港口、航道与海岸工程课件

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1、港口、航道与海岸工程,主要内容,一、前言 二、港口工程 三、航道工程 四、海岸工程 五、我国港口事业发展 六、港口工程发展方向,全球海岸线总长度约44万公里；全世界经济技术最发达的区域多位于沿海地区； 世界60%的人口居住在距海岸100公里内的沿海地区。 港口是进行海洋与海岸带开发和国际交流的基地和桥头堡，国际贸易量的90%是通过水路运输和港口完成的。,一、 前言,港口、海岸及近海工程是在海洋的自然特性研究之基础上，以工程措施进行海岸带资源开发和空间利用、海岸防护的工程科学，主要包括港口工程、海岸防护工程、海上疏浚工程、海洋工程等。,港口、航道与海岸工程专业介绍,我校港口、航道与海岸工程专业是

2、在大连工学院（大连理工大学前身）建校时成立的，已有近五十年的历史，是国内成立最早、实力最强的专业： 海岸工程专业1984年被授权为博士点。 1988年本学科被评为国家重点学科，同年设立水利工程博士后流动站。,1990年港口、海岸及近海工程国家重点实验室建成并开始运行，试验设备为国际一流，先后两次通过国家评估。 1996年本学科点被确定为211工程重点建设学科。 在2005年中国大学本科专业排名中，我校本专业排名位于全国第一位（开设本专业院校共16所）。,国家重点实验室简介：海岸和近海工程国家重点实验室于1986年由国家计委批准筹建，1990年通过国家验收后被批准对国内外开放。 实验室有水利工程

3、、土木工程两个一级学科博士点和博士后流动站，实验室拥有可模拟产生海浪、海流和潮汐等综合作用的多功能水池、大波流水槽、海洋环境水槽、浑水水槽等大型设备。,多功能水池,波流水槽,海洋环境水槽,浑水水槽,二、港口工程,1 定义：港口是供船舶停泊和避风的场所，也是水陆联运的枢纽，在这里进行旅客、货物集散并变换运输方式 ，如由水运转为铁路或公路运输，或者作于此相反的转载。,2 分类： 按主要用途分类： 商港:供一般商船使用，供货物装卸及旅客上下船，并具备货物贮存及运输的条件。如大连港、上海港、青岛港等。,上海港外高桥集装箱码头 大连大窑湾集装箱码头,工业港:主要特点是港口大部分或全部设施直接服务于港区内

4、的工业或仓储企业。 如我国台湾高雄港。,台湾高雄港,渔港:服务于水产业，通常具备渔品接卸、加工、制冰、冷藏及渔需物资补给能力。 如大连渔港。,大连渔港,军港:为军事目的而设置的港口。 如旅顺军港。,旅顺军港远景,按所在地理位置分类： 海岸港：位于开敞海岸或海湾内的港口，为海上运输服务。如大连港、青岛港等 河口港：位于河口地区，是海河联运的枢纽港口。如广州黄埔港等。 海岸港和河口港统称为海港。 内河港：位于河流和运河沿岸的港口。如我国的南京港、武汉港、重庆港等。 湖港：位于天然湖泊沿岸或江河入湖口处的港口。 水库港：位于大型水库沿岸的港口。,3 港口的组成: 港口由水域、码头及其水工建筑物、陆域

5、设施组成。,（1）港口水域 港口水域包括锚地、航道、船舶掉头水域和港池，还有导航、助航标志等设施。 锚地一般用来供船舶抛锚停泊，等待检查及引水。,航道是保证船舶沿着足够宽度、足够水深的路线进出港口的水域。 船舶掉头水域是供船舶掉头用的水域面积，也成回旋水域，一般需要直径为1.5-3倍船长的圆面积。,港池，是供船舶靠离码头和装卸货物用的毗邻码头的水域。 导航助航标志主要有灯塔，其射程一般为10-25海里，是船舶接近陆岸的主要标志。 防波堤堤头、险礁以及指示锚地边界一般用灯桩，其射程视需要在2-7海里。,日本横滨港码头,港池,上海港外高桥集装箱码头,（2）码头 码头是停靠船舶、上下旅客和装卸货物的

6、场所。码头前沿线是水域和陆域交接的地域，是港口生产活动的中心。 码头按结构形式可分为高桩式、板桩式、重力式等。,防护系统是保护码头的重要设施。当船舶靠泊时会对码头产生巨大的冲击力，这时需要能吸收大量能量的防护系统来保护码头，常见的防护系统为护舷。,船舶装卸作业需要水面平稳，避免船舶颠簸。在天然掩护不足的地点建港，需要建设防波堤(直立式、斜坡式、半圆式等)，用以围护足够的水域防止波浪、海流等侵袭。,（3）陆域设施 陆域设施包括仓库、堆场、铁路、道路、装卸机械、运输机械及生产辅助设施等。,装卸机械包括用于码头前方、库场内和船舱内的各种起重机、装卸搬运机械。,仓库、堆场供货物在装船前或卸船后短期存放

