港口、航道與海岸工程概論

港口、航道與海岸工程內(nèi)容簡(jiǎn)介一本專業(yè)發(fā)展概況二本專業(yè)內(nèi)涵三發(fā)展方向

一專業(yè)概況

地球表面近71%被海洋覆蓋，所形成的海岸線總長(zhǎng)度約44萬(wàn)公里。全世界經(jīng)濟(jì)技術(shù)最發(fā)達(dá)的區(qū)域多位于沿海地區(qū)，世界60%的人口居住在距海岸100公里內(nèi)的沿海地區(qū)。港口是進(jìn)行海洋與海岸帶開(kāi)發(fā)和國(guó)際交流的基地和橋頭堡，國(guó)際貿(mào)易量的90%是通過(guò)水路運(yùn)輸和港口完成的。港口航道與海岸工程是在海洋的自然特性研究之基礎(chǔ)上，以工程措施進(jìn)行海岸帶資源開(kāi)發(fā)和空間利用、海岸防護(hù)的工程科學(xué)，主要包括港口工程、海岸防護(hù)工程、海上疏浚工程、海洋工程等。

我校港口、航道與海岸工程專業(yè)是在大連工學(xué)院（大連理工大學(xué)前身）建校時(shí)成立的，已有近五十年的歷史，是國(guó)內(nèi)成立最早、實(shí)力最強(qiáng)的專業(yè)：

★海岸工程專業(yè)1984年被授權(quán)為博士點(diǎn)。

★1988年本學(xué)科被評(píng)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，同年設(shè)立水利工程博士后流動(dòng)站。

★1990年港口、海岸及近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建成并開(kāi)始運(yùn)行，試驗(yàn)設(shè)備為國(guó)際一流，先后兩次通過(guò)國(guó)家評(píng)估。

★1996年本學(xué)科點(diǎn)被確定為211工程重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科。

★在2005年中國(guó)大學(xué)本科專業(yè)排名中，我校本專業(yè)排名位于全國(guó)第一位（開(kāi)設(shè)本專業(yè)院校共16所）。

國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介：海岸和近海工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室于1986年由國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)籌建，1990年通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收后被批準(zhǔn)對(duì)國(guó)內(nèi)外開(kāi)放。

實(shí)驗(yàn)室有水利工程、土木工程兩個(gè)一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)和博士后流動(dòng)站，實(shí)驗(yàn)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池、大波流水槽、海洋環(huán)境水槽、渾水水槽等大型設(shè)備。二專業(yè)內(nèi)涵

（一）港口工程

1定義：港口是供船舶停泊和避風(fēng)的場(chǎng)所，也是水陸聯(lián)運(yùn)的樞紐，在這里進(jìn)行旅客、貨物集散并變換運(yùn)輸方式

，如由水運(yùn)轉(zhuǎn)為鐵路或公路運(yùn)輸，或者作于此相反的轉(zhuǎn)載。

2分類：

▲按功能分類：

商港: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(yùn)輸?shù)臈l件。如大連港、上海港、青島港等。

工業(yè)港:主要特點(diǎn)是港口大部分或全部設(shè)施直接服務(wù)于港區(qū)內(nèi)的工業(yè)或倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)。如我國(guó)臺(tái)灣高雄港。

漁港:服務(wù)于水產(chǎn)事業(yè)，通常具備漁品接卸、加工、制冰、冷藏及漁需物資補(bǔ)給的能力。如大連漁港。

軍港:為軍事目的而設(shè)置的港口。如旅順軍港。

▲按自然條件分類：

海港位于天然海岸或海灣內(nèi)的港口。

河港位于河道內(nèi)的港口。

湖港位于天然湖泊或水庫(kù)內(nèi)的港口。

運(yùn)河港位于人工運(yùn)河內(nèi)的港口。

▲按建設(shè)方式分類：天然港，人工港

3港口的組成:港口由水域、碼頭及其水工建筑物、陸域設(shè)施組成。

（1）港口水域

港口水域包括錨地、航道、船舶掉頭水域和碼頭前水域，還有導(dǎo)航、助航標(biāo)志等設(shè)施。

錨地一般用來(lái)供船舶拋錨停泊，等待檢查及引水。

航道是保證船舶沿著足夠?qū)挾?、足夠水深的路線進(jìn)出港口的水域。

船舶掉頭水域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1.5-3倍船長(zhǎng)的圓面積。

碼頭前水域也稱為港池，是供船舶靠離碼頭和裝卸貨物用的毗鄰碼頭的水域。

導(dǎo)航助航標(biāo)志主要有燈塔，其射程一般為10-25海里，是船舶接近陸岸的主要標(biāo)志。防波堤堤頭、險(xiǎn)礁以及指示錨地邊界一般用燈樁，其射程視需要在2-7海里。

