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(jì)技術(shù)最發(fā)萬公里。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)，世界達(dá)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(jìn)公里內(nèi)的沿海地區(qū)。港口是進(jìn)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(yùn)輸和港口是通過水路運(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)行海岸帶資特性研究之基礎(chǔ)上，以工程措施進(jìn)行海岸帶資源開發(fā)和空間利用、海岸防護(hù)的工程科學(xué)，主源開發(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。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(xué)院（大連理工大學(xué)前身）建校時成立的，工學(xué)院（大連理工大學(xué)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(shí)力已有六十多年的歷史，是國內(nèi)成立最早、實(shí)力最強(qiáng)的專業(yè)：最強(qiáng)的專業(yè)： 海岸工程專業(yè)海岸工程專業(yè)1984年被授權(quán)為博士點(diǎn)。年被授權(quán)為博士點(diǎn)。 1988年設(shè)立水利工程博士后流動站。年設(shè)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(diǎn)年港口、海岸及近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室建成并開始運(yùn)行，試驗設(shè)備為國際一流。實(shí)驗室建成并開始運(yùn)行，試驗設(shè)備為國際一流。 1996年本學(xué)科點(diǎn)被確定為年本學(xué)科點(diǎn)被確定為211工程重點(diǎn)建工程重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科。設(shè)學(xué)科。 在在2005年中國大學(xué)本科專業(yè)排名中，我年中國大學(xué)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(shè)本專業(yè)院校本專業(yè)排名位于全國第一位（開設(shè)本專業(yè)院校

4、共校共16所）。所）。 國家重點(diǎn)實(shí)驗室簡介國家重點(diǎn)實(shí)驗室簡介：海岸和近海工程：海岸和近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗室于國家重點(diǎn)實(shí)驗室于1986年由國家計委批準(zhǔn)籌建，年由國家計委批準(zhǔn)籌建，1990年通過國家驗收后被批準(zhǔn)對國內(nèi)外開放。年通過國家驗收后被批準(zhǔn)對國內(nèi)外開放。 實(shí)驗室有水利工程、土木工程兩個一級學(xué)實(shí)驗室有水利工程、土木工程兩個一級學(xué)科博士點(diǎn)和博士后流動站，實(shí)驗室擁有可模擬科博士點(diǎn)和博士后流動站，實(shí)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(shè)備。大型設(shè)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(dá)1.7m，配有實(shí)驗室自制的可移式多向不規(guī)則波造波機(jī)(0.4m70)、微機(jī)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(fēng)的場港口是供船舶停泊和避風(fēng)的場所，也是水陸聯(lián)運(yùn)的樞紐，在這里進(jìn)行旅客、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)輸方式貨物集散并變換運(yùn)輸方式 ，如由水運(yùn)轉(zhuǎn)為鐵，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。路或公路運(yùn)輸，或者作于此相反的轉(zhuǎn)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(yùn)輸?shù)臈l件。如客上下船，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。大連港、上海港、青島港等。工業(yè)港工業(yè)港: :主要特點(diǎn)是港口大部分或全部設(shè)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)或倉儲企業(yè)。施直接服務(wù)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(wù)于水產(chǎn)業(yè)，通常具備漁品接卸、加工、服務(wù)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(bǔ)給能力。如大連漁港。制冰、冷藏及漁需物資補(bǔ)給能力。如大連漁港。軍港軍

7、港: :為軍事目的而設(shè)置的港口。為軍事目的而設(shè)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(yùn)輸服務(wù)。如大連港、青島港等上運(yùn)輸服務(wù)。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(yùn)的樞紐河聯(lián)運(yùn)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(yùn)河沿岸的港口。如我國位于河流和運(yùn)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?？?。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(shè)方式分類：天然港，人工港按建設(shè)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口。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(dú)立的城市，以半島的舊金山，東灣的奧克蘭，分布獨(dú)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(shè)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(dǎo)航、助航標(biāo)志導(dǎo)航、助航標(biāo)志等等設(shè)施。設(shè)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?qū)挾?、足夠水深的路線進(jìn)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。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(dǎo)航助航標(biāo)志主要有燈塔，其射程一般為導(dǎo)航助航標(biāo)志主要有燈塔，其射程一般為10-25海里，是船海里，是船舶接近陸岸的主要標(biāo)志。舶接近陸岸的主要標(biāo)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 碼頭是停靠船舶、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(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(hù)系統(tǒng)來保護(hù)碼頭，常見的防護(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 3）陸域設(shè)施）陸域設(shè)施陸域設(shè)

