港口航道设计宽度问题的解决方案分析

港口航道设计宽度问题的解决方案分析

侯翔 ,尤春茂

贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司 贵州省贵阳市 550081

摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国水运建设的规模。水运作为综合交通运输体系的重要组成部分，具有资源集约利用、运输能力强大、绿色安全指数高等显著优势。船队作为内河航运中的一种重要运输方式，具有运量大、吃水浅、编排组队机动灵活等优点。在内河航运中，船队运输往往具有较大优势，但同时也面临一系列风险。一方面，船队体积和平面尺度较大，在通过桥梁等过河建筑物时需要占据较宽的水域；另一方面，内河航道地形复杂，航道流态紊乱，尤其在桥墩周围存在涌流、旋涡等不正常水流，而船队操纵性和机动能力差，在不利的风流条件下具有极高的航行风险。据统计，船队发生撞桥事故的概率远大于单船，而在影响撞桥率的众多自然因素中，洪水最为显著。内河船队尺度大，通过桥梁通航孔期间操纵自由度受到限制。与此同时，受风流等因素的影响，船队会产生在桥轴线方向上的偏航距，在下行且横风、横流较大时尤为明显，若调整不当极有可能发生撞桥事故。基于此，本文主要对港口航道设计宽度问题的解决方案进行分析，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：港口航道；设计宽度；解决方案

引言

不断加快我国内河水运发展，提升其安全绿色发展水平,是建设交通强国的需要。航道是水运的载体，内河航道作为水运的重要基础设施，应在设计、施工、养护管理的过程中坚持安全发展理念，为我国交通强国建设作出贡献。

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港口航道设计宽度问题

目前我国航道宽度的设计中航道大部分都的较为保守，在一些速度较大或者是吨位较重的船舶在航道中进行通行的过程中，可能会导致航道宽度值过窄。当船舶在航行过程中相遇时，需要降低船吸效果产生的影响，这就要求在两辆船舶之间的航道中留一定的距离。考虑到通航密度以及船速等因素可能会对船舶通航所带来的影响，才可以使航道宽度的设计更加的科学合理，符合具体通航的要求，使我国的航道运输更加稳定和安全，减少事故的发生。

3港口航道宽度设计

3.1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。在进行船舶与航道底边间距设计时，要综合考虑航道长度、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。

3.2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。

3.3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。

3.4内河船队桥区通航宽度

目前国内外对船舶/船队桥区通航安全的研究主要针对两个方面，①通过试验法研究船队在桥区水域的通航特征，②通过建立概率模型来计算船桥碰撞概率。目前我国内河桥梁选址和计算桥区通航净宽值主要根据《内河通航标准》，桥梁在下游时与上游弯道的距离不得小于顶推船队长度的4倍或拖带船队的3倍；水上过河建筑物轴线法线方向与水流流向的交角不大于5°，影响船舶航行风险因素众多，《标准》中对于下行偏航距的取值只根据横向流速来确定，实际上船队的横向漂移是风、流和浪的共同作用产生的。根据船队过桥一般方法，船队在通过桥孔之前须调整好船位，以固定姿态过桥，因此船队过桥期间偏航距应为自调整好船舶姿态到通过桥孔之间的偏航距。另外，《标准》在计算通航净宽时只根据航道等级来确定航行漂角，未能充分考虑船舶航行实际状况。对船队洪水期下行过桥安全问题，在考虑漂角和桥前航程对通航宽度影响的前提下，建立基于风流漂移的通航宽度计算模型，将风流模型进行细化，分析不同漂角和桥前航程取值情况下船队所需通航宽度，可以为船队桥前的姿态调整和把握过桥时机提供参考。

3.5遵循航道宽度设计的原则

航道设计中不仅需要从字面意义上理解为航道宽度数据的设计，而是在设计中需要综合考虑到多个方面的影响因素，比如港口建设、航道所在地区的水域状况、地质条件、气候因素以及船舶规格等等，同时还要综合分析船舶与港口的未来发展趋势，防止在设计完成之后仅使用几年就无法正常的应用，这样就会造成巨大的经济损失。就目前的实际情况来分析，很多港口航道设计中都没有充分的重视船速，在传统的航道宽度设计中，没有将船速作为重要的因素来考虑，而现代社会的高速发展之下，船舶的发展比较快，船速对于整个航道的正常运行影响是比较大的。

结语

“十三五”期间，随着生态优先绿色发展理念的深入，我国结合自身内河航道特点，在绿色航道总体布局、生态功能设计、绿色环保施工等方面对绿色航道设计进行了探索和实践，初步形成了绿色航道设计体系。“十四五”期应进一步丰富绿色航道内涵，深化内涵设计，在绿色航道评价体系、船舶组织方案设计、信息化管理设计、航道绿色施工技术研究等方面重点关注，对后续绿色航道建设也能起到一定的指导作用。

参考文献

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