港口、航道及海岸工程2014

1、港口、航道與海岸工程港口、航道與海岸工程主要內(nèi)容一、前言一、前言二、港口工程二、港口工程 三、航道工程三、航道工程四、海岸工程四、海岸工程五、港口工程發(fā)展方向五、港口工程發(fā)展方向 一一 前言前言 地球表面近地球表面近71%被海洋覆蓋，所形成的海被海洋覆蓋，所形成的海岸線總長度約岸線總長度約44萬公里。全世界經(jīng)濟技術最發(fā)萬公里。全世界經(jīng)濟技術最發(fā)達的區(qū)域多位于沿海地區(qū)，世界達的區(qū)域多位于沿海地區(qū)，世界60%的人口居的人口居住在距海岸住在距海岸100公里內(nèi)的沿海地區(qū)。港口是進公里內(nèi)的沿海地區(qū)。港口是進行海洋與海岸帶開發(fā)和國際交流的基地和橋頭行海洋與海岸帶開發(fā)和國際交流的基地和橋頭堡，國際貿(mào)易量的堡

2、，國際貿(mào)易量的90%是通過水路運輸和港口是通過水路運輸和港口完成的。港口航道與海岸工程是在海洋的自然完成的。港口航道與海岸工程是在海洋的自然特性研究之基礎上，以工程措施進行海岸帶資特性研究之基礎上，以工程措施進行海岸帶資源開發(fā)和空間利用、海岸防護的工程科學，主源開發(fā)和空間利用、海岸防護的工程科學，主要包括港口工程、海岸防護工程、海上疏浚工要包括港口工程、海岸防護工程、海上疏浚工程、海洋工程等。程、海洋工程等。 我校港口、航道與海岸工程專業(yè)是在大連我校港口、航道與海岸工程專業(yè)是在大連工學院（大連理工大學前身）建校時成立的，工學院（大連理工大學前身）建校時成立的，已有六十多年的歷史，是國內(nèi)成立最早

3、、實力已有六十多年的歷史，是國內(nèi)成立最早、實力最強的專業(yè)：最強的專業(yè)： 海岸工程專業(yè)海岸工程專業(yè)1984年被授權為博士點。年被授權為博士點。 1988年設立水利工程博士后流動站。年設立水利工程博士后流動站。 1990年港口、海岸及近海工程國家重點年港口、海岸及近海工程國家重點實驗室建成并開始運行，試驗設備為國際一流。實驗室建成并開始運行，試驗設備為國際一流。 1996年本學科點被確定為年本學科點被確定為211工程重點建工程重點建設學科。設學科。 在在2005年中國大學本科專業(yè)排名中，我年中國大學本科專業(yè)排名中，我校本專業(yè)排名位于全國第一位（開設本專業(yè)院校本專業(yè)排名位于全國第一位（開設本專業(yè)院校

4、共校共16所）。所）。 國家重點實驗室簡介國家重點實驗室簡介：海岸和近海工程：海岸和近海工程國家重點實驗室于國家重點實驗室于1986年由國家計委批準籌建，年由國家計委批準籌建，1990年通過國家驗收后被批準對國內(nèi)外開放。年通過國家驗收后被批準對國內(nèi)外開放。 實驗室有水利工程、土木工程兩個一級學實驗室有水利工程、土木工程兩個一級學科博士點和博士后流動站，實驗室擁有可模擬科博士點和博士后流動站，實驗室擁有可模擬產(chǎn)生海浪、海流和潮汐等綜合作用的多功能水產(chǎn)生海浪、海流和潮汐等綜合作用的多功能水池、大波流水槽、海洋環(huán)境水槽、渾水水槽等池、大波流水槽、海洋環(huán)境水槽、渾水水槽等大型設備。大型設備。多功能水池

5、多功能水池多功能綜合水池，水池有效使用尺寸為34m55m，最大水深0.7m，池中有一個15m15m的深水池，最大水深可達1.7m，配有實驗室自制的可移式多向不規(guī)則波造波機(0.4m70)、微機控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，潮汐模擬系統(tǒng)及2臺1.0m3/s軸流泵的造流系統(tǒng)。（二）港口工程（二）港口工程 1 定義：定義：港口是供船舶停泊和避風的場港口是供船舶停泊和避風的場所，也是水陸聯(lián)運的樞紐，在這里進行旅客、所，也是水陸聯(lián)運的樞紐，在這里進行旅客、貨物集散并變換運輸方式貨物集散并變換運輸方式 ，如由水運轉為鐵，如由水運轉為鐵路或公路運輸，或者作于此相反的轉載。路或公路運輸，或者作于此相反的轉載。2 分類：

