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1、港口及港口工程概论港口及港口工程概论 港口教研室港口教研室 蒋学炼蒋学炼 框架框架 n水人类港口 n港口的定义及其理解 n组成、分类、特征指标、功能 n港口工程的定义及其理解 n规划、勘察、设计、施工、管理、科 研 水人类港口 水是生命之源水是生命之源 n水为万化之源，土为万物之母，饮资于 水，食之于土，饮食者，人之命脉也， 而营为赖之（本草纲目） n一首儿歌 n小水滴，真美丽，地球生命他养育 n花儿向他张笑脸，小树向他吐新绿 n小羊向他咩咩叫，我们和他长身体 生物进化过程 到底是谁包围了谁？到底是谁包围了谁？ 水能水能覆舟覆舟，亦能，亦能载舟载舟 n芦苇（木头）独木舟木筏木船 帆船蒸汽机船内
2、燃机船？ n水陆联运的咽喉-港口 8 港口航道与海岸工程概述 n n 一个定义一个定义 n港口航道与海岸工程 n n 两种功能两种功能 n基本功能（运输）和拓展功能（工业、商贸、物流、无水港、自由港） n n 三项特征指标三项特征指标 n吞吐量、水深、泊位数 n n 四类水工建筑物四类水工建筑物 n码头、防波堤、航道整治和通航建筑物、修造船建筑物 n n 五大工程环境特点五大工程环境特点 n强烈的动力因素、复杂的河流海岸演变规律、多变的工程地质条件、困 难的水上施工条件、特殊的结构材料防腐耐久要求 n n 六个门类关联学科六个门类关联学科 n理、工、文、经、管、法（规划、勘察、设计、施工、管理
3、、科研） 港口的定义及其理解 交通运输系统构成交通运输系统构成 n运输工具 n运输线路 n交接枢纽 现代交通运输的五种方式现代交通运输的五种方式 n铁路-运输能力大，速度较快，成本较低，宜于中长距离客货运输 n公路-机动灵活，运达速度快，门到门运输，宜于短距离客货运输 n n水运-运输能力大，成本低，速度慢，宜于大宗散货运输 n管道-成本低，密闭性好，可连续输送，宜于运输石油等流体货物 n航空-宜于中长距离客运，邮件、贵重物品、鲜活易腐物品的运输 五种交通运输方式的比较五种交通运输方式的比较 交通运输量以运量和周转量表示 运量是指一定时期内，实际运送的旅客人数或货物吨量 周转量是指一定时期内，
4、实际运送的旅客人数或货物吨量与 其运输距离的乘积 港口港口- -交通运输枢纽交通运输枢纽 n综合运输是现代交通的发展趋势 n港口：海运终始点、生产要素集散 地、国际贸易连接点 n港口服务对象：车、船、货、客 港口的定义港口的定义 n具备一定设施和条件，供船舶停泊、人员 上下、货物装卸与转换运输方式，并为船 舶提供各种服务的交通运输枢纽 n国际贸易综合物流枢纽 n国际贸易后勤基地 n 港口的组成港口的组成 港 口 的 组 成 水域 陆域 港外水域 港内水域 作业系统 服务系统 锚地，进港航道，防波堤 港内航道，制 动水域，停泊水域， 调头水域，港池， 码头前水域 装卸、存储、集 疏运作业系统 供
5、电照明，给排水，通讯导 航，环保消防，维修，修造船 码头岸线 港口简图港口简图 港口水域构成港口水域构成 不同类型的防波堤 航标 交管塔 导航助航设施 一突堤、二突堤 突堤码头 船坞与船台 120万吨深水航道 2北大防波堤 3堤北侧集装箱 4南11通用散货 5南12矿石专用 6,7 北港池集装箱1、2期 8集装箱物流中心 9散货物流中心 10 25万吨岛式原油码头 1 3 10 2 4 5 8 6,7 9 n船舶自行操作调头，水域比较平稳，风力小于5级 时回转圆直径一般较表中数值为大，常需3L。 3 3L L 1 2 3 4 5 6 码头岸线 陆 域 口门 港口的分类港口的分类 n按用途：商港
