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【摘 要】 本文主要介绍通过对国内外规范和工程实例的分析，确定大连长兴岛葫芦山外湾航道在强潮流工况下口门位置的航道宽度，对今后同类工程的设计有一定的借鉴作用。
【关键词】 航道宽度;口门;强潮流;国外规范
1、工程概况
拟建航道位于长兴岛葫芦山湾外湾，口门位置航道长1.9km，宽度为500m，可满足10万吨级油船满载、30万吨级油船（修船）单向全天候通航、5万吨级船舶双向全天候通航的需要，同时满足大型海洋平台全天候（拖航）通航。
2、自然条件
2.1水位条件
设计高水位 2.35m
设计低水位 0.23m
极端高水位（重现期：50年） 3.4m
极端低水位（重现期：50年） -1.4m
极端高水位（重现期：100年） 3.49m
极端低水位（重现期：100年） -1.61m
2.2潮流
南防波堤建成后，横流为外航道大于内航道。外航道最大横流，约为1.54m/s，大于0.8m/s横流连续最大历时为5小时。大于1.0m/s横流连续最大历时为4个小时，没有大于1.6m/s的横流出现。
3、航道主尺度
3.1防波堤口门宽度
口门宽度的确定通常在保证港内水域平稳、满足进出港船舶安全通航的基础上，宽度越大越好。考虑口门处航道流速较大，因此口门宽度定为1000m，垂直航道宽度997m。
3.2航道有效宽度
本航道口门宽度以30万吨级油船（修船）、10万吨级油船单向航道和5万吨级油船双向航道来控制。
根据《海港总平面设计规范》JTJ211-99设计：
单向航道宽度：W=A+2C
双向航道宽度：W=2A+b+2C
A=n（Lsinγ+B）
式中：W——航道有效宽度（m）;
A——航迹带宽度（m）;
n——船舶漂移倍数;
L——设计船长（m）;
γ——风、流压偏角（°）;
B——设计船宽（m）;
b——船舶间富裕宽度（m），取设计船宽B;
c——船舶与航道底边间的富裕宽度（m）。
表1 航道有效宽度计算结果表
船型 L B γ n A c b 双向
航道 单向
航道
5万DWT油船 229 32.2 14 1.45 127.02 48.3 32.2 382.84
10万DWT油船 246 43 14 1.45 148.64 64.5 43 277.64
30万DWT油船 334 60 14 1.45 204.16 90 60 384.16
由于《海港总平面设计规范》JTJ211-99中确定航道宽度时，横流适用范围最大为1.0m/s，而本工程口门处横流流速在短时间内会超过1.0m/s，针对此种工况我院对国内外强潮流港区航道工程的相关规范和工程实例进行了分析研究。
根据文献中提供的国外强潮流港区航道工程的相关规范对横流流速大于1.5m/s时的航道宽度进行了验算，各国规范航道宽度计算结果见表2。
表2 国外规范航道宽度计算比较
国内外规范及经验公式 控制船型（油船）航道宽度（m）
5万吨：航速10节，双向，满载 10万吨级：航速10节，单向、满载 30万吨级修造船：航速10节，单向
《港湾の施设の技
术上の基准.同解说》 587 325 297.7
PIANC《进港航道设计导则》（港外无掩护） 503 331 486
加拿大行业计算标准 354 284 366
英国标准《海工建筑物》 —— 172～258 300～420
国际航海会议常设委员会、
美国海军和得克萨斯州大学
经验公式（港外无掩护） 322 215 360
最大值 587 331 486
最小值 322 172 300
根据国外规范计算可知，口门处横流流速约为1.5m/s的情况下，航道宽度值在300m～600m左右。由于口门处横流较大，为保证船舶进出口门安全，航道的宽度应尽量加大。西防波堤与南防波堤形成的口门宽度为1000m，应在防波堤结构与航道边线间留出一定安全距离，若航道宽度取500m，两侧安全距离大约为150m左右，可满足使用要求。
