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江西省航道工程局 330000
摘要：伴随着经济是迅速发展，航运事业发展迅猛，船舶数量越来越多，船舶日趋大型化、高速化，现有港口需要不断的重新规划或拓宽航道，以满足接纳高速、大型船舶的发展要求。而航道作为港口水域布局的一个重要方面。其规划合理性对提高港口水域通航安全何效率有很大作用。本文对于内河港口航道规划设计中的航道选线航道宽度设计进行研究，得出相关设计原则和方法。
0引言
经济全球化发展，迫使港口加速建设和扩大规模，作为航运节点的港口，其水域环境有限，较大船舶交通流量与通航密度带来航运安全隐患。航道为船舶进出港提供了一条待定的安全航行路线。多数情况下，河道水深不能满足船舶吃水要求，航道多采取人工挖掘形成。船舶进出港口必须按照航行标志航行，遵守航行规则，以免发生事故。航道作为港口水域的重要要素，合理规划航道对通过港口水域通行效率提升与安全性保证有重要作用。航道规划设计包括航道选线、航道尺度（包括宽度、水深及转弯段参数等）以及导助航标志等内容。本文主要论述了航道选线、航道宽度设计和航道水深的确定方面的内容，期望对于今后港口水域航道规划起到很好指导作用。
1航道选线
航道是船舶进出港口的安全通行路线，航道选线要遵循操船安全、挖方量少、施工期短，疏浚维护方便和节省投资等技术经济合理原则。为了有助于航道设计师掌握选线方法，建议有关选线设计的布置原则要求如下：
1.1船舶通行的安全性
为适应港口的未来发展，须确保通过港口的最大船舶在港口中不碰壁、不搁浅。布置进出港航道选择航线方案时，应首先按设计阶段要求进行地形水深测量、水文气象观测和地质地貌勘察以及研究分析工作，在满足港口总体规划的前提下，要根据地形条件尽量多利用天然水深选择较短航道，避免大量开挖岩石、暗礁和底质不稳定的浅滩，并对航道的泥沙回淤做出论证。
1.2航道轴线的平面布置
为保证船舶在航道中安全方便进出港口，满足良好的操船作业条件，提高航道通过能力，航道轴线的平面布置应符合以下要求：1）航道的轴线应该尽量顺直，避免“s”行弯转向。2）航道需要转向时，转向角应尽量控制在30°以内，超过30°时可根据具体条件适当加大转弯半径，加宽航道，减少航速或使用拖轮助航。3）应避免多次转向，但当航道较长又受多地形限制，必须要转几次弯才能进港、出港时，要根据船舶性能、吨级大小、航道断面尺度，导助航设施和自然条件等，除减小转向角外，还应满足转弯前调整修正船位的直线段和两次转弯间的直线段长度要求。4）防波堤口门前的航道应直线布置，若受地形条件限制有弯道时，其直线长度可按上述两次转弯间的直线长度要求控制。5）防波堤口内进出港航道与转头水域连接时最好按直线布置，并应该满足制动距离要求。对于进口门后必须转向的航道，其转弯半径建议为5L～8L。6）航道轴线与桥墩，灯塔和观测平台等固定设置靠近时，由于受风和水流的影响，改变了建筑物周围的流场，破坏了航道上水流和风流状态，使船舶经过这些设施时候发生偏航，为了消除这些影响，一般航道边线与固定设施之间要大于3.5倍设施的宽度。7）航道通过桥梁等狭窄水域时，其两侧航道应各有5L直线长度，以满足调整船位对标进线的要求。
1.3河口航道选择
选择航道线布置方位要注意研究水文气象条件对船舶运动和操船作业的影响，并要考虑到地形和地质条件的特点。良好的航道选线方案应具有良好的操船作业条件。
根据河口地区的自然条件，选择最优的航道位置，使航道易于维持通航水深又便于安全操船是河口航道中心问题。1）对于河口上游的进口段选槽定线问题，应本着维持原来的水力状态，沿着河道中主流冲刷的深槽布线，保持弯道河势，顺应水流的自然流态，有利于航槽稳定。2）要保证通航条件，必须采取工程措施，加强落潮流，冲刷航道，维持航深。3）沿落潮流主流线选择航道轴线，航槽交稳定，挖方量少，容易采取工程措施，满足通航要求。4）我国北方冬季港口选择航道方位时，要注意研究冬季封港冰况，包括封港时间，岸冰河浮冰的出现和消失时间。5）航道选线应该设置制造简单，维修方便，使用安全可靠的导助航设施和标志。
