港口规划与布置-第5章水域及外堤布置
港口规划与布置课程教学大纲
港口规划与布置课程教学大纲课程代码：69120402课程中文名称：港口规划与布置课程英文名称：Port Planning and Layout学分：2.5 周学时：2.5-0.0面向对象：预修要求：水力学、土力学、工程地质，如有可能宜先学完海岸动力学、工程水文学、河流动力学。
一、课程介绍（一）中文简介《港口规划与布置》课程是港口、航道与海岸工程专业的一门主要专业课，课程主要讲授港口的组成、港口码头陆域、水域的布置及尺度的确定，港口防波堤布置原则、港口总体规划与布置的原则等内容。
通过本门课程的学习，了解港口生产营运知识，初步掌握港口规划与布置的基本原理、原则，初步具有港口总体布置及投资效益分析的能力，为后续从事港航专业课的学习和从事港口规划与总体布置设计工作奠定基础。
（二）英文简介The course "Port Planning and Layout" is one of the most important basic undergraduate courses in Harbour, Coastal and Offshore Engineering. The course mainly introduces the principle of the planning and layout of port, including the functions of port and its components, the terminal and layout of quayside and landside facilities, the layout principle of the breakwater, the port developing planning and environment assessment and protection, etc. After taking this course, the basic theoretical principles and method for the planning and layout of port will be well understand.二、教学目标(一)学习目标掌握港口的组成、港口吞吐量预测的方法、港口规模及尺度的确定、港口水域及陆域布置、港口防波堤布置原则、港口可行性研究方法、港口投资估算及经济评价等内容，了解内河港口的布置特点。
航道规划与布置
2.4 船舶的基本知识 尺度：船型尺度、全部尺度——长、宽、高、吃水、干舷、连桅高度 船型尺度：是从船壳板内侧的表面丈量得到的尺度，用于船舶性能的计算和研究。
1
垂线间长：通过船宽中央沿船长方向的纵向垂直剖面称为纵中剖面。在纵中剖面内，从满 载吃水线与首柱交点作垂线称为首垂线，舵柱后缘称为尾垂线，该两垂线间的水平距离称 为垂线间长。 型宽：位于首垂线与尾垂线正中处的船体横剖面称为中横剖面。在中横剖面内两侧舷板的 最大水平距离称为型宽。 型深：在中横剖面上，自上甲板边板的内表面至龙骨(即船中底纵梁)上表面的垂直距离称 为型宽。 型吃水：在中横剖面上，自龙骨上表面量至满载吃水线的垂直距离称为型吃水。 全长LC：船体首尾两端间的最大水平距离（沿船纵向）。 全宽BC：船体横向最大水平距离。 全高HC：龙骨底面的水平切面至船最高点的垂直距离。 吃水T：水面线至龙骨底面的垂直高度。通常讲的船舶吃水指满载、夏季吃水线至龙骨底面 的垂直距离
第四章 码头及码头平面设计 4.1 码头分类 按贸易、用途、货种、平面布置、隶属关系等分类方法 贸易：外贸码头、内贸码头 用途：客运码头、货运码头、客、货兼用码头、工作船码头 货种：件杂货码头、集装箱码头、油码头、干杂货码头、渔码头 平面布置分类：顺岸、突堤、挖入式、岛式、堤内式——特点(优缺点)