6、、军港、渔港、工业港、 旅游港等 n按所处位置：河口港、海港、河港等 港口生产能力的表征港口生产能力的表征 n港口特征指标 n吞吐量 n港口水深 n码头泊位数 吞吐量吞吐量 n1年间经由水运输出、输入港区并经过装 卸作业的货物总量 n集装箱吞吐量计量单位：标准箱（TEU) Twenty-feet Equivalent Units 型号 外部尺寸mm（英尺） 高 宽 长 总重(kg) 1AA2591(8.5) 2438(8) 12192(40)30480 1CC2591(8.5) 2438(8) 6058(20)20320 概念 水转陆转陆 ， 或陆转陆转 水 水转转水 吞吐量 （t） 1年间经
7、间经 由水运输输出 、 输输入港区并经过经过 装卸 作业业的货货物总总量。 1t装卸量计计 为为 1t吞吐量 1t装卸量计计 为为 2t吞吐量 自然吨 （t） 1t装卸量计计 为为 1个自然吨 1t装卸量计计 为为 1个自然吨 通过过能力 （t） 1年间间在既定的设备设备 条 件下，按合理的操作 过过程、先进进的装卸工 艺艺和生产组织产组织 所允许许 通过过的货货运量。 计计量为为自然吨 吞吐量吞吐量和通过能力和通过能力 货物吞吐量世界前十港口货物吞吐量世界前十港口 200912345678910 港口上海 宁波- 舟山 新加坡鹿特丹天津广州青岛大连秦皇岛香港 吞吐 量 5.95.7584.7
8、13.8553.8113.6393.1552.722.4942.429 199512345678910 港口新加坡鹿特丹 南路易 斯安娜 千叶上海名古屋横滨 蔚山( 韩) 香港 光阳( 韩) 吞吐 量 3.0542.9112.07041.7621.6561.4261.3141.2721.2711.084 港口水深港口水深 n船舶能够进出港口进行作业的某一保证水 深，为船舶在该港所必须通过的诸水域中 最浅处的水深 船舶吨 级(万t) 1251015202530 满载吃 水(m) 8.5 9.0 10.0 10.4 12.6 13.3 15.2 17.7 18.1 19 19.1 20.8 22.
9、4 码头泊位数码头泊位数 n港口码头可同时靠泊船舶的数量。泊位的 基本尺度包括码头岸线长度、码头前水深 、码头陆域高程、码头陆域纵深 泊位种类停船吨级货物流向年通过能力(万吨) 多用途15000t装卸4050 集装箱 4300 6000TEU 装卸30万(TEU) 原油2528万t装卸17002000 煤炭5万t 装8001000 卸300400 发展期间60年代以前60年代以后80年代以后 主要货物杂货件杂货、干/液散货散货和成组、集装箱货 发展形态单一、封闭、保守强调扩张的态势面向商业化 a.战略形态面向交通面向工业物流平台 b.港口功能多种运输方式换装运输枢纽、工业活动基地国际贸易运输中
10、心、商贸后勤基地 业务范围空间活动限码头装卸区 临港工业及相关产业商贸、中转及相关产业和货物配送 致力于扩大港区范围向陆域发展 港内独立活动港口与用户关系密切与贸易、运输一体化 组织管理 与用户关系松散港城非正式关系港城关系密切 港内各种活动关系松散港口经营组织扩大 生产特点 货物移动货物流动货物、信息流动 简单的分项服务联合服务综合物流服务 低增值提高增值高增值 服务方式港到港部分联运点到点多式联运门到门 决定因素资本与劳动资本与技术资本、技术、信息 港口工程的定义及其理解 港口工程的定义港口工程的定义 n兴建港口所需各项设施的工程技术总和， 包括港址选择、工程规划设计及各项设施 的修建与维
11、护（如各种水工建筑物、装卸 设备、系船浮筒、航标等） 天津港港区平面 4 3 2 天津港港务局 一航局一公司 交通部天津水运工程科学研究院 东疆港区东疆港区 规划、勘察、设计、施工、管理、科研规划、勘察、设计、施工、管理、科研 1 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 天津 市区 规划规划- -港口布局规划、港口总体规划和港口港区规划港口布局规划、港口总体规划和港口港区规划 37锦州港总体规划图 码头码头 水域水域 岸域岸域 勘探勘探- -获取工程建设可行性评价与建设所需的基础资料获取工程建设可行性评价与建设所需的基础资料 三大区域三大区域- -码头作业区、物流加工区码头作业区、物流加工区 、港