除借鉴规范外还对多个国内外强潮流港区航道的实例进行了分析，各工程实例口门处航道工程数据详见表3。
表3 口门处航道工程数据一览表
港区或航道名称 控制船型 最大横流（m/s） 航道宽度（m） 口门宽度（m）
港外 港内
荷兰鹿特丹港 55万吨级油船 1.3 600 500 1040
比利时泽布鲁日港 15万吨级集装箱 1.5 600 720
德国威廉港 25万吨级油船 1.5 650
（底宽300） 2017
（天然）
营口港仙人岛港区 30万吨级油船 1.2 476（口门处） 1000
由上述表格可知，与本工程工况类似的国内外强潮流港区口门位置的航道宽度多在500～600m左右，其中荷兰鹿特丹港，与本港区情况最为接近，具有很好參考价值，口门最大流速为1.3m/s，其外航道宽度为600m，内航道宽度为500m（口门处），口门宽度1040m。鹿特丹港航道及口门平面图详见图1。
图1 鹿特丹港Maasgeul航道及口门平面图
根据以上的国内外规范和实例情况，对于防波堤口门位置流速较大的航道工程，为保证通航安全，在满足防波堤结构与航道边线间留出足够安全距离的前提下，尽量加大航道宽度，因此本工程防波堤口门位置的外段航道宽度取500m。
大型船舶进出防波堤口门时，尽量选择在缓流时段，避开涨急、落急时段，减少潮流对船舶操纵的影响;另外双向通航的船舶应避免在口门位置交错航行。
4、结束语
根据国内外强潮流港区资料的分析，口门位置横流流速大于1m/s的工况下，仅按国内海港总平面规范计算航道宽度偏小。因此在保证港内水域平稳、满足进出港船舶安全通航的基础上，航道的宽度应尽量加大。本工程航道宽度的选定可为其它类似的项目提供借鉴。
参考文献：
[1] JTJ211-99海港总平面设计规范
[2]《港湾の施设の技术上の基准.同解说》
[3] PIANC《进港航道设计导则》
[4]英国标准《海工建筑物》
[5]其他国家有关航道宽度计算的规范及相关资料
【关键词】 航道宽度;口门;强潮流;国外规范
1、工程概况
拟建航道位于长兴岛葫芦山湾外湾，口门位置航道长1.9km，宽度为500m，可满足10万吨级油船满载、30万吨级油船（修船）单向全天候通航、5万吨级船舶双向全天候通航的需要，同时满足大型海洋平台全天候（拖航）通航。
2、自然条件
2.1水位条件
设计高水位 2.35m
设计低水位 0.23m
极端高水位（重现期：50年） 3.4m
极端低水位（重现期：50年） -1.4m
极端高水位（重现期：100年） 3.49m
极端低水位（重现期：100年） -1.61m
2.2潮流
南防波堤建成后，横流为外航道大于内航道。外航道最大横流，约为1.54m/s，大于0.8m/s横流连续最大历时为5小时。大于1.0m/s横流连续最大历时为4个小时，没有大于1.6m/s的横流出现。
3、航道主尺度
3.1防波堤口门宽度
口门宽度的确定通常在保证港内水域平稳、满足进出港船舶安全通航的基础上，宽度越大越好。考虑口门处航道流速较大，因此口门宽度定为1000m，垂直航道宽度997m。
3.2航道有效宽度
本航道口门宽度以30万吨级油船（修船）、10万吨级油船单向航道和5万吨级油船双向航道来控制。
根据《海港总平面设计规范》JTJ211-99设计：
单向航道宽度：W=A+2C
双向航道宽度：W=2A+b+2C
A=n（Lsinγ+B）
式中：W——航道有效宽度（m）;
A——航迹带宽度（m）;
n——船舶漂移倍数;
L——设计船长（m）;
γ——风、流压偏角（°）;
B——设计船宽（m）;
b——船舶间富裕宽度（m），取设计船宽B;
c——船舶与航道底边间的富裕宽度（m）。
表1 航道有效宽度计算结果表
船型 L B γ n A c b 双向