12、施包括倉庫、堆場、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。 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(yùn)河內(nèi)可供船舶在不同水位期通航的水渠道和運(yùn)河內(nèi)可供船舶在不同水位期通航的水域。航道工程指以延長通航里程、提高航道標(biāo)域。航道工程指以延長通航里程、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。實(shí)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(yùn)河等。航道、人工運(yùn)河等。（三）（三）航道工程航道工程本專業(yè)重點(diǎn)研究船舶進(jìn)港航道。本專業(yè)重點(diǎn)研究船舶進(jìn)港航道。 進(jìn)港航道系指由海上航線或內(nèi)河主航道通進(jìn)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(jìn)出港口，必須有足夠的深度、寬度、適當(dāng)?shù)倪M(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)橫流和的方向和和曲率半徑，避免強(qiáng)烈的橫風(fēng)橫流和嚴(yán)重淤積。嚴(yán)重淤積。 當(dāng)航道為內(nèi)河航道時還包括建設(shè)通航建筑當(dāng)航道為內(nèi)河航道時還包括建設(shè)通航建筑物等設(shè)施，如船閘。物等設(shè)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(shè)計單向年通過能力萬噸，其中，隊，設(shè)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(shí)的船閘人字門是名副其實(shí)

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(dá)度米，面積有兩個籃球場那么大，重達(dá)多噸。多噸。 1 定義：海岸工程是自然科學(xué)和工程技術(shù)在海岸帶開發(fā)規(guī)劃、設(shè)計與工程建設(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(hù)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(hù)工程海岸防護(hù)工程 海岸工程用來保護(hù)

16、沿海城鎮(zhèn)、農(nóng)田、鹽場和岸灘，防止風(fēng)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(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：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(yùn)對海岸的沖刷，同時又阻礙了泥沙的沿岸運(yùn)動，使泥沙淤積在一側(cè)。動，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(hù)該段海灘免遭海浪的侵蝕。在離岸可有效保護(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。也將減弱，促使上游側(cè)輸入的泥沙沉積下來。護(hù)岸護(hù)岸和和海堤：海堤：護(hù)岸和海堤是建造在海灘較高護(hù)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(hù)工程的走向一般與海岸線平行。在海岸防

18、護(hù)工程中，對海堤和護(hù)岸并無明確的定義區(qū)分中，對海堤和護(hù)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(hù)岸。建筑物可稱為護(hù)岸。護(hù)岸的頂高程一般護(hù)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(yīng)堆核島反應(yīng)堆 護(hù)岸護(hù)岸 排水箱涵排水箱涵 核電廠海域工程包括取、排水構(gòu)筑物及防波堤、核電廠海域工程包括取、排水構(gòu)筑物及防波堤、隔熱堤、護(hù)岸等隔熱堤、護(hù)岸等水工結(jié)構(gòu)水工結(jié)構(gòu) 其其功能功能是為核是為核反應(yīng)堆提供循環(huán)反應(yīng)堆提供循環(huán)冷卻水，并保障冷卻水，并保障地震等災(zāi)害發(fā)生地震等災(zāi)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(yīng)需的冷卻水供應(yīng)，是，是核安全相關(guān)核安全相關(guān)物項物項（2） 海上疏浚工程海上疏浚工程利用挖泥機(jī)具開挖水下土石方，以疏通航道，利用挖泥機(jī)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(zhì)和任務(wù)的不同，分為基建性疏浚工程按其性質(zhì)和任務(wù)的不同，分為基建性疏浚和維修性疏浚兩種。疏浚和維修性疏浚兩種。開挖新航道、港池、擴(kuò)大和加深現(xiàn)有航道、港開挖新航道、港池、擴(kuò)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(jī)具為挖泥主要疏浚機(jī)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(yùn)輸業(yè)的發(fā)展和船舶尺度的日益隨著海洋運(yùn)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(shè)大型深水開敞碼頭、增加專向發(fā)展。建設(shè)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(kuò)建深水航道和港池。擴(kuò)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