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单向航道实现双向通航研究 航海模拟器教研室 张锡海 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，使航道成为港口发展的瓶颈。 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。 研究的内容 依据理论计算确定单向航道实现双向通航的可能性； 通过航海模拟器实验验证其可行性； 预评价实施风险； 制定有效的监管措施和应急保障预案； 实施效果评估机制不断完善监管措施和应急保障预案，以实现现有航道对部分船舶有条件的实施双向通航措施，节省港口建设资金，提高航道利用率，全面提升港口总体运营效益和港口功能。 研究的总体思路 研究的关键在于不改变现有航道工程和导助航实施布置的情况下，利用港口现有建设基础和船舶监管手段，实现双向通航，并保证航行安全。 主要思路是首先按照现行技术规范、标准计算利用现有航道水深、宽度、边坡等资源来实施双向通航的理论可能性。 其次根据来港船舶的特点确定双向通航船舶的适用范围，利用航海模拟器技术针对不同风流条件、船速等情况进行多次不同吨位间的双向通航模拟试验，以验证其理论可行性，并预先评价其实施的风险性。 在实施应用阶段，制定有效的监管措施和应急保障预案。 航道的有效宽度 根据《海港总平面设计规范》规定： 单向航道：W = A + 2C 双向航道：W = 2A + b + 2C 其中：A—航迹带的宽度； b—船舶富裕宽度； C—船舶与航道底边间的富裕宽度。 航道的有效宽度 在不同风流条件下，航迹带宽度A计算如下： A = n·（L sin? + B） 式中：n—船舶漂移倍数，可查表求得数值； ?—风流压偏角 ，可查表求得数值； L—船长（m）； B—船宽（m）。 以京唐港为例论证 京唐港现有航道为7万吨级单向航道，全长9350m，底宽180m，底标高-15m，航道边坡比为1：5，底质为沙质。于2006年10月建成投产使用。 根据港区实际统计：2006年、2007年来港船舶中1万吨级以下船舶数量为2511艘和2944艘，分别占各自全年来港总数的69.6%和69%。 这些船舶占用航道时间与大吨位船舶在航道航行时间差不多，使得航道水域不能充分利用，浪费了资源。 以京唐港为例论证 据统计，单向通航时日平均进出港船舶为29.8艘，平均进出港时间为48.3min。 按照目前进出港船舶用时计算，进出港船舶密度已经处于满负荷状态，没有再提升的空间，这对于正在高速发展的京唐港来说，将受到非常大的限制。 单向航道的通航能力不足，导致船舶在锚地、泊位滞留情况严重，港口泊位、门机空闲等船现象时有发生，极大的影响了港口正常生产作业。 以京唐港为例论证 双向航道：W = 2A + b + 2C A = n·（L sin? + B） 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。 京唐港7万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： W = A1 + C1 + b + A2 + C2 A1 = n（L1 sin? + B1） A2 = n（L2 sin? + B2） 上述公式中，下标“1”表示大船，下标“2”表示小船， b按照大船设计船宽取值。船舶漂移倍数n，查表本港取1.69；风流压偏角? ，查表本港取7°； 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。 推导出小船船宽计算公式： A2 + C2 B2 = —————————————