突堤式码头：码头岸线与自然岸线成较大角度或垂直（海港） 优点：占岸线短，需建防波堤时，堤的长度短，便于管理 缺点：阻碍水流，占水域大 顺岸式码头：码头岸线与自然岸线基本平行 优缺点与突堤式码头对应，顺岸式码头广泛用于河港中 挖入式码头：优点：①充分利用天然岸线；②不影响船舶航行；③掩护条件好；不降低航道泄 洪能力 缺点：①河流流速与含沙量较大时，港池淤积严重；②开挖工程量大 4.2 港口规模确定 船型预测：设计船型、船型分布的基本概念 设计船型：通常不是某一条实船，而是综合某一吨级船舶资料而确定的组合数据是按照统计概率确定 的设计标准。 船型分布： 港口服务系统的排队模型 到达分布（泊松）/占泊时间分布（指数或爱尔兰）/泊位数/排队长度的限制（无限制） M/M/S/∞排队模型的条件：①船舶按泊松流到达港口；②船在港装卸占泊时间服从指数分布；③船 一到港，只要有空闲泊位就必须停靠，不得等待特定泊位，并按先到先靠的原则进行排队，不得插 队；④当船舶足够多时，不论排队多长，船舶不得中途离港。 港口泊位数优化：考虑港、船、客货各方面的因素，使得客货在港口转运的总费用最省。S太多→港口设施 经常出现闲置，造成投资浪费S 太少→许多船舶、旅客排长队等待，给船、客带来损失 货物在港口换装总费用的组成——港、船、货三部分 泊位数优化目标函数：
《港口规划与布置》
《港口规划与布置》教学大纲
课程编号：030186 学分：3 总学时：51
大纲执笔人：郑永来大纲审核人：刘曙光
一、课程的性质与目的
本课程是港口航道与海岸工程专业的一门必修课，属专业课。
本课程的目的是使学生掌握港口规划与布置所涉及的港口营运、港口规划调查及分析、码头及水域布置、陆域设施、港口发展规划、港口环境评估与环境保护等方面知识。
二、课程基本要求
（一）熟练掌握港口及港口规划与布置的基本知识、基本原理和发展特征；
（二）了解中国和世界港口分布及营运大致情况
三、课程基本内容
第—章绪论
第二章港口营运与船舶
第三章港口规划调查及分析
第四章码头及码头平面设计
第五章水域及外堤布置
第六章港口陆域设施
第七章港口发展规划
第八章港口环境评估与环境保护
第九章河港特点
四、实验或上机内容
无
五、前修课程要求
1.河流动力学；
2.海岸动力学；
3.工程水文学
七、教材与参考书
《港口规划与布置》，洪承礼主编，人民交通出版社（第二版），1999年10月。
长沙理工大学自考本科水利水电专业港口规划与布置课程复习资料
长沙理工大学自考本科水利水电专业港口规划与布置课程复习资料课程代码：06304港口规划与布置课程目录第一部分自学指导第1章：绪论 (1)第2章：港口营运与船舶 (2)第3章：港口规划调查及分析 (3)第4章：码头及码头平面设计 (4)第5章：水域及外堤布置 (6)第6章：港口陆域设施 (7)第7章：港口发展规划 (8)第8章：港口环境评估及环境保护 (9)第9章：河港特点 (10)第二部分复习思考题一．名词解释题 (12)二．判断题 (12)三．填空题 (18)四．单选题 (22)五．简答题 (34)六．论述题 (35)七．计算题 (36)第三部分参考答案一．名词解释题 (41)二．判断题 (43)三．填空题 (44)四．单选题 (47)五．简答题 (48)六．论述题 (54)七．计算题 (59)第一部分自学指导第1章：绪论一．主要内容1．运输系统和国际贸易的重要组成部分——港口（1）现代交通运输系统（2）港口的功能2．港及港的组成（1）港口组成（2）港口概念（3）港口五大作业系统3．港口分类（1）港口分类二．重点1．运输系统和国际贸易的重要组成部分——港口（1）现代交通运输系统2．港及港的组成（1）港口组成（2）港口概念（3）港口五大作业系统3．港口分类（1）港口分类三．难点1．判断实际港口所属类型；2．理解港口五大作业系统内容。