6、分類：按功能分類：按功能分類： 商港商港: :供一般商船使用，供貨物裝卸及旅供一般商船使用，供貨物裝卸及旅客上下船，并具備貨物貯存及運輸?shù)臈l件。如客上下船，并具備貨物貯存及運輸?shù)臈l件。如大連港、上海港、青島港等。大連港、上海港、青島港等。工業(yè)港工業(yè)港: :主要特點是港口大部分或全部設主要特點是港口大部分或全部設施直接服務于港區(qū)內(nèi)的工業(yè)或倉儲企業(yè)。施直接服務于港區(qū)內(nèi)的工業(yè)或倉儲企業(yè)。如我國臺灣高雄港。如我國臺灣高雄港。漁港漁港: :服務于水產(chǎn)業(yè)，通常具備漁品接卸、加工、服務于水產(chǎn)業(yè)，通常具備漁品接卸、加工、制冰、冷藏及漁需物資補給能力。如大連漁港。制冰、冷藏及漁需物資補給能力。如大連漁港。軍港軍

7、港: :為軍事目的而設置的港口。為軍事目的而設置的港口。 如旅順軍港。如旅順軍港。 按所在地理位置分類：按所在地理位置分類：海岸港海岸港：位于開敞海岸或海灣內(nèi)的港口，為海位于開敞海岸或海灣內(nèi)的港口，為海上運輸服務。如大連港、青島港等上運輸服務。如大連港、青島港等河口港河口港：位于河口地區(qū)，是海位于河口地區(qū)，是海河聯(lián)運的樞紐河聯(lián)運的樞紐港口。如廣州黃埔港等。港口。如廣州黃埔港等。海岸港和河口港統(tǒng)稱為海港。海岸港和河口港統(tǒng)稱為海港。 內(nèi)河港內(nèi)河港：位于河流和運河沿岸的港口。如我國位于河流和運河沿岸的港口。如我國的南京港、武漢港、重慶港等。的南京港、武漢港、重慶港等。湖港湖港：位于天然湖泊沿岸或江河

8、入湖口處的港位于天然湖泊沿岸或江河入湖口處的港口。口。水庫港水庫港：位于大型水庫沿岸的港口。位于大型水庫沿岸的港口。按建設方式分類：天然港，人工港按建設方式分類：天然港，人工港 世界三大天然良港，是香港的維多利亞港、美國的世界三大天然良港，是香港的維多利亞港、美國的舊金山灣及巴西的里約熱內(nèi)盧港的合稱。舊金山灣及巴西的里約熱內(nèi)盧港的合稱。維多利亞港是香港在香港島和九龍半島之間的海港維多利亞港是香港在香港島和九龍半島之間的海港。由于港闊水深，被喻為世界三大天然良港之一。由于港闊水深，被喻為世界三大天然良港之一。舊金山灣是美國西岸加利福尼亞州中北部的一個海港舊金山灣是美國西岸加利福尼亞州中北部的一個

9、海港，在沙加緬度河下游出?？?。海港呈南北鏈型，周圍，在沙加緬度河下游出?？?。海港呈南北鏈型，周圍分布獨立的城市，以半島的舊金山，東灣的奧克蘭，分布獨立的城市，以半島的舊金山，東灣的奧克蘭，同南灣的圣荷西為主。同南灣的圣荷西為主。里約熱內(nèi)盧港在巴西東南岸里約熱內(nèi)盧東面的海港。里約熱內(nèi)盧港在巴西東南岸里約熱內(nèi)盧東面的海港。3 港口的組成:港口由水域、碼頭及其水工建筑物、陸域設施組成。（1 1）港口水域）港口水域港口水域包括港口水域包括錨地錨地、航道航道、船舶掉頭船舶掉頭水域水域和港池，還有和港池，還有導航、助航標志導航、助航標志等等設施。設施。錨地錨地一般用來供船一般用來供船舶拋錨停泊，等待舶拋錨

10、停泊，等待檢查及引水。檢查及引水。航道航道是保證船舶沿著足夠寬度、足夠水深的路線進是保證船舶沿著足夠寬度、足夠水深的路線進出港口的水域。出港口的水域。船舶掉頭水域船舶掉頭水域是供船舶掉頭用的水域面積，也成回是供船舶掉頭用的水域面積，也成回旋水域，一般需要直徑為旋水域，一般需要直徑為1.5-3倍船長的圓面積。倍船長的圓面積。港池港池，是供船舶靠離碼頭和裝卸貨物用的毗鄰碼頭的水域，是供船舶靠離碼頭和裝卸貨物用的毗鄰碼頭的水域。導航助航標志主要有燈塔，其射程一般為導航助航標志主要有燈塔，其射程一般為10-25海里，是船海里，是船舶接近陸岸的主要標志。舶接近陸岸的主要標志。防波堤堤頭、險礁以及指示錨地

