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1、单向航道实现双向通航研究单向航道实现双向通航研究研究的目的与意义单向航道港口随着船舶到港量的增加，由于航道单向航道港口随着船舶到港量的增加，由于航道的限制，使得船舶在锚地、泊位滞留情况严重。的限制，使得船舶在锚地、泊位滞留情况严重。船舶进出港占用很多时间，导致了港口泊位、门船舶进出港占用很多时间，导致了港口泊位、门机空闲等船的现象严重，泊位利用率不高，极大机空闲等船的现象严重，泊位利用率不高，极大的影响了港口正常生产作业，使航道成为港口发的影响了港口正常生产作业，使航道成为港口发展的瓶颈。展的瓶颈。利用技术规范进行理论计算，使单向航道在不改利用技术规范进行理论计算，使单向航道在不改变现有航道工
2、程和导助航设施布置前提下，实现变现有航道工程和导助航设施布置前提下，实现双向通航，既节省了国家和企业建设资金，又提双向通航，既节省了国家和企业建设资金，又提高了港口营运能力，解决了较大现实问题，提高高了港口营运能力，解决了较大现实问题，提高整个社会效益。整个社会效益。以京唐港为例论证 双向航道：双向航道：W = 2A + b + 2CW = 2A + b + 2C A =A = nn（L sinL sin + B + B） 上述公式为两船船型和大小相同情况下双向通航的上述公式为两船船型和大小相同情况下双向通航的计算方法，考虑到京唐港到港船舶的实际情况，我们计算方法，考虑到京唐港到港船舶的实际情
3、况，我们将大船取散货船型，小船分别取京唐港通航数量较大将大船取散货船型，小船分别取京唐港通航数量较大的散货船和杂货船两种船型。的散货船和杂货船两种船型。 京唐港京唐港7 7万吨级航道原设计为单向航道，当采用双向通航时，万吨级航道原设计为单向航道，当采用双向通航时，航道宽度和航迹带推算如下：航道宽度和航迹带推算如下： W = A W = A1 1 + C + C1 1 + b + A + b + A2 2 + C+ C2 2 A A1 1 = = n n（L L1 1 sin sin + B + B1 1） A A2 2 = = n n（L L2 2 sin sin + B + B2 2） 上述
4、公式中，下标上述公式中，下标“1”“1”表示大船，下标表示大船，下标“2”“2”表示小船，表示小船， b b按照按照大船设计船宽取值。船舶漂移倍数大船设计船宽取值。船舶漂移倍数n n，查表本港取，查表本港取1.691.69；风流；风流压偏角压偏角 ，查表本港取，查表本港取77； 采取双向通航后，由于小船吃水较小，故可利用航道边坡采取双向通航后，由于小船吃水较小，故可利用航道边坡来增加航道可航宽度。来增加航道可航宽度。 推导出小船船宽计算公式：推导出小船船宽计算公式： A A2 2 + C + C2 2 B B2 2 = = n (L n (L2 2 sin sin /B/B2 2 +1) +
5、C+1) + C2 2/B/B2 2 该式右端虽然含有未知量该式右端虽然含有未知量B B2 2，但长宽比，但长宽比L L2 2/B/B2 2作为已知数输入，作为已知数输入， C C2 2/B/B2 2 也是已知数，在海港总平面设计规范中查取（例如也是已知数，在海港总平面设计规范中查取（例如0.50.5、0.750.75、1.01.0等）。等）。A A2 2 + C + C2 2 可以根据航道通航水深、两船吃水、富余水深可以根据航道通航水深、两船吃水、富余水深等参数求出。等参数求出。 通航水深：通航水深： D D0 0=D=DC C + Tide + Tide 式中：式中：D DC C为航道海图
6、水深（本港取为航道海图水深（本港取15m15m）；）；TideTide为乘潮为乘潮2 2小时小时90%90%保证率的潮高保证率的潮高1.21m1.21m。然后可以得到小船的船长：然后可以得到小船的船长： L L2 2 = = B B2 2 (L(L2 2/B/B2 2) ) W WS1S1=5 X (D=5 X (D0 0-T-T1 1-UKC-UKC1 1) ) 则则 W W1 1=(b+A=(b+A1 1+C+C1 1)-W)-WS1 S1 WW2 2=W- W=W- W1 1=180- W=180- W1 1小船一侧航道可利用边坡宽度为：小船一侧航道可利用边坡宽度为： W WS2S2=5