（2）碼頭

碼頭是?？看?、上下旅客和裝卸貨物的場(chǎng)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(dòng)的中心。

碼頭按結(jié)構(gòu)形式可分為高樁式、板樁式、重力式等。

防護(hù)系統(tǒng)是保護(hù)碼頭的重要設(shè)施。當(dāng)船舶靠泊時(shí)會(huì)對(duì)碼頭產(chǎn)生巨大的沖擊力，這時(shí)需要能吸收大量能量的防護(hù)系統(tǒng)來(lái)保護(hù)碼頭，常見(jiàn)的防護(hù)系統(tǒng)為護(hù)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(hù)不足的地點(diǎn)建港，需要建設(shè)防波堤(直立式、斜坡式、半圓式等)，用以圍護(hù)足夠的水域防止波浪、海流等侵襲。

（3）陸域設(shè)施

陸域設(shè)施包括倉(cāng)庫(kù)、堆場(chǎng)、鐵路、道路、裝卸機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械及生產(chǎn)輔助設(shè)施等。

裝卸機(jī)械包括用于碼頭前方、庫(kù)場(chǎng)內(nèi)和船艙內(nèi)的各種起重機(jī)、裝卸搬運(yùn)機(jī)械。

倉(cāng)庫(kù)、堆場(chǎng)供貨物在裝船前或卸船后短期存放。礦石、鋼鐵等不怕日曬雨淋的貨物可在堆場(chǎng)存放。在客運(yùn)碼頭上設(shè)置客運(yùn)站，供旅客侯船休息。

鐵路是我國(guó)許多港口集疏運(yùn)的主要方式，

在庫(kù)場(chǎng)前后設(shè)置專用線，在碼頭附近還設(shè)分區(qū)車場(chǎng)，對(duì)來(lái)往裝卸線的車輛進(jìn)行編送。

港內(nèi)道路供流動(dòng)機(jī)械運(yùn)行，并與城市道路和疏港道路相連接。

生產(chǎn)輔助設(shè)施是完成港口生產(chǎn)不可缺少的，主要有：給排水設(shè)施；供電系統(tǒng)；通信設(shè)施；輔助生產(chǎn)設(shè)施如流動(dòng)機(jī)械庫(kù)、機(jī)械修理廠、消防站、辦公樓等。

以上即為港口組成的各主要個(gè)體。港口生產(chǎn)作業(yè)是系統(tǒng)化生產(chǎn)，各個(gè)體必須相適應(yīng)、相互配合才能使生產(chǎn)作業(yè)順利進(jìn)行。

所以，港口就其工程內(nèi)容而言，是各種工程建筑物（水工、房建、鐵路、道路、橋梁和給排水等）和設(shè)備所組成的綜合體，而港口水工建筑物是這個(gè)綜合體的主要組成部分。我國(guó)港口事業(yè)發(fā)展

我國(guó)海岸線綿長(zhǎng)，島嶼眾多，自然條件優(yōu)越。在新中國(guó)成立后，大概經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展時(shí)期：

1：從新中國(guó)成立到20世紀(jì)70年代后期，沿海港口以恢復(fù)利用和技術(shù)改造為主，新建了湛江、黃埔和張家港，擴(kuò)建了天津新港、秦皇島港、煙臺(tái)港等港口，共新建、改建萬(wàn)噸級(jí)泊位30個(gè)，平均每年增加一個(gè)多萬(wàn)噸級(jí)泊位。

2：20世紀(jì)70年代初期，隨著我國(guó)對(duì)外關(guān)系

改善，進(jìn)出口貿(mào)易增加，港口能力不足，中央

提出“三年改變港口面貌”的口號(hào)，出現(xiàn)了第一次建港高潮，三年內(nèi)開(kāi)工建設(shè)58個(gè)深水泊位，到1980年新增吞吐能力一億噸以上。

