貨船停靠噸級不大，但散貨船停船噸位較大，為滿足不同船舶的停靠要求，所以碼頭最好進行專業分類。1、港口港址處在峽灣地帶，是一個天然的避風港，碼頭水域較為平穩，且海岸線較長，適合建設港口。2、水深條件好，是天然的深水良港，可減少碼頭泊位的建設費用。3、常風向為NNE，最大風速21m/s，須考慮風對進港船舶，港口水域穩度，泥沙淤積的影響，適當布置防波堤及口門方位。煤炭和礦石專用碼頭應盡量防止位于盛行風向。4、常年天氣狀況良好，惡劣天氣僅1—3天，全年營運天數為348。5、由潮位曲線圖可知：歷史累計頻率1%的潮位為3.3，頻率98%的潮位為0.35米。且港口為半日潮型，平均潮差3.6米。6、年回淤量為10，在考慮富裕水深時應注意。7、港口港址為軟基地基，需作相關的地基處理，以增強地基承載力。碼頭可采用高樁或板樁碼頭。第四章、港口整體布局及依據陸域規劃港口分區將港口總吞吐量，根據貨