第2章：港口营运与船舶一．主要内容1．货物及其在港内的作业方式（1）货种与装运方式（2）港口统计货物品种分类（3）货物在港内作业方式2．港口腹地、港口吞吐量（1）港口腹地（2）港口吞吐量、通过能力（3）吞吐量调查、预测3．船舶（1）概述（2）船舶尺度（3）船舶吨位（4）集装箱船（5）杂货船、散货船、油船（6）船舶营运4．设计船型、船舶尺度参考数据（1）设计船型分类二．重点1．货物及其在港内的作业方式（1）货种分类（2）货物在港内作业方式2．港口腹地、港口吞吐量（1）港口腹地概念、划分和分类（2）吞吐量、自然吨和通过能力的概念（3）吞吐量预测方法3．船舶（1）船舶尺度（2）船舶吨位及各种吨位关系（3）各种船型特点（4）船舶营运方式4．设计船型、船舶尺度参考数据（1）设计船型分类三．难点1．应用港内作业方式判断操作过程；2．应用实例计算港口腹地；3. 区别港口吞吐量和通过能力。
港口规划与布置第五章 港口水域及外堤布置
港口规划与布置
主讲：宋永军
第五章 港口水域及外堤布置
① 进出港可分口门，干扰少； ② 不同风、浪向时从不同的口门进出； ③ 增强港内水域自净能力； ④ 可减轻港内淤积
3、口门方向 与强风、强浪向最好有一夹角，30~60 =90时，船受横风，不安全，但对港
内水域平衡有利. =0时，港内水域平衡不利，且船受尾
追浪也不安全。
4、口门宽度 在口门处不允船舶锚船或超船，只能单船
横沙锚地供船舶待命、待泊、避风、候潮等使用。
鸭窝沙锚地东部供大型重载船舶候潮抛泊; 西部供其他船舶锚泊待 命、待泊、避风、候潮等使用。锚地长4500 米，宽1500 米，面积 675 万平方米，水深11 — 15 米。 检疫锚地供驶入上海港的国际航行船舶接受检查或检疫锚泊之用。 其范围为25、Q2、Q3、Q1 四灯浮联线以内水域，锚地长3600 米， 宽1600 米，面积576万平方米，水深11 — 17.5 米。 大型船舶临时锚地供大型船舶临时锚泊等待、补给燃物料、副食品 及防台等;其范围为Q1、Q3、Q4、29 四灯联线以内水域。锚地长 3525 米，宽925 米，面积326 万平方米，水深6 — 20 米。 南港航道北侧为No1-No11 锚地，横沙岛南侧为横沙锚地东、西区 和油轮危险品船锚地，在宝山北水道北侧设有超大型船舶锚地。
角尽一小，一般≤60，在转变处用弧线连接。 注意：尽量避免向外转弯，否则产生波能集中。
双浮筒： S=L+2(r+l) 宽B=4b 锚地位置：1、港外锚地应临近航道出入口，锚地 边缘距离航道不小于2~3倍船长；港内不应小于1 倍船长。
港口规划与码头布置
海港港内锚地供船舶避风停泊,等候靠岸及离港, 海港港内锚地供船舶避风停泊 , 等候靠岸及离港 , 进行水上由船转船的货 物装卸. 物装卸. 为了保证船舶安全停泊及装卸,港内水域要求稳静. 为了保证船舶安全停泊及装卸 , 港内水域要求稳静 . 在天然掩护不足的地 点修建海港,需建造防波堤, 点修建海港,需建造防波堤,以满足泊稳要求
几个概念
工业港:指为临近江河湖海的大型工矿企业直接运输 工业港: 原材料及输出制成品而设置的港口. 原材料及输出制成品而设置的港口.如宝山钢铁总厂码 头等. 头等. 散货港:指专门装卸大宗矿石,煤炭,粮食和砂石料 散货港:指专门装卸大宗矿石,煤炭, 等散货的港口.专门装卸煤炭的专业港称煤港. 等散货的港口.专门装卸煤炭的专业港称煤港.这类港 口一般都配置大型专门装卸设备,效率高,成本低. 口一般都配置大型专门装卸设备,效率高,成本低. 油港:指专门装卸原油或成品油的港口.一般由以下 油港:指专门装卸原油或成品油的港口. 几部分组成:靠,系船设备;水上或水下输油管线和输 几部分组成: 系船设备; 油臂;油库,泵房和管线系统;加温设备;消防设备; 油臂;油库,泵房和管线系统;加温设备;消防设备; 污水处理场地和设施等.为了防止污染和安全起见, 污水处理场地和设施等.为了防止污染和安全起见,油 港距离城镇, 港距离城镇,一般港口和其它固定建筑物都要有一定的 安全距离,通常以布置在其下游,下风向为宜. 安全距离,通常以布置在其下游,下风向为宜.