3：改革開(kāi)放至今。此期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)及外貿(mào)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，國(guó)家將交通運(yùn)輸列為國(guó)家發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一，港口建設(shè)有了質(zhì)的飛躍。“八五”期間是我國(guó)港口建設(shè)成就最大的五年。沿海主要港口共建成泊位293個(gè)，其中萬(wàn)噸級(jí)以上深水泊位110個(gè)，中級(jí)泊位51個(gè)，

新增吞吐能力1.3億噸。經(jīng)過(guò)50年的港口建設(shè)，我國(guó)基本形成了港口布局合理、門類齊全、設(shè)施配套比較完整、現(xiàn)代化程度較高的沿海港口體系。

大連港概況

大連港位于黃海遼東半島南端,于1899年開(kāi)始在大連灣現(xiàn)東西部港區(qū)起步建設(shè)，相繼建設(shè)了寺兒溝港區(qū)、黑嘴子港區(qū)、香爐礁港區(qū)、甘井子港區(qū)和大窯灣港區(qū)。大連港的水域范圍面積共346平方公里。其中，大連灣水域186平方公里，大窯灣水域33平方公里，小窯灣水域17平方公里，灣外水域110平方公里，港區(qū)自然岸線長(zhǎng)度為145公里。大連港陸域面積共8.4平方公里。大連目前擁有55個(gè)生產(chǎn)泊位，萬(wàn)噸級(jí)以上深水泊位28個(gè)。另有3個(gè)萬(wàn)噸級(jí)浮筒泊位。碼頭岸線總長(zhǎng)1.59萬(wàn)米。水域內(nèi)有５個(gè)錨地，錨泊能力157艘。全港共有航道７條。

大連港是一個(gè)天然深水良港，也是我國(guó)最大的散糧、石油進(jìn)出口及對(duì)外貿(mào)易的口岸，具備裝卸貯存、中轉(zhuǎn)換裝、多式聯(lián)運(yùn)、運(yùn)輸代理、通訊信息和生活服務(wù)等６項(xiàng)功能，在東北港口群體中處于樞紐和主導(dǎo)的地位。大連港目前正在進(jìn)行其歷史上規(guī)模最大的一次擴(kuò)建工程，全部工程計(jì)劃投資在120億左右，其中重點(diǎn)工程總投資80多億元。大連港重點(diǎn)工程包括：

30萬(wàn)噸級(jí)原油碼頭工程；

25萬(wàn)噸級(jí)礦石碼頭工程；

6×１0萬(wàn)m3原油罐區(qū)工程；

新港總體改擴(kuò)建工程；

大窯灣二期工程；

國(guó)際物流園區(qū)工程和綜合物流大廈工程大連港陸域設(shè)施香爐礁港區(qū)30萬(wàn)噸原油碼頭國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的全自動(dòng)化裝卸30萬(wàn)噸礦石碼頭

礦石碼頭近景大連新港（二）航道工程

1定義:航道是指沿海、江河、湖泊、水庫(kù)、渠道和運(yùn)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(zhǎng)通航里程、提高航道標(biāo)準(zhǔn)、改善通航條件和保障航道暢通為目的，而實(shí)施的疏浚、整治、清障等工程的總稱。

2分類: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)河航道、人工運(yùn)河等。

本專業(yè)重點(diǎn)研究船舶進(jìn)港航道。

進(jìn)港航道系指航道從入口開(kāi)始至港區(qū)掉頭區(qū)域或停泊水域的航行段。進(jìn)港航道入口位置應(yīng)盡量臨近港口的外錨地，為保證船舶安全方便的進(jìn)出港口，必須有足夠的深度、寬度、適當(dāng)?shù)姆较蚝秃颓拾霃?，避免?qiáng)烈的橫風(fēng)橫流和嚴(yán)重淤積。