12、口综合配套服务区、港口综合配套服务区 五大功能五大功能- -集装箱码头装卸、集装箱集装箱码头装卸、集装箱 物流加工、商务贸易、生活居住、休物流加工、商务贸易、生活居住、休 闲旅游闲旅游 设计设计- -确定总体布置、工艺方案和建筑物结构型式确定总体布置、工艺方案和建筑物结构型式 施施 工工 - - 建建 造造 港港 口口 设设 施施 沉箱預制沉箱預制 與下水與下水 杂货 干散货 集装箱 原油 管理管理- -生产调度、设施维护生产调度、设施维护 科研科研- -利用原型测验、室内模型试验和数值模拟研究工程问题内在规律利用原型测验、室内模型试验和数值模拟研究工程问题内在规律 港口工程的学科定位 土木水
13、利工程分支 土木土木水利水利工程工程是建造各类工是建造各类工 程设施的科学技术的总称，程设施的科学技术的总称， 既包括与人类活动有关的各既包括与人类活动有关的各 类工程设施，如建筑工程、类工程设施，如建筑工程、 公路与城市道路工程、铁路公路与城市道路工程、铁路 工程、桥梁工程、隧道工程工程、桥梁工程、隧道工程 等，也包括在土地上应用各等，也包括在土地上应用各 种材料和设备进行的勘测、种材料和设备进行的勘测、 设计、施工等工程技术活动设计、施工等工程技术活动 综合性 社会性 实践性 技术经济建筑 艺术的统一性 2 2、复杂的河流海岸演变规律、复杂的河流海岸演变规律 3 3、多变的工程地质条件、多
14、变的工程地质条件 4 4、困难的水上施工条件、困难的水上施工条件 5 5、特殊的结构材料防腐耐久要求、特殊的结构材料防腐耐久要求 6 6、以车、船、货、人为服务对象、以车、船、货、人为服务对象 港口工程的独有特点港口工程的独有特点 1 1、强烈的动力因素作用、强烈的动力因素作用 强烈的动力因素 岩石圈、水圈和大气圈的交界面-丰富的动力系统 动 力 因 素 风、雨、雾 浪 流 潮 冰 地壳变动 自然 生物 a.天文 潮 b.风暴 潮 人类 其他 a.近岸波生流 b.河流径流 c.大洋海流 海平面变动 海啸 风海岸地貌 l风生浪流，间接输沙 l风吹扬沙，直接输沙 小小浪花的威力 波浪 l波浪力：3
15、050吨/ 平米(300500 kpa) l泥沙输移：冲蚀、 磨损、搬运 20摄氏度时，空气密度=1.205kg/m 海水密度=1025kg/m 流 a.近岸波生流 向岸流：波浪非线性引起。向岸输沙；沿岸涌水底流向海(垂向环流) 离岸流：裂流，向海输移泥沙 沿岸流：波浪斜向入射或沿岸波高分布不均匀引起。沿岸输沙岸线 变形 b.河流径流：带来泥沙(17000亿吨) 拦门沙或三角洲 c.大洋海流：风吹流、密度流、倾斜流、补偿流。沿程受海底摩擦、地形 阻碍及波浪和潮汐顶托，近岸强度弱，叠加在潮流上加剧泥沙运动 潮 a.天文潮 b.风暴潮：台风、气旋 等强烈气象潮位异常升 降当“风暴增减水与天 文大潮
16、高低潮相遇” 海啸 成因：地壳运动 影响：海底到海面整个水体波动，能量惊人 海平面变动 a.成因：大陆冰川变动 b.影响：海岸后退、洼地淹没、盐水入侵、海洋动力增强 马尔代夫的水下会议 冰的直接作用-冰封的渤海湾 复杂而强烈的动力因素 The beach is the battleground of the shore (William Beebe) 动力因素之生物 人类 The real conflict of the beach is not between sea and shore, for theirs is only lovers quarrel, but between man and nature 56 天津 粉砂淤泥质海岸 真空真空预压加预压加 固软土地基固软土地基 打设打设排水板排水板 阴极保护防止钢管桩腐蚀阴极保护防止钢管桩腐蚀