港口的组成
港口由水域和陆域两大部分组戊. 港口由水域和陆域两大部分组戊. 水域包括进港航道,港池和锚地. 水域包括进港航道,港池和锚地.天然掩护条 件较差的海港须建造防波堤.水域是供船舶航行, 件较差的海港须建造防波堤.水域是供船舶航行, 运转,锚泊和停泊装卸之用, 运转,锚泊和停泊装卸之用,要求有适当的深度 和面积,水流平缓,水面稳静. 和面积,水流平缓,水面稳静. 陆域岸边建有码头,岸上设港口,堆场, 陆域岸边建有码头,岸上设港口,堆场,港区 铁路和道路,并配有装卸和运输机械, 铁路和道路,并配有装卸和运输机械,以及其它 各种辅助设施和生活设施.陆域是供旅客集散, 各种辅助设施和生活设施.陆域是供旅客集散, 贷物装卸,货物堆存和转载之用, 贷物装卸,货物堆存和转载之用,要求有适当的 高程,岸线长度和纵深. 高程,岸线长度和纵深.
港口规划与布置
水路运输包括内河运输、沿海运输、近洋运输和远洋运输，具有点多、面广、线长的特点。
港口由港口水域、码头岸线和港口陆域组成。
港口水域包括锚地、航道、回旋水域和，码头前水域等港口陆域包括装卸作业地带、辅助作业地带和预留发展用地港口的生产作业系统由船舶航行作业系统、装卸作业系统、存储、分运系统、集疏运及配套系统、信息与商务系统构成港口按功能与用途分，有商港、工业港、渔港、军港、游艇港、避风港等；按地理位置分，有海港、河口港、河港和运河港等。
从运输、存储条件和装卸工艺的角度考虑，经由港口运输的货物可分为件杂货、干散货、液体货以及适箱货。
港口通过能力可分为设计通过能力和营运通过能力。
港口吞吐量预测内容包括港口吞吐总量预测、主要货类吞吐量预测、分港区吞吐量预测、港区集疏运量预测等。
船舶主尺度是表示船体外形大小的主要尺度，通常包括船长、船宽、型深、吃水和干舷。
船舶吨位是船舶大小的计量单位，表明船舶大小与运输能力，按用途可分为重量吨位和容积吨位两种。
货物在港口的换装有两种形式：直接换装和间接换装。
直接换装是指货物从一种运输工具直接换装到另一种运输工具；间接换装是指货物经过港口仓库或堆场存储之后再换装至其他运输工具，换装是由操作过程实现的。
在直接换装作业中，货物只经过一个操作过程；而在间接换装作业中，货物要经过两个以上的操作过程。
件杂货码头常见的垂直起重机械有门座起重机、轮胎式起重机和浮式起重机，垂直起重机作业也可以利用船吊。
件杂货码头常见的水平搬运机械主要有蓄电池搬运车、叉式装卸车（叉车）、牵引车挂车、货车等。
集装箱运输船舶可分为吊装式和滚装式两大类。
集装箱起重机上附有专用吊具，即固定式、自动式和组合式吊具，以适应不同尺寸的集装箱。
干散货的卸船工艺主要有间歇型和连续型两种方式。
滚装船的优点表现为：①装卸速度快；②不需要码头装卸机械设备；③货物装车后不需要中间装卸，可进行“门到门”的运输；④可装运小汽车、货车、载箱的拖车等多种形式的货物。
港口规划与布置5 水域布置
四、海港航道水深
D=设计船型吃水 T + 适当的富裕量（ΔZ）
1.海港码头
D T Z0 Z1 Z2 Z3 Z4
Z0——船舶航行时船体下沉增加的富裕水深
Z1——龙骨富裕，与水底土质有关，淤泥0.2m，松砂0.3m，
夹砂块状土和密砂0.4m，岩石0.6m
Z2——波浪富裕， Z2=KH4%-Z1，K是系数，顺浪0.3，横浪0.5； H4%为码头前允许停泊的波高，波列累积频率为4%的的波高， 当Z20时，取Z2=0；