11、邊界一般用燈樁，其射程防波堤堤頭、險礁以及指示錨地邊界一般用燈樁，其射程視需要在視需要在2-7海里。海里。 燈塔燈塔港池港池（2）碼頭 碼頭是?？看?、上下旅客和裝卸貨物的場所。碼頭前沿線是水域和陸域交接的地域，是港口生產(chǎn)活動的中心。碼頭按結構形式可分為高樁式、板樁式、重力式等。防護系統(tǒng)是保護碼頭的重要設施。當船舶靠泊時會對碼頭產(chǎn)生巨大的沖擊力，這時需要能吸收大量能量的防護系統(tǒng)來保護碼頭，常見的防護系統(tǒng)為護舷。船舶裝卸作業(yè)需要水面平穩(wěn)，避免船舶顛簸。在天然掩護不足的地點建港，需要建設防波堤(直立式、斜坡式、半圓式等)，用以圍護足夠的水域防止波浪、海流等侵襲。 （3 3）陸域設施）陸域設施陸域設

12、施包括倉庫、堆場、鐵路、道路、裝卸機械、運輸機械及生產(chǎn)輔助設施等。 1 定義定義: 航道是指沿海、江河、湖泊、水庫、航道是指沿海、江河、湖泊、水庫、渠道和運河內(nèi)可供船舶在不同水位期通航的水渠道和運河內(nèi)可供船舶在不同水位期通航的水域。航道工程指以延長通航里程、提高航道標域。航道工程指以延長通航里程、提高航道標準、改善通航條件和保障航道暢通為目的，而準、改善通航條件和保障航道暢通為目的，而實施的疏浚、整治、清障等工程的總稱。實施的疏浚、整治、清障等工程的總稱。 2 分類分類: 航道分天然航道和人工航道，按使航道分天然航道和人工航道，按使用條件和其特性的不同又分為沿海航道、內(nèi)河用條件和其特性的不同又

13、分為沿海航道、內(nèi)河航道、人工運河等。航道、人工運河等。（三）（三）航道工程航道工程本專業(yè)重點研究船舶進港航道。本專業(yè)重點研究船舶進港航道。 進港航道系指由海上航線或內(nèi)河主航道通進港航道系指由海上航線或內(nèi)河主航道通向港內(nèi)水域的聯(lián)接航道。為保證船舶安全方便向港內(nèi)水域的聯(lián)接航道。為保證船舶安全方便的進出港口，必須有足夠的深度、寬度、適當?shù)倪M出港口，必須有足夠的深度、寬度、適當?shù)姆较蚝秃颓拾霃?，避免強烈的橫風橫流和的方向和和曲率半徑，避免強烈的橫風橫流和嚴重淤積。嚴重淤積。 當航道為內(nèi)河航道時還包括建設通航建筑當航道為內(nèi)河航道時還包括建設通航建筑物等設施，如船閘。物等設施，如船閘。船閘是指克服河流上

14、建壩（或天然）形成的集船閘是指克服河流上建壩（或天然）形成的集中水差的一種過船建筑物，它由上下閘首、閘中水差的一種過船建筑物，它由上下閘首、閘門、閘室等組成。門、閘室等組成。 三峽船閘簡介：三峽船閘簡介： 三峽船閘全長三峽船閘全長.公里，可通過萬噸級船公里，可通過萬噸級船隊，設計單向年通過能力萬噸，其中，隊，設計單向年通過能力萬噸，其中，船閘主體段閘首和閘室分南北兩線，每線船閘船閘主體段閘首和閘室分南北兩線，每線船閘主體段由個閘首和個閘室組成，每個閘室主體段由個閘首和個閘室組成，每個閘室長米、寬米，閘室坎上最小水長米、寬米，閘室坎上最小水深米。深米。 船閘人字門是名副其實的船閘人字門是名副其實

15、的“天下第一天下第一門門”，單扇門寬，單扇門寬.米，高米，高.米，厚米，厚度米，面積有兩個籃球場那么大，重達度米，面積有兩個籃球場那么大，重達多噸。多噸。 1 定義：海岸工程是自然科學和工程技術在海岸帶開發(fā)規(guī)劃、設計與工程建設上的應用，這些工程目的是減緩或控制海岸地區(qū)大氣、海洋與陸地的相互作用，以提高海岸帶資源的潛在能力，故海岸工程就是進行海岸防護、海岸帶資源開發(fā)和空間利用所采取的各種工程措施。四、海岸工程四、海岸工程2 組成：海岸工程主要包括海岸防護工程、河口治理工程、海上疏浚工程、圍海工程、漁業(yè)工程、環(huán)境工程以及灘海海上平臺和人工島工程等。（1） 海岸防護工程海岸防護工程 海岸工程用來保護