航道 单向
航道
5万DWT油船 229 32.2 14 1.45 127.02 48.3 32.2 382.84
10万DWT油船 246 43 14 1.45 148.64 64.5 43 277.64
30万DWT油船 334 60 14 1.45 204.16 90 60 384.16
由于《海港总平面设计规范》JTJ211-99中确定航道宽度时，横流适用范围最大为1.0m/s，而本工程口门处横流流速在短时间内会超过1.0m/s，针对此种工况我院对国内外强潮流港区航道工程的相关规范和工程实例进行了分析研究。
根据文献中提供的国外强潮流港区航道工程的相关规范对横流流速大于1.5m/s时的航道宽度进行了验算，各国规范航道宽度计算结果见表2。
表2 国外规范航道宽度计算比较
国内外规范及经验公式 控制船型（油船）航道宽度（m）
5万吨：航速10节，双向，满载 10万吨级：航速10节，单向、满载 30万吨级修造船：航速10节，单向
《港湾の施设の技
术上の基准.同解说》 587 325 297.7
PIANC《进港航道设计导则》（港外无掩护） 503 331 486
加拿大行业计算标准 354 284 366
英国标准《海工建筑物》 —— 172～258 300～420
国际航海会议常设委员会、
美国海军和得克萨斯州大学
经验公式（港外无掩护） 322 215 360
最大值 587 331 486
最小值 322 172 300
根据国外规范计算可知，口门处横流流速约为1.5m/s的情况下，航道宽度值在300m～600m左右。由于口门处横流较大，为保证船舶进出口门安全，航道的宽度应尽量加大。西防波堤与南防波堤形成的口门宽度为1000m，应在防波堤结构与航道边线间留出一定安全距离，若航道宽度取500m，两侧安全距离大约为150m左右，可满足使用要求。
除借鉴规范外还对多个国内外强潮流港区航道的实例进行了分析，各工程实例口门处航道工程数据详见表3。
表3 口门处航道工程数据一览表
港区或航道名称 控制船型 最大横流（m/s） 航道宽度（m） 口门宽度（m）
港外 港内
荷兰鹿特丹港 55万吨级油船 1.3 600 500 1040
比利时泽布鲁日港 15万吨级集装箱 1.5 600 720
德国威廉港 25万吨级油船 1.5 650
（底宽300） 2017
（天然）
营口港仙人岛港区 30万吨级油船 1.2 476（口门处） 1000
由上述表格可知，与本工程工况类似的国内外强潮流港区口门位置的航道宽度多在500～600m左右，其中荷兰鹿特丹港，与本港区情况最为接近，具有很好參考价值，口门最大流速为1.3m/s，其外航道宽度为600m，内航道宽度为500m（口门处），口门宽度1040m。鹿特丹港航道及口门平面图详见图1。
图1 鹿特丹港Maasgeul航道及口门平面图
根据以上的国内外规范和实例情况，对于防波堤口门位置流速较大的航道工程，为保证通航安全，在满足防波堤结构与航道边线间留出足够安全距离的前提下，尽量加大航道宽度，因此本工程防波堤口门位置的外段航道宽度取500m。
大型船舶进出防波堤口门时，尽量选择在缓流时段，避开涨急、落急时段，减少潮流对船舶操纵的影响;另外双向通航的船舶应避免在口门位置交错航行。
4、结束语
根据国内外强潮流港区资料的分析，口门位置横流流速大于1m/s的工况下，仅按国内海港总平面规范计算航道宽度偏小。因此在保证港内水域平稳、满足进出港船舶安全通航的基础上，航道的宽度应尽量加大。本工程航道宽度的选定可为其它类似的项目提供借鉴。
参考文献：
[1] JTJ211-99海港总平面设计规范
[2]《港湾の施设の技术上の基准.同解说》
[3] PIANC《进港航道设计导则》
[4]英国标准《海工建筑物》
[5]其他国家有关航道宽度计算的规范及相关资料