注:①当潮位受气象影响季节性变化较大时，对所选用的乘潮水位，应核算 低水位月份的航道通过能力及其对港口正常营运的影响; ②乘潮水位的统计，应有一年以上的实测潮位资料。 每潮次船舶乘潮进出港所需的持续时间可按下式确定:
式中：tS——每潮次船舶乘潮进出港所需的持续时间(h）; Kt——时间富裕系数，取1.1一1.3； tI——每潮次船舶通过航道的持续时间(h)，其中包括船舶间追踪航行的间隔时间; t2——艘船舶在港内转头的时间(h); t3——艘船舶靠离码头的时间(h）。
2、减少船舶操纵困难所要求的富裕水深
• 一、船舶航行或停泊不致触底所需的富裕水深：水深误差和因船 舶运动吃水增加。
• 1、水深误差及水中障碍： • 1）水位变化：实际水位与测量水位间有差异，可能来自潮高测
验或预报误差 • 2）海图、水深图测量误差：浅海测探仪精度一般为：±（0.05＋
水深／250） • 3）船舶抛锚引起的富裕量：船舶在航行中遇到紧急停船，在倒
单向W=5B， 双向W=8B。
船舶与航道底边的富裕间距C按表中规定取值
第五章 港口水域布置——航道、锚地
⑶航道转弯 航道转弯是不可避免的。船舶在航道弯曲段航行，由于船舶在转向 时的漂动和必须以投影宽度通过弯道，要求的宽度比电线段大。需要加
航道规划与布置
航道规划与布置第一章绪论1.1港及港的组成港口是交通运输的枢纽，是供旅客和货物改变运输工具进行换装的场所，是各种港口建筑物及设备的综合体。
由港口水域、码头岸线、港口陆域三大部分组成，分为五（六）个作业系统。
港口水域：供船舶航行、停泊、锚泊、装卸转载等的水域，包括港池(泊位)、航道、锚地、外堤、回旋、导航等设施。
水域要求宽广、平稳，并具有足够的水深。
锚地：专供船舶等待靠泊码头、接受检疫、进行水上装卸作业以及避风的制定水域，分为港外、港内锚地。
航道：是为船舶进出港口提供特定的安全航行通道。
回旋水域：是船舶靠离码头、进出港口需要转头或改换航向时使用的水域。
港池：码头前水域，供船舶靠离码头和装卸货物用的毗邻码头的水域。
码头岸线：港口水陆交接地带，港口生产活动的中心。
有码头建筑物、港池(泊位)等建筑物。
码头岸线要求有足够的长度和高度。
码头：是停靠船舶、上下旅客或装卸货物的场所。
港口陆域：包括装卸作业地带、辅助作业地带和预留发展用地。
陆域要求宽广、平坦，满足港口的纵深要求。
作业系统：航行作业系统——水域各设施；装卸作业系统——码头、港池、机械等；存储作业系统——仓库、堆场；分运集疏运作业系统——铁路、公路、水路、网、管；信息与商务系统——电子商务中心-物流中心；环保与景观系统——污、废处理，绿化等。
1.2港口分类与分级按功能分：商港、渔港、工业港、军港、避风港、旅游港按地理位置分：河港(包括运河港)、海港(海岸港、河口港)或海港、河口港、河港、运河港分级：主要港口、地区性重要港口、一般港口1.3港口的宏观功能与“分代”港口的宏观功能：①促进区域经济发展；②促进城市的发展，港依城建、城以港兴；③促进运输业的发展；④促进旅游业的发展。
港口分代：第一代：活动相对独立、功能相对单一第二代：各部门联系逐步密切、协调发展第三代：功能齐全，成为国际贸易的综合运输中心和后勤基地，货物装卸仍是港口活动的主体，工业服务功能增强，已具有综合物流管理的特征(生产、贸易、运输、储存、分运、销售、信息一体化)，口岸行政功能逐步增强。
港口规划与布置教案