7、。矿石、钢铁等不怕日晒雨淋的货物可在堆场存放。在客运码头上设置客运站，供旅客侯船休息。,铁路是我国许多港口集疏运的主要方式， 在库场前后设置专用线，在码头附近还设分区车场，对来往装卸线的车辆进行编送。 港内道路供流动机械运行，并与城市道路和疏港道路相连接。,生产辅助设施是完成港口生产不可缺少的，主要有：给排水设施；供电系统；通信设施；辅助生产设施如流动机械库、机械修理厂、消防站、办公楼等。 港口就其工程内容而言，是各种工程建筑物（水工、房建、铁路、道路、桥梁和给排水等）和设备所组成的综合体，而港口水工建筑物是这个综合体的主要组成部分。,1 定义: 航道是指沿海、江河、湖泊、水库、渠道和运河内可

8、供船舶在不同水位期通航的水域。航道工程指以延长通航里程、提高航道标准、改善通航条件和保障航道畅通为目的，而实施的疏浚、整治、清障等工程的总称。 2 分类: 航道分天然航道和人工航道，按使用条件和其特性的不同又分为沿海航道、内河航道、人工运河等。,三、航道工程,进港航道系指航道从入口开始至港区掉头区域或停泊水域的航行段。进港航道入口位置应尽量临近港口的外锚地，为保证船舶安全方便的进出港口，必须有足够的深度、宽度、适当的方向和和曲率半径，避免强烈的横风横流和严重淤积。 当航道为内河航道时还包括建设通航建筑物等设施，如船闸。 船闸是指克服河流上建坝（或天然）形成的集中水差的一种过船建筑物，它由上下闸

9、首、闸门、闸室等组成。,三峡船闸简介： 三峡船闸全长6.4公里，可通过万吨级船队，设计单向年通过能力5000万吨. 船闸主体段闸首和闸室分南北两线，每线船闸主体段由个闸首和个闸室组成，每个闸室长280米、宽34米，闸室坎上最小水深米。 船闸人字门是名副其实的“天下第一门”，单扇门宽20.2米，高38.5米，厚度3米，面积有两个篮球场那么大，重达850多吨。,1 定义：海岸工程是自然科学和工程技术在海岸带开发规划、设计与工程建设上的应用，这些工程目的是减缓或控制海岸地区大气、海洋与陆地的相互作用，以提高海岸带资源的潜在能力，故海岸工程就是进行海岸防护、海岸带资源开发和空间利用所采取的各种工程措施

10、。,四、海岸工程,2 组成：海岸工程主要包括海岸防护工程、河口治理工程、海上疏浚工程、围海工程、渔业工程、环境工程以及滩海海上平台和人工岛工程等。 （1） 海岸防护工程 海岸工程用来保护沿海城镇、农田、盐场和岸滩，防止风暴潮的泛滥淹没，抵御波浪、水流的侵袭与淘刷的各种工程设施。海岸防护的基本设施有丁坝、离岸堤、护岸和海堤等海岸建筑物。,丁坝：丁坝是一种大致与海岸线相垂直布置的海岸建筑物，对斜向来的波浪和沿岸流起着阻碍作用。丁坝一方面减弱了波浪和水流对海岸的冲刷，同时又阻碍了泥沙的沿岸运动，使泥沙淤积在一侧。,离岸堤：在海岸线外一定距离的海域中建造大致与岸线平行的防波堤，一般建于离海岸线较近的浅

11、水海域。由于离岸堤后波能减弱，因此可有效保护该段海滩免遭海浪的侵蚀。在离岸堤与海岸线间的波浪掩护区内，沿岸输沙能力也将减弱，促使上游侧输入的泥沙沉积下来。,护岸和海堤：护岸和海堤是建造在海滩较高部位用来分界海滨陆域与海域的建筑物，它的走向一般与海岸线平行。在海岸防护工程中，对海堤和护岸并无明确的定义区分。,通常对位于海路边界上以挡土为主的建筑物可称为护岸。护岸的顶高程一般与其后方陆域高程相同或接近。,对于风暴潮和大浪期间，保护陆域及陆上建筑物免遭海水浸淹和海浪破坏为主要目的的建筑物则可称为海堤，海堤的顶高程常高于其后方陆域的高程。,（2） 海上疏浚工程 利用挖泥机具开挖水下土石方，以疏通航道，

