航运基础知识

航道是水运的三大要素之一。航道是水运赖以发展的基础，有“航运之母”之称。

第一部分基础知识

一、航道概念

航道是指沿海、江河、湖泊、水库、渠道及运河内可供船舶排筏在不同的水位期通航的水域。 1．通航水域

就术语的含义而言，船舶及排筏可以通达的水面范围都是通航水域，则沿海、江河、湖泊、水库、渠道和运河内可供船舶、排筏在不同水位期的通航水域即为航道。

要明确界定通航水域，首先要明确船舶和排筏的含义。在《中华人民共和国海上交通安全法》中指明船舶“是指各类排水或非排水船、筏、水上飞机、潜水器和移动式平台”；在《中华

人民共和国内河交通安全管理条例》中则规定船舶“是指各类排水或非排水的船艇和移动式平台”。前者将排筏列入船舶的范围，后者则未作这样的明文规定。

船舶种类很多，有大有小，其作为水上运载工具的属性是相同的，但不同类别和大小的船舶其功能相异。具有能让营运船舶和大中型排筏通达条件的水域定为有真正意义的通航水域，当然，这类水域同样可供小艇和小排筏通行。

2．航道

广义上必须把航道理解为水道或河道整体，它可以不包括堤防和整个河漫滩，但不能不包括常遇洪水位线以下的基本河槽或者是中高潮位以下的沿海水域。

航道的狭义理解等同于“航槽”。因为航道应当有尺度标准和设标界限，航道位置可以随河床演变或水位变动而随时移动，航道尺度也可以随季节与水位变化以及治理工程的实施而有所调整。除了运河、通航渠道和某些水网地区的航道以外，航道宽度总是小于河槽的宽度。在天然河流、湖泊、水库内，航道的设定范围总是只占水面宽度的一部分而不是全部。用航标标示出的可供船舶航行利用的这一部分水域，受到客观自然条件的制约。在天然条件下，不同水位期能供船舶安全通航的那一部分水域，既有尺度要求，也有水流条件的要求。在某些特定的航段内，还受到过河建筑物如桥梁、过江管道、缆线的限制。因此，狭义的航道是一个在三维空间尺度上既有要求、又有限制的通道。

二、航道分类

我国江河湖泊众多，海岸线漫长，航道流经的地质条件和水量补给等因素差异很大，同时，各地经济、技术发展不平衡，航道建设、航道管理的水平和投入程度不一，航道有条件分类的方法．主要有以下几种：

1．按航道的等级划分

根据《内河通航标准》的规定，我国航道等级由高到低分I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ、Ⅶ级航道，这7级航道均可称为等级航道。通航标准低于Ⅶ级的航道可称为等外级航道。

2．按航道的管理属性划分

《中华人民共和国航道管理条例》将航道划分为以下三种：

1)国家航道：构成国家航道网、可通航500吨级以上船舶的内河干线航道；跨省、自治区、直辖市可常年通航300吨级以上船舶的内河干线航道；可通航3000吨级以上海船的沿海干线航道；以及对外开放的海港航道和国家指定的重要航道。

2)地方航道：可以常年通航300吨级以下(含不跨省可通航300吨级)船舶的内河航道；可通航3000吨级以下海船的沿海航道、地方沿海中小港口间的短程航道；非对外开放的海港航道；其他属于地方航道主管部门管理的航道。

3)专用航道：由军事、水利电力、林业、水产等部门以及其他企事业单位自行建设和使用的航道。

3．按航道所处地域划分

1)内河航道：是河流、湖泊、水库内的航道以及运河和通航渠道的总称。其中天然的内河航道又可分为山区航道、平原航道、潮汐河口航道和湖区航道等等。而湖区航道又可进一步分为湖泊航道、河湖两相航道和滨湖航道。

2)沿海航道：沿海航道原则上是指位于海岸线附近，具有一定边界可供海船航行的航道。 4．按航道形成的因素划分

1)天然航道：是指自然形成的江、河、湖、海等水域中的航道，包括水网地区在原有较小通道上拓宽加深的那一部分航道，如广东的东平水道、小榄水道等。

2)人工航道：是指在陆上人工开发的航道，包括人工开辟或开凿的运河和其他通航渠道，如平原地区开挖的运河，山区、丘陵地区开凿的沟通水系的越岭运河，可供船舶航行的排、灌渠道或其他输水渠道等。