港口规划与布置教案1．教学目的本课程是港口航道与海岸工程专业学生的一门必修专业课，本课程的任务是使学生通过学习本课程系统掌握海港港口的组成和分类、港口陆域和水域的组成及总体规划与布置、码头组成与分类、泊位数的确定、各类装卸工艺流程等。
了解港口选址、环境评估方法、河港的选址及规划与布置。
为将来从事港口、码头建设等工作奠定理论基础。
2．课程性质本课程为港口航道与海岸工程专业的专业必修课。
先修课程为《水力学》、《土木工程制图》、《河流动力学》、《港口装卸机械》。
3．教学对象港口航道与海岸工程专业（含国际土木工程管理方向）的本科学生。
4．授课方式课堂讲授、多媒体教学、课堂讨论等。
5．考核方式闭卷笔试、考查；总成绩评定中，辅以平时课堂表现及作业完成情况结合考核。
6．相关课程先修课程为《水力学》、《土木工程制图》、《河流动力学》、《港口装卸机械》，后续课程有《港口水工建筑物》、《渠化工程》、《水运工程施工》、《施工组织与概预算》等。
7．课程总学时26个学时，具体分配详见教案实施。
8．选用教材《港口规划与布置》，洪承礼主编，人民交通出版社，19999．主要参考书［1］《港口规划与布置》，洪承礼主编，人民交通出版社，1995［2］《海港总平面设计规范》，中交水运规划设计院等主编，人民交通出版社，北京，1999港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施港口规划与布置教案实施。
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港口规划与布置
水利工程学院
主讲教师：陈杰
2013年3月
课程内容：
5.1.1港口水域的定义和特点
5.1.2港口水域的组成
和停泊的锚地水域以及港池、码头前水域等。
航行和停泊
5.1 港口水深
水深误差:测验或预报误差
二、码头前沿水深
备淤富裕，不小于0.4m
航道水深
航道水深
5.2 港内水域
船舶掣动水域
回旋水域
洋山港区航道总平面布置
5.3 港口航道、锚地
5.3 港口航道、锚地
一、进出港航道
航迹带宽度A
船舶错船富裕宽度
1912年秋天，
根据流体力学的伯努利原理，流体的压强与它的流速有
船舶错船富裕宽度
船舶与航道底边间的富余间距
3. 航道转弯数值：
4.单双向航道的选取依据
5.拖轮
二. 锚地
专供船舶停泊及进行水上装卸作业的指定水域。
按位置分为：港外锚地和港内锚地——以防波堤为界
港外锚地：供船舶侯潮、待泊、联检及避风，有时也进行水上装卸作业。
港内锚地：待泊或进行水上装卸作业。
按功能分：侯潮、引航、检疫、避风、过驳、危险品等多种锚地。
锚地面积主要取决于锚泊位数量和系锚方式，单个锚泊位在各种系泊方式下所占面积不同，介绍如下：
1. 单锚系泊
优点：船受力小，可随风、流等转动。
缺点：占水域面积很大，且各锚地住间浪费一定的水域。
单点系泊方式常用于外海锚地。
2. 单浮筒系泊
占水域面积比单锚小得多，同样
具有船体受力小
的优点，但制
作、抛放浮筒费
用较高。
该系泊
方式常用于港内
锚地
3. 双浮筒系泊
海港锚地多采用单点抛锚 河港锚地一般采用单锚或单浮筒
港内锚地多采用双浮筒
回旋水域
船舶掉头或回旋转向所需的水域。
回旋水域可以占用航道，当航道上船舶进出频繁时，占用航道将影响港口营运。
回旋水域的水深=航道的设计水深
5.4 港内泊稳标准及波况估算
船吨位
5.5 防波堤布置
一、防波堤布置原则
二、防波堤口门。