2.航道宽度
航道宽度指的是设计乘潮水位或低水位的航槽断面的设计水深处的两底边线间的宽度。航道的有效宽度有三部分：船舶的航迹带宽度、富裕宽度、航道底边与船舶间的富裕宽度。经验数据显示，航迹宽度在2.0-4.5B范围内为宜；船舶富裕距离应根据港口具体情况来确定合理的取值，一般取100英尺或最大船宽；航道底边与船舶间的富裕宽度受航速、船舶类型等因素影响。
2.1航迹带宽度
由于受到流和风等影响，船舶的航迹要与航道保持平行是较为困难的，就算在无流和风的情况下航行，船舶也会在螺旋桨的致偏作用影响下产生船舶首向右或左偏转的现象，这时需要对舵角进行操纵才能够保持航向，因此，船舶在航道中的航迹是在导航中线左右摆动的蛇行路线，根据长期的经验总结得出：一般应保持航迹带宽度2.0B～4.5B。
2.2船舶间富裕宽度
船舶在航道中行驶错船是在所难免的，为了确保航行安全，杜绝船吸现象，两航迹带之间应保持一定的内侧距离。而影响两艘船舶之间的相互作用因素主要有两船之间的距离、船型的尺度大小和比例、航行的速度和速度比例等，一般来说可将其分解成船舶的回转力矩与横向作用力，其中，横向力的方向和大小的变化是由于两船相对位置不同所引起了。而回转力矩（特别是向内侧的回转力矩非常之重要）会把两船都向内侧转向，致使它们相互急剧靠近。要保持两艘船舶之间最小的安全距离应该参考大量科研结果进行相关研究。
2.3船舶与航道底边间的富裕间距
在航道比较长，自然条件相对来说非常恶劣、不容易控制导标灵敏度，船舶的定位也比较困难的情况下，可以将航道宽度在合理范围内进行加宽，而在与之相反的情况下，就可以进行缩窄。对较为典型双向航道来说，其宽度一般是船宽八倍左右，而单向航道宽度一般则是船宽的五倍左右。弯曲航道段内的船舶航行由于转向时飘动，通过时必须以投影宽度为准，这就要求其宽度要大于直线段。对此，可以使用规范建议的图解法对需要进行加宽的各项数值以及转弯半径与转向角进行相应的设计，常用的有折线切割法和切角法，折线切割法主要是对航道内侧边缘进行设计确定，具体来说就是采用n次转向的方式，其中每一次都进行1/n的转向，最后实现转向目的；切角法主要是对航道转弯内侧边缘进行设计确定，采用两次转向的方式，一次就转半个预定转向角，经过两次转向来实现转向的目的。
3、航道水深确定
航道水深是航道内的最浅处水面到河底的垂直方向上的距离，是船舶安全通行的最小深度。影响航道水深的因素有航行中的船体下沉、龙骨下的富裕深度、波浪富裕深度、水深测量误差等。经典的航道水深是船舶满载吃水、龙骨下的最小富裕深度、波浪富裕深度、船舶航行下沉值、备淤深度、船舶尾吃水这五个变量的加和。本文在传统方法的基础上加入了水深测量误差，希望能得到更安全的船舶航行效果。
4、结束语
随着船舶的大型化和港口规模的不断扩大，港口水域航道的交通运输压力越来越大。为了满足未来港口航道发展的需要，重新规划、升级港口的水域航道势在必行。本文笔者从从航道合理规划的角度出发，为增强港口水域的船舶通行安全性，对航道选线、航道宽度、航道水深确定等方面给出航道规划的具体实施方案。同时将一些航道设计的安全及其评价观点也引入其中，希望能对港口航道的合理设计带来帮助，为港口航道更能适应社会经济的发展做出贡献。
参考文献：
[1]于家根.港口水域航道合理规划设计研究[D].大连海事大学，2008.
[2]罗红苗.港口水域航道合理规划设计研究[J].珠江水运，2014，12：31-32.
[3]秦峰.港口的水域航道规划设计与安全评价研究[J].科技创新导报，2015，07：42.
[4]陳焕婉.基于SEM的港口水域通航安全评价研究[D].武汉理工大学，2012.
[5]高启先.浅析港口水域航道规划问题[J].科技资讯，2009，35：27.
[6] 孙腾达杨萌，雄振南.利用环境压力模型确定航道的宽度[J].厦门：集美大学学报，2003，8（2）：176-179.