12、浚深港池和锚地水域等，称为疏浚。它是维持航道尺度，改善船舶航行条件所经常采用的手段。 疏浚工程按其性质和任务的不同，分为基建性疏浚和维修性疏浚两种。 开挖新航道、港池、扩大和加深现有航道、港池等，属基建性疏浚。,为维持现有航道和港池于规定尺度而挖除回淤的泥沙，属维修性疏浚。 主要疏浚机具为挖泥船。,五、我国港口事业发展 我国海岸线绵长，岛屿众多，自然条件优越。在新中国成立后，大概经历了三个发展时期： 1：从新中国成立到 20世纪60年代后期，沿海港口以恢复利用和技术改造为主，新建了湛江、黄埔和张家港，扩建了天津新港、秦皇岛港、烟台港等，共新建、改建万吨级泊位30个，平均每年增加一个多万吨级泊位

13、。,2：20世纪70年代初期，随着我国对外关系改善，进出口贸易增加，港口能力不足，中央 提出“三年改变港口面貌”的口号，出现了第一次建港高潮，三年内开工建设58个深水泊位，到1980年新增吞吐能力一亿吨以上。 3：改革开放至今。此期间我国经济及外贸进入了新的发展时期，国家将交通运输列为国家发展的重要战略之一，港口建设有了质的飞跃。“八五”期间沿海主要港口共建成泊位293个，其中万吨级以上深水泊位110个，中级泊位51个，新增吞吐能力1.3亿吨。,2006年我国港口完成货物吞吐量56亿吨，完成集装箱吞吐量9300万标箱。其中上海港货物吞吐量达到4.65亿吨，继续保持世界第一。 2006年沿海港口

14、新扩建万吨级深水泊位144个新增吞吐能力4.95亿吨。内河港口新增吞吐能力6720万吨。 2006年有上海港、宁波舟山港、广州港、深圳港、天津港、秦皇岛港、青岛港、大连港、苏州港、南京港、日照港、南通港12个亿吨大港。,2007年重点建设港口工程 上海国际航运中心洋山深水港区集装箱码头 天津港北港池集装箱码头 大连港大窑湾港区二期 营口港鲅鱼圈港区四期工程 唐山港曹妃甸港区和京唐港区煤炭码头 天津港万吨级原油码头 青岛港前湾港区万吨级油码头、 连云港庙岭三期突堤工程 广州港南沙港区二期工程等。,2007年重点建设航道工程 长江口深水航道治理三期工程 大连大窑湾港区航道工程 天津港万吨级航道工程

15、 营口港鲅鱼圈万吨级航道工程 连云港万吨级航道工程 深圳铜鼓航道工程等。,六、 港口工程发展方向 随着海洋运输业的发展和船舶尺度的日益增加，港口码头也向大型化、深水化的方向发展。建设大型深水开敞码头、增加专用泊位已成为一种必然的趋势。,扩建深水航道和港池：集装箱主干线上的枢纽港航道、泊位水深超过15米。30万吨级的大型油品、干散货物船舶要求航道、泊位水深超过25米。 发展单点系泊设施：这种设施的优点是能在较大的波浪中系留船舶和进行装卸作业，建设施工期短，投资少，不需要开挖深水航道等。 由利用海上小岛发展为建造人工岛式深水港区：避免开挖深水航道，充分利用外海深水水域，而又有港区陆域。,港口工程发

16、展方向（续） 近几十年来，世界经济有了快速的增长，参加国际间的大循环，已成为各国经济发展的一种重要方式，因而促进了海洋运输业及港口的发展，并具有以下特点： 1：运量迅速增长。新中国成立初期沿海主要港口的吞吐量仅为1348万吨，而1998年我国主要沿海港口的吞吐量已达13亿吨。,2：船舶大型化与专业化。由于海运量和大宗货物批量的大幅度增长，以及全球性的国际货物交换，如我国铁矿石来自澳大利亚及拉美国家，原油来自中东地区，采用大吨位船舶既可扩大运力也可降低成本，因而促进了船舶的大型化与专业化。 所以，随着海洋运输业的发展和船舶尺度的日益增加，港口码头也向大型化、深水化的方向发展。建设大型深水开敞码头、增加专用泊位已成为一种必然的趋势。,大连港概况 大连港位于黄海辽东半岛南端,于1899年开始在大连湾现东西部港区起步建设，相继建设了寺儿沟港区、黑嘴子港区、香炉礁港区、甘井子港区和大窑湾港区。大连港的水域范围面积共346平方公里。,