3)渠化航道：位于渠化河段内的航道。

5．按航道的通航条件划分

1)依通航时间长短可分为：

(1)常年通航航道，即可供船舶全年通航的航道，又可称为常年航道；

(2)季节通航航道，即只能在一定季节(如非封冻季节)或水位期(如中洪水期或中枯水期)内通航的航道，又可称为季节性航道。

2)依通航限制条件可分为：

(1)单行航道，即在同一时间内，只能供船舶沿一个方向行驶，不得追越或在行进中会让的航道，又可称为单线航道；

(2)双行航道，即在同一时间内，允许船舶对驶、并行或追越的航道，又可称为双线航道或双向航道；

(3)限制性航道，即由于水面狭窄、断面系数小等原因，对船舶航行有明显的限制作用的航道，包括运河、通航渠道、狭窄的设闸航道、水网地区的狭窄航道，以及具有上述特征的滩险航道等。

3)依通航船舶类别可分为：

(1)内河船航道，是指只能供内河船舶或船队通航的内河航道；

(2)海船进江航道，是指内河航道中可供进江海船航行的航道，其航线一般通过增设专门的标志辅以必要的“海船进江航行指南”之类的文件加以明确；

(3)主航道，是指供多数尺度较大的标准船舶或船队航行的航道；

(4)副航道，是指为分流部分尺度较小的船舶或船队而另行增辟的航道；

(5)缓流航道，是指为使上行船舶能利用缓流航行而开辟的航道，这种航道一般都靠近凸岸边滩；

(6)短捷航道，是指分汊河道上开辟的较主航道航程短的航道，这种航道一般都位于可在中洪水期通航的支汊内。

除上述分类方法外，航道还可按所处特殊部位分别定名的，如桥区航道、港区航道、坝区航道、内河进港航道、海港进港航道等。

第二部分通航水位与通航条件

一、通航水位

1．水位

水位是指河流或其他水体的自由水面相对于某一基面的高程。通常以航行基准面和理论最低潮面作为水位基面。

航行基准面是不包括河口潮流段的内河航道测图上所载水深的起算基面。

理论最低潮面是沿海和河口潮流段测图上所载水深的起算基面。

由于江河、湖泊的水面受上下游多种水文因素的影响，处于涨落变化状态，因此，水位是一个经常变化的值。

我们通常把水位涨落过程中河流呈现的特性，结合对航道、航运、水利等方面的影响程度，将河流的水位上升、下落过程划分为洪水期、中水期和枯水期。

2．设计最高通航水位

设计最高通航水位是设计规定某一河段或具体部位允许标准船舶或船队正常通航的最高水位。对船闸而言，当实际水位超过设计最高通航水位时，船舶便不能通航；对无船闸河段，它并不是断航水位，但是，对船舶水线以上高度和航速有限制。

3．设计最低通航水位

设计最低通航水位是设计规定某一河段或具体部位允许标准船舶或船队正常通航的最低水位。当实际水位低于设计最低通航水位时，航道不能保证标准维护水深，但吃水适宜的船舶可以照常航行，大型船舶(船队)需要减载控制吃水方可航行。

二、通航条件

通航条件是指与通航有关的条件，包括通航尺度、水流条件、气象条件、河床边界条件和通航设施状况等的总称。这里主要介绍通航尺度和通航水流条件。

1．通航尺度

通航尺度是航道尺度、船闸有效尺度和通航净空尺度的总称。

1)航道尺度

航道尺度包括航道水深、航道宽度、航道弯曲半径。

我们把为保证标准船舶和船队正常通航，航道所必须具有的最小水深、宽度和弯曲半径称为航道标准尺度。《内河通航标准》规定了相应等级航道的航道尺度标准及确定原则、方法。

航道维护管理单位在对具体的河流进行航道维护的过程中，要根据现行的国家标准《内河通航标准》的规定，结合河流的客观条件和运输实际需要，按照相关程序确定计划维护的航道标准尺度，也称为计划维护尺度。

(1)航道水深：是指航道范围内从水面到底部的垂直距离。就局部河段而言，通常指航道内最浅处水面到河底的垂直距离。

航道水深是体现航道维护状况的重要指标，也是航行船舶合理配载、控制吃水、安全航行所不能缺少的指标。

航道水深与船舶吃水及相关因素的关系如下：

H=T+△H

式中：H——航道水深(m)；

T——船舶吃水(m)；

△H——富裕水深(m)。

当航行船舶利用上述公式时，船舶吃水应该以其在相应载重量时，首吃水或尾吃水中较大者为计算取值。

富裕水深是指设计船舶在标准载重静浮状态下，船底龙骨外缘至河床底部间的垂直距离。它是航行船舶在充分利用航道水深时不可忽略的因素。

在天然和渠化河流中，船舶在确定富裕水深时需要考虑的主要因素有以下几项：

(1)船舶航行下沉量:

(2)触底安全富裕量；

(3)船舶编队引起的吃水增(减)值；

(4)波浪引起的影响值。

△H值通常在0.2～0.5m之间，石质河床△H值较沙质河床△H值大0.5～0.2m，装载危险品货物船舶的富裕水深大0．1～0．2m。

航道部门发布的航道水深是航道范围内的最小水深，是船舶的配载依据。

(2)航道宽度：是指航道中心线的航道两边线之间的水平距离。就局部区段而言，通常指航道最窄处的水平距离。

《内河通航标准》规定了航道标准宽度的计算方法。航道部门公布的航道宽度是航道实际维护最小宽度。

(3)航道弯曲半径：通常指航道中心线上最小的圆弧半径。

2)船闸有效尺度

船闸有效尺度包括船闸有效长度、有效宽度和门槛水深。

船闸有效长度是指闸室内可供安全泊船的长度。

船闸有效宽度指闸室内可供安全泊船的宽度。

门槛水深指设计最低通航水位至门槛顶部的垂直距离。

3)通航净空尺度

通航净空尺度是通航净高和净宽尺度的总称。

通航净高指在跨越航道建筑物的通航孔两侧墩柱的内空范围内，从建筑物梁底最低点至设计最高通航水位间的垂直距离。

通航净宽指在跨越航道建筑物的通航孔两侧墩柱的内空范围内，可供船舶或船队安全航行的有效宽度。

2．通航水流条件

与通航有关的水流条件包括流速、流向、流态、水面比降、波浪等。

航道仅有足够的航道尺度，而无适合的水流条件是不能满足船舶航行需要的。

1)流速

流速是指水质点在单位时间内沿某一特定方向移动的距离，单位是m／s。适宜船舶航行的允许流速不是指航道中的断面平均流速，而是指船舶在航道中实际遇到的流速。

2)流向

流向是指水流流动的方向。

3)流态

水流运动的形态称为流态。

水流形态的好坏，直接关系到航道条件的好坏。险恶水流可以使航行船舶遭受搁浅、触礁、倾覆沉没等严重的海损事故。

内河航道中常常有如回流、泡水、漩水、滑梁水、夹堰水、扫弯水、走沙水等流态。以上几种碍航流态，船舶航行应引起重视。

4)水面比降：

指水面两点间高差与其水平距离之比。

一般来说，水面比降自河源向河口逐渐减小，比降分为纵比降和横比降。在特殊条件下也可形成反比降。

5)波浪

在外力作用下，具有自由面的液体质点偏离其平衡位置的有规律的振动称为波浪。

对船舶航行有直接影响的波浪主要有风成波、船行波、泄水波。

风直接作用于水面所形成的波浪为风成波，简称风浪。

船舶在航行时，水体受到行驶中船体的排挤，引起流速、压力的变化和水面波动而形成的波浪为船行波。

由于闸坝泄水时在闸坝下游形成的水面波动为泄水波。波浪对船舶的直接影响是造成船舶发生摇摆，产生不稳定的纵倾和横倾。波浪轻则造成船舶操纵困难，重则使船队系缆断裂散队或船驳翻沉。

三、船舶尺度与通航尺度

实际运用中，航行船舶应根据自身的情况，结合航道部门公布的航道维护尺度、水位以及桥梁、船闸的通航尺度，合理配载和编队，应满足如下条件：

1)船舶实际最大吃水加上富裕水深，应小于航道维护水深；

2)船舶或船队最大宽度应小于航道维护宽度；

3)船舶旋回运动所占水域的最大半径应小于航道弯曲半径。

4)船舶水线以上高度加上规定的安全距离，应小于过河建筑物的实际净空尺度。

5)船舶或船队最大宽度加上规定的安全距离应小于通航净宽。

6)船舶实际最大吃水加上富裕水深，应小于船闸门槛水深；

7)船舶最大船宽和最大长度应小于船闸有效宽度和有效长度。

满足上述条件仅仅是最基本的要求，船舶的航行安全还取决于航线选择和操纵方法是否合理、科学。