摘要：伴随着经济是迅速发展，航运事业发展迅猛，船舶数量越来越多，船舶日趋大型化、高速化，现有港口需要不断的重新规划或拓宽航道，以满足接纳高速、大型船舶的发展要求。而航道作为港口水域布局的一个重要方面。其规划合理性对提高港口水域通航安全何效率有很大作用。本文对于内河港口航道规划设计中的航道选线航道宽度设计进行研究，得出相关设计原则和方法。
0引言
经济全球化发展，迫使港口加速建设和扩大规模，作为航运节点的港口，其水域环境有限，较大船舶交通流量与通航密度带来航运安全隐患。航道为船舶进出港提供了一条待定的安全航行路线。多数情况下，河道水深不能满足船舶吃水要求，航道多采取人工挖掘形成。船舶进出港口必须按照航行标志航行，遵守航行规则，以免发生事故。航道作为港口水域的重要要素，合理规划航道对通过港口水域通行效率提升与安全性保证有重要作用。航道规划设计包括航道选线、航道尺度（包括宽度、水深及转弯段参数等）以及导助航标志等内容。本文主要论述了航道选线、航道宽度设计和航道水深的确定方面的内容，期望对于今后港口水域航道规划起到很好指导作用。
1航道选线
航道是船舶进出港口的安全通行路线，航道选线要遵循操船安全、挖方量少、施工期短，疏浚维护方便和节省投资等技术经济合理原则。为了有助于航道设计师掌握选线方法，建议有关选线设计的布置原则要求如下：
1.1船舶通行的安全性
为适应港口的未来发展，须确保通过港口的最大船舶在港口中不碰壁、不搁浅。布置进出港航道选择航线方案时，应首先按设计阶段要求进行地形水深测量、水文气象观测和地质地貌勘察以及研究分析工作，在满足港口总体规划的前提下，要根据地形条件尽量多利用天然水深选择较短航道，避免大量开挖岩石、暗礁和底质不稳定的浅滩，并对航道的泥沙回淤做出论证。
1.2航道轴线的平面布置
为保证船舶在航道中安全方便进出港口，满足良好的操船作业条件，提高航道通过能力，航道轴线的平面布置应符合以下要求：1）航道的轴线应该尽量顺直，避免“s”行弯转向。2）航道需要转向时，转向角应尽量控制在30°以内，超过30°时可根据具体条件适当加大转弯半径，加宽航道，减少航速或使用拖轮助航。3）应避免多次转向，但当航道较长又受多地形限制，必须要转几次弯才能进港、出港时，要根据船舶性能、吨级大小、航道断面尺度，导助航设施和自然条件等，除减小转向角外，还应满足转弯前调整修正船位的直线段和两次转弯间的直线段长度要求。4）防波堤口门前的航道应直线布置，若受地形条件限制有弯道时，其直线长度可按上述两次转弯间的直线长度要求控制。5）防波堤口内进出港航道与转头水域连接时最好按直线布置，并应该满足制动距离要求。对于进口门后必须转向的航道，其转弯半径建议为5L～8L。6）航道轴线与桥墩，灯塔和观测平台等固定设置靠近时，由于受风和水流的影响，改变了建筑物周围的流场，破坏了航道上水流和风流状态，使船舶经过这些设施时候发生偏航，为了消除这些影响，一般航道边线与固定设施之间要大于3.5倍设施的宽度。7）航道通过桥梁等狭窄水域时，其两侧航道应各有5L直线长度，以满足调整船位对标进线的要求。
1.3河口航道选择
选择航道线布置方位要注意研究水文气象条件对船舶运动和操船作业的影响，并要考虑到地形和地质条件的特点。良好的航道选线方案应具有良好的操船作业条件。
根据河口地区的自然条件，选择最优的航道位置，使航道易于维持通航水深又便于安全操船是河口航道中心问题。1）对于河口上游的进口段选槽定线问题，应本着维持原来的水力状态，沿着河道中主流冲刷的深槽布线，保持弯道河势，顺应水流的自然流态，有利于航槽稳定。2）要保证通航条件，必须采取工程措施，加强落潮流，冲刷航道，维持航深。3）沿落潮流主流线选择航道轴线，航槽交稳定，挖方量少，容易采取工程措施，满足通航要求。4）我国北方冬季港口选择航道方位时，要注意研究冬季封港冰况，包括封港时间，岸冰河浮冰的出现和消失时间。5）航道选线应该设置制造简单，维修方便，使用安全可靠的导助航设施和标志。
