目前全国东部各沿海城市都在大规模进行围填海,努力建设全新的专业化港区。航道作为港口发展的重要基础配套设施,其前期设计的合理性对港口后期运营发展起到了至关重要的作用。故新建港口航道的设计方案优化研究对于全国各个新建港口都有重要的理论参照意义。本文将以天津港高沙岭港区为实例,对航道的设计进行研究分析,从通航安全及经济性三个方面对航道进行优化设计研究。航道设计包括航道建设规模、航道通航标准、航道轴线、航道平面布置与主尺度设计。本文依据《天津港总体规划》对高沙岭航道的提出原始设计方案,采用Mike21 Flow Model模块与Boussinesq方程模拟航道运营期项目海域波浪潮流情况,基于海域环境模拟与监测数据建立项目风险评估矩阵,从安全角度对航道方案进行优化。此外,通过模拟区域泥沙运动情况,从经济性角度对高沙岭航道设计优化进行了研究。论文主要工作及创新包括:基于对天津港港区风浪潮、泥沙、水深等自然条件监测数据分析,对高沙岭航道提出初步设计方案,为后续各种数模实验提供研究对象,为方案的优化提供了原始模型。通过模拟研究了高沙岭港区航道运营期港区自然条件变化情况。本文对高沙岭航道风险识别评估,建立风险因子矩阵,根据风浪潮模拟结果调整原设计方案,通过操船模拟对比对航道设计方案优化进行了研究;此外,考虑航道投资中的施工疏浚工程费与运营期定期回淤产生的费用,从经济性上对航道方案设计优化进行了研究。