16、沿海城鎮(zhèn)、農(nóng)田、鹽場和岸灘，防止風暴潮的泛濫淹沒，抵御波浪、水流的侵襲與淘刷的各種工程設施。海岸防護的基本設施有丁壩、離岸堤、護岸和海堤等海岸建筑物。丁壩：丁壩：丁壩是一種大致與海岸線相垂直布置丁壩是一種大致與海岸線相垂直布置的海岸建筑物，對斜向來的波浪和沿岸流起的海岸建筑物，對斜向來的波浪和沿岸流起著阻礙作用。丁壩一方面減弱了波浪和水流著阻礙作用。丁壩一方面減弱了波浪和水流對海岸的沖刷，同時又阻礙了泥沙的沿岸運對海岸的沖刷，同時又阻礙了泥沙的沿岸運動，使泥沙淤積在一側。動，使泥沙淤積在一側。離岸堤：在海岸線外一定距離的海域中建造大離岸堤：在海岸線外一定距離的海域中建造大致與岸線平行的防波堤，

17、一般建于離海岸線較致與岸線平行的防波堤，一般建于離海岸線較近的淺水海域。由于離岸堤后波能減弱，因此近的淺水海域。由于離岸堤后波能減弱，因此可有效保護該段海灘免遭海浪的侵蝕。在離岸可有效保護該段海灘免遭海浪的侵蝕。在離岸堤與海岸線間的波浪掩護區(qū)內(nèi)，沿岸輸沙能力堤與海岸線間的波浪掩護區(qū)內(nèi)，沿岸輸沙能力也將減弱，促使上游側輸入的泥沙沉積下來。也將減弱，促使上游側輸入的泥沙沉積下來。護岸護岸和和海堤：海堤：護岸和海堤是建造在海灘較高護岸和海堤是建造在海灘較高部位用來分界海濱陸域與海域的建筑物，它部位用來分界海濱陸域與海域的建筑物，它的走向一般與海岸線平行。在海岸防護工程的走向一般與海岸線平行。在海岸防

18、護工程中，對海堤和護岸并無明確的定義區(qū)分中，對海堤和護岸并無明確的定義區(qū)分。v通常對位于海路邊通常對位于海路邊界上以擋土為主的界上以擋土為主的建筑物可稱為護岸。建筑物可稱為護岸。護岸的頂高程一般護岸的頂高程一般與其后方陸域高程與其后方陸域高程相同或接近。相同或接近。海堤海堤防波堤防波堤 隔熱堤隔熱堤 核島反應堆核島反應堆 護岸護岸 排水箱涵排水箱涵 核電廠海域工程包括取、排水構筑物及防波堤、核電廠海域工程包括取、排水構筑物及防波堤、隔熱堤、護岸等隔熱堤、護岸等水工結構水工結構 其其功能功能是為核是為核反應堆提供循環(huán)反應堆提供循環(huán)冷卻水，并保障冷卻水，并保障地震等災害發(fā)生地震等災害發(fā)生時安全停堆

19、所必時安全停堆所必需的冷卻水供應需的冷卻水供應，是，是核安全相關核安全相關物項物項（2） 海上疏浚工程海上疏浚工程利用挖泥機具開挖水下土石方，以疏通航道，利用挖泥機具開挖水下土石方，以疏通航道，浚深港池和錨地水域等，稱為疏浚。它是維持浚深港池和錨地水域等，稱為疏浚。它是維持航道尺度，改善船舶航行條件所經(jīng)常采用的手航道尺度，改善船舶航行條件所經(jīng)常采用的手段。段。疏浚工程按其性質和任務的不同，分為基建性疏浚工程按其性質和任務的不同，分為基建性疏浚和維修性疏浚兩種。疏浚和維修性疏浚兩種。開挖新航道、港池、擴大和加深現(xiàn)有航道、港開挖新航道、港池、擴大和加深現(xiàn)有航道、港池等，屬基建性疏浚。池等，屬基建性疏浚。為維持現(xiàn)有航道和港池于規(guī)定尺度而挖除回淤為維持現(xiàn)有航道和港池于規(guī)定尺度而挖除回淤的泥沙，屬維修性疏浚。的泥沙，屬維修性疏浚。 主要疏浚機具為挖泥主要疏浚機具為挖泥船。船。挖泥船挖泥船五、五、 港口工程發(fā)展方向港口工程發(fā)展方向隨著海洋運輸業(yè)的發(fā)展和船舶尺度的日益隨著海洋運輸業(yè)的發(fā)展和船舶尺度的日益增加，港口碼頭也向大型化、深水化的方增加，港口碼頭也向大型化、深水化的方向發(fā)展。建設大型深水開敞碼頭、增加專向發(fā)展。建設大型深水開敞碼頭、增加專用泊位已成為一種必然的趨勢。用泊位已成為一種必然的趨勢。擴建深水航道和港池。擴建深水航道和港池。集裝箱主干線上的樞紐集裝箱主干線上的樞紐港航