2.航道宽度
航道宽度指的是设计乘潮水位或低水位的航槽断面的设计水深处的两底边线间的宽度。航道的有效宽度有三部分：船舶的航迹带宽度、富裕宽度、航道底边与船舶间的富裕宽度。经验数据显示，航迹宽度在2.0-4.5B范围内为宜；船舶富裕距离应根据港口具体情况来确定合理的取值，一般取100英尺或最大船宽；航道底边与船舶间的富裕宽度受航速、船舶类型等因素影响。
2.1航迹带宽度
由于受到流和风等影响，船舶的航迹要与航道保持平行是较为困难的，就算在无流和风的情况下航行，船舶也会在螺旋桨的致偏作用影响下产生船舶首向右或左偏转的现象，这时需要对舵角进行操纵才能够保持航向，因此，船舶在航道中的航迹是在导航中线左右摆动的蛇行路线，根据长期的经验总结得出：一般应保持航迹带宽度2.0B～4.5B。
2.2船舶间富裕宽度
船舶在航道中行驶错船是在所难免的，为了确保航行安全，杜绝船吸现象，两航迹带之间应保持一定的内侧距离。而影响两艘船舶之间的相互作用因素主要有两船之间的距离、船型的尺度大小和比例、航行的速度和速度比例等，一般来说可将其分解成船舶的回转力矩与横向作用力，其中，横向力的方向和大小的变化是由于两船相对位置不同所引起了。而回转力矩（特别是向内侧的回转力矩非常之重要）会把两船都向内侧转向，致使它们相互急剧靠近。要保持两艘船舶之间最小的安全距离应该参考大量科研结果进行相关研究。
2.3船舶与航道底边间的富裕间距
在航道比较长，自然条件相对来说非常恶劣、不容易控制导标灵敏度，船舶的定位也比较困难的情况下，可以将航道宽度在合理范围内进行加宽，而在与之相反的情况下，就可以进行缩窄。对较为典型双向航道来说，其宽度一般是船宽八倍左右，而单向航道宽度一般则是船宽的五倍左右。弯曲航道段内的船舶航行由于转向时飘动，通过时必须以投影宽度为准，这就要求其宽度要大于直线段。对此，可以使用规范建议的图解法对需要进行加宽的各项数值以及转弯半径与转向角进行相应的设计，常用的有折线切割法和切角法，折线切割法主要是对航道内侧边缘进行设计确定，具体来说就是采用n次转向的方式，其中每一次都进行1/n的转向，最后实现转向目的；切角法主要是对航道转弯内侧边缘进行设计确定，采用两次转向的方式，一次就转半个预定转向角，经过两次转向来实现转向的目的。
3、航道水深确定
航道水深是航道内的最浅处水面到河底的垂直方向上的距离，是船舶安全通行的最小深度。影响航道水深的因素有航行中的船体下沉、龙骨下的富裕深度、波浪富裕深度、水深测量误差等。经典的航道水深是船舶满载吃水、龙骨下的最小富裕深度、波浪富裕深度、船舶航行下沉值、备淤深度、船舶尾吃水这五个变量的加和。本文在传统方法的基础上加入了水深测量误差，希望能得到更安全的船舶航行效果。
4、结束语
随着船舶的大型化和港口规模的不断扩大，港口水域航道的交通运输压力越来越大。为了满足未来港口航道发展的需要，重新规划、升级港口的水域航道势在必行。本文笔者从从航道合理规划的角度出发，为增强港口水域的船舶通行安全性，对航道选线、航道宽度、航道水深确定等方面给出航道规划的具体实施方案。同时将一些航道设计的安全及其评价观点也引入其中，希望能对港口航道的合理设计带来帮助，为港口航道更能适应社会经济的发展做出贡献。
参考文献：
[1]于家根.港口水域航道合理规划设计研究[D].大连海事大学，2008.
[2]罗红苗.港口水域航道合理规划设计研究[J].珠江水运，2014，12：31-32.
[3]秦峰.港口的水域航道规划设计与安全评价研究[J].科技创新导报，2015，07：42.
[4]陳焕婉.基于SEM的港口水域通航安全评价研究[D].武汉理工大学，2012.
[5]高启先.浅析港口水域航道规划问题[J].科技资讯，2009，35：27.
[6] 孙腾达杨萌，雄振南.利用环境压力模型确定航道的宽度[J].厦门：集美大学学报，2003，8（2）：176-179.