7、 X (D=5 X (D0 0-T-T2 2-UKC-UKC2 2) )至此得到：至此得到： A A2 2 + C + C2 2 =W=W2 2+W+WS2S2富余水深富余水深UKCUKC1 1和和UKCUKC2 2均按照各自吃水的均按照各自吃水的10%10%取值。取值。对于京唐港对于京唐港7 7万吨级万吨级航道（有效宽度航道（有效宽度180m180m），如果大），如果大船为船为5 5万吨级及以万吨级及以下，利用航道边下，利用航道边坡以扩大航道可坡以扩大航道可航宽度：航宽度： 以京唐港为例论证计算时的步骤：计算时的步骤：1.1.首先选定大船吨级，按首先选定大船吨级，按7 7万、万、5 5万、万
8、、3.53.5万和万和2 2万吨级万吨级散货船四种情况计算，在规范附录中查出其设散货船四种情况计算，在规范附录中查出其设计船长计船长L L1 1、船宽、船宽B B1 1和载重吃水和载重吃水T T1 1的大小；的大小；2.2.大船按重载状态计，分别算出大船的航迹带宽度大船按重载状态计，分别算出大船的航迹带宽度A A1 1及其与航道底边的富余宽度及其与航道底边的富余宽度C C1 1；3.3.预先估计小船吃水预先估计小船吃水T T1 1，然后计算小船的航迹带宽度，然后计算小船的航迹带宽度及其与底边的富余宽度和及其与底边的富余宽度和A A2 2 + C + C2 2 ；4.4.计算小船船宽计算小船船宽
9、B B2 2，再计算出小船船长，再计算出小船船长L L1 1；5.5.如果预估小船吃水如果预估小船吃水T T2 2不合理，则重新选择小船吃水不合理，则重新选择小船吃水T T2 2，重复步骤，重复步骤3 3和步骤和步骤4 4，直到合理为止；，直到合理为止；6.6.查规范附录，确定小船吨位。查规范附录，确定小船吨位。7.7.根据上述计算步骤，编制计算机程序。根据上述计算步骤，编制计算机程序。以京唐港为例论证uu通过计算得出：理论上在京唐港航道利用航道边坡通过计算得出：理论上在京唐港航道利用航道边坡情况下，情况下，2 2万吨级散货船在风、流压偏角不超过万吨级散货船在风、流压偏角不超过77时，可以与时
10、，可以与2 2万及以下散货船或杂货船、集装箱船万及以下散货船或杂货船、集装箱船实施双向通航且风险较小。实施双向通航且风险较小。uu在理论计算的基础上，充分考虑当地的自然条件、在理论计算的基础上，充分考虑当地的自然条件、航道情况、通航环境、船舶载货等情况，利用大型航道情况、通航环境、船舶载货等情况，利用大型船舶操纵模拟器进行多次不同吨级船舶间的实验，船舶操纵模拟器进行多次不同吨级船舶间的实验，以验证双向通航理论在不同情况下的通航风险。以验证双向通航理论在不同情况下的通航风险。uu实验结果表明实验结果表明: :在各种条件下，在各种条件下，2 2万吨级船舶与万吨级船舶与2 2万万吨级以下船舶双向通航
11、时风险较小，在流速吨级以下船舶双向通航时风险较小，在流速1kn1kn，风力风力6 6级，船速不超过级，船速不超过8kn8kn情况下，只要驾引人员情况下，只要驾引人员谨慎操纵，基本可以安全进行。谨慎操纵，基本可以安全进行。以京唐港为例论证uu实践应用中的成效：实践应用中的成效： 20082008年，京唐港单向航道实年，京唐港单向航道实施双向通航后，船舶日进出量由施双向通航后，船舶日进出量由29.829.8艘次提升到艘次提升到39.939.9艘次，船舶进出港效率提高艘次，船舶进出港效率提高33.9%33.9%，进出港船，进出港船舶中舶中68%68%实现了双向通航，没有发生任何安全事实现了双向通航，
12、没有发生任何安全事故。这使得京唐港在没有增加泊位、没有改造航道故。这使得京唐港在没有增加泊位、没有改造航道基础工程的情况下，基础工程的情况下，20082008年吞吐量完成年吞吐量完成76457645万吨，万吨，同比同比0707年的年的47254725万吨增加了万吨增加了61.8%61.8%，港口获得了，港口获得了巨大的经济效益，同时也为船方、货方减少了船舶巨大的经济效益，同时也为船方、货方减少了船舶压港、货物滞留的损失。压港、货物滞留的损失。uu本课题的研究在国内其他单向航道的港口都具有普本课题的研究在国内其他单向航道的港口都具有普遍的借鉴意义。遍的借鉴意义。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！17