當(dāng)航道為內(nèi)河航道時(shí)還包括建設(shè)通航建筑物等設(shè)施，如船閘。

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(guò)船建筑物，它由上下閘首、閘門、閘室等組成。

▲三峽船閘簡(jiǎn)介：

三峽船閘全長(zhǎng)６.４公里，可通過(guò)萬(wàn)噸級(jí)船隊(duì)，設(shè)計(jì)單向年通過(guò)能力５０００萬(wàn)噸，其中，船閘主體段閘首和閘室分南北兩線，每線船閘主體段由６個(gè)閘首和５個(gè)閘室組成，每個(gè)閘室長(zhǎng)２８０米、寬３４米，閘室坎上最小水深５米。船閘人字門是名副其實(shí)的“天下第一門”，單扇門寬２０.２米，高３８.５米，厚度３米，面積有兩個(gè)籃球場(chǎng)那么大，重達(dá)８５０多噸。

（三）海岸工程

1定義：海岸工程是自然科學(xué)和工程技術(shù)在海岸帶開(kāi)發(fā)規(guī)劃、設(shè)計(jì)與工程建設(shè)上的應(yīng)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(jìn)行海岸防護(hù)、海岸帶資源開(kāi)發(fā)和空間利用所采取的各種工程措施。

2組成：海岸工程主要包括海岸防護(hù)工程、河口治理工程、海上疏浚工程、圍海工程、海洋能利用工程、漁業(yè)工程、環(huán)境工程以及灘海海上平臺(tái)和人工島工程等。與本專業(yè)密切相關(guān)的主要有海岸防護(hù)工程和海上疏浚工程。

（1）海岸防護(hù)工程

海岸工程用來(lái)保護(hù)沿海城鎮(zhèn)、農(nóng)田、鹽場(chǎng)和岸灘，防止風(fēng)暴潮的泛濫淹沒(méi)，抵御波浪、水流的侵襲與淘刷的各種工程設(shè)施。海岸防護(hù)的基本設(shè)施有丁壩、離岸堤、護(hù)岸和海堤等海岸建筑物。

丁壩：丁壩是一種大致與海岸線相垂直布置的海岸建筑物，對(duì)斜向來(lái)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對(duì)海岸的沖刷，同時(shí)又阻礙了泥沙的沿岸運(yùn)動(dòng)，使泥沙淤積在一側(cè)。

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，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，因此可有效保護(hù)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(hù)區(qū)內(nèi)，沿岸輸沙能力也將減弱，促使上游側(cè)輸入的泥沙沉積下來(lái)。

護(hù)岸和海堤：護(hù)岸和海堤是建造在海灘較高部位用來(lái)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(hù)工程中，對(duì)海堤和護(hù)岸并無(wú)明確的定義區(qū)分。通常對(duì)位于海路邊界上以擋土為主的建筑物可稱為護(hù)岸。護(hù)岸的頂高程一般與其后方陸域高程相同或接近。對(duì)于風(fēng)暴潮和大浪期間，保護(hù)陸域及陸上建筑物免遭海水浸淹和海浪破壞為主要目的的建筑物則可稱為海堤，海堤的頂高程常高于其后方陸域的高程。

（2）海上疏浚工程

利用挖泥機(jī)具開(kāi)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。它是維持航道尺度，改善船舶航行條件所經(jīng)常采用的手段。

疏浚工程按其性質(zhì)和任務(wù)的不同，分為基建性疏浚和維修性疏浚兩種。開(kāi)挖新航道、港池、擴(kuò)大和加深現(xiàn)有航道、港池等，屬基建性

三港口工程發(fā)展方向

近幾十年來(lái)，世界經(jīng)濟(jì)有了快速的增長(zhǎng)，參加國(guó)際間的大循環(huán)，已成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種重要方式，因而促進(jìn)了海洋運(yùn)輸業(yè)及港口的發(fā)展，并具有以下特點(diǎn)：

1：運(yùn)量迅速增長(zhǎng)。新中國(guó)成立初期沿海主要港口的吞吐量?jī)H為1348萬(wàn)噸，而1998年我國(guó)主要沿海港口的吞吐量已達(dá)13億噸。

2：船舶大型化與專業(yè)化。由于海運(yùn)量和大宗貨物批量的大幅度增長(zhǎng)，以及全球性的國(guó)際貨物交換，如我國(guó)鐵礦石來(lái)自澳大利亞及拉美國(guó)家，原油來(lái)自中東地區(qū)，采用大噸位