港口及港口工程的基本概念

港口及港口工程概论港口教研室蒋学炼框架水－人类－港口港口的定义及其理解组成、分类、特征指标、功能港口工程的定义及其理解规划、勘察、设计、施工、管理、科研水－人类－港口水是生命之源水为万化之源，土为万物之母，饮资于水，食之于土，饮食者，人之命脉也，而营为赖之（《本草纲目》）一首儿歌小水滴，真美丽，地球生命他养育花儿向他张笑脸，小树向他吐新绿小羊向他咩咩叫，我们和他长身体生物进化过程到底是谁包围了谁？水能覆舟，亦能载舟芦苇（木头）→独木舟→木筏→木船→帆船→蒸汽机船→内燃机船→？水陆联运的咽喉-港口8港口航道与海岸工程概述一个定义港口航道与海岸工程两种功能基本功能（运输）和拓展功能（工业、商贸、物流、无水港、自由港）三项特征指标吞吐量、水深、泊位数四类水工建筑物码头、防波堤、航道整治和通航建筑物、修造船建筑物五大工程环境特点强烈的动力因素、复杂的河流海岸演变规律、多变的工程地质条件、困难的水上施工条件、特殊的结构材料防腐耐久要求六个门类关联学科理、工、文、经、管、法（规划、勘察、设计、施工、管理、科研）港口的定义及其理解交通运输系统构成运输工具运输线路交接枢纽现代交通运输的五种方式铁路-运输能力大，速度较快，成本较低，宜于中长距离客货运输公路-机动灵活，运达速度快，门到门运输，宜于短距离客货运输水运-运输能力大，成本低，速度慢，宜于大宗散货运输管道-成本低，密闭性好，可连续输送，宜于运输石油等流体货物航空-宜于中长距离客运，邮件、贵重物品、鲜活易腐物品的运输五种交通运输方式的比较交通运输量以运量和周转量表示•运量是指一定时期内，实际运送的旅客人数或货物吨量•周转量是指一定时期内，实际运送的旅客人数或货物吨量与其运输距离的乘积港口-交通运输枢纽综合运输是现代交通的发展趋势港口：海运终始点、生产要素集散地、国际贸易连接点港口服务对象：车、船、货、客港口的定义具备一定设施和条件，供船舶停泊、人员上下、货物装卸与转换运输方式，并为船舶提供各种服务的交通运输枢纽国际贸易综合物流枢纽国际贸易后勤基地……港口的组成港口的组成水域陆域港外水域港内水域作业系统服务系统锚地，进港航道，防波堤港内航道，制动水域，停泊水域，调头水域，港池，码头前水域装卸、存储、集疏运作业系统供电照明，给排水，通讯导航，环保消防，维修，修造船码头岸线港口简图陆域水域222222小港区大港区33331144555666港口总平面图1.进港航道2.港池3.岛堤4.突堤5.码头港口水域构成不同类型的防波堤航标交管塔导航助航设施一突堤、二突堤突堤码头船坞与船台120万吨深水航道2北大防波堤3东突堤北侧集装箱4南11通用散货5南12矿石专用6,7北港池集装箱1、2期8集装箱物流中心9散货物流中心1025万吨岛式原油码头131024586,79船舶自行操作调头，水域比较平稳，风力小于5级时．回转圆直径一般较表中数值为大，常需3L。3L码头岸线陆域口门港口的分类按用途：商港、军港、渔港、工业港、旅游港等按所处位置：河口港、海港、河港等港口生产能力的表征港口特征指标吞吐量港口水深码头泊位数吞吐量1年间经由水运输出、输入港区并经过装卸作业的货物总量集装箱吞吐量计量单位：标准箱（TEU)Twenty-feetEquivalentUnits型号外部尺寸mm（英尺）高宽长总重(kg)1AA2591(8.5)2438(8)12192(40)304801CC2591(8.5)2438(8)6058(20)20320概念水转陆，或陆转水水转水吞吐量（t）1年间经由水运输出、输入港区并经过装卸作业的货物总量。1t装卸量计为1t吞吐量1t装卸量计为2t吞吐量自然吨（t）1t装卸量计为1个自然吨1t装卸量计为1个自然吨通过能力（t）1年间在既定的设备条件下，按合理的操作过程、先进的装卸工艺和生产组织所允许通过的货运量。计量为自然吨吞吐量和通过能力货物吞吐量世界前十港口200912345678910港口上海宁波-舟山新加坡鹿特丹天津广州青岛大连秦皇岛香港吞吐量5.95.7584.713.8553.8113.6393.1552.722.4942.429199512345678910港口新加坡鹿特丹南路易斯安娜千叶上海名古屋横滨蔚山(韩)香港光阳(韩)吞吐量3.0542.9112.07041.7621.6561.4261.3141.2721.2711.084港口水深船舶能够进出港口进行作业的某一保证水深，为船舶在该港所必须通过的诸水域中最浅处的水深船舶吨级(万t)1251015202530满载吃水(m)8.5～9.010.0～10.412.6～13.315.217.7～18.119～19.120.822.4码头泊位数港口码头可同时靠泊船舶的数量。泊位的基本尺度包括码头岸线长度、码头前水深、码头陆域高程、码头陆域纵深泊位种类停船吨级货物流向年通过能力(万吨)多用途15000t装·卸40～50集装箱4300～6000TEU装·卸30万(TEU)原油25～28万t装·卸1700～2000煤炭5万t装800～1000卸300～400发展期间60年代以前60年代以后80年代以后主要货物杂货件杂货、干/液散货散货和成组、集装箱货发展形态单一、封闭、保守强调扩张的态势面向商业化a.战略形态面向交通面向工业物流平台b.港口功能多种运输方式换装运输枢纽、工业活动基地国际贸易运输中心、商贸后勤基地业务范围空间活动限码头装卸区临港工业及相关产业商贸、中转及相关产业和货物配送致力于扩大港区范围向陆域发展港内独立活动港口与用户关系密切与贸易、运输一体化组织管理与用户关系松散港城非正式关系港城关系密切港内各种活动关系松散港口经营组织扩大生产特点货物移动货物流动货物、信息流动简单的分项服务联合服务综合物流服务低增值提高增值高增值服务方式港到港部分联运点到点多式联运门到门决定因素资本与劳动资本与技术资本、技术、信息港口工程的定义及其理解港口工程的定义兴建港口所需各项设施的工程技术总和，包括港址选择、工程规划设计及各项设施的修建与维护（如各种水工建筑物、装卸设备、系船浮筒、航标等）天津港港区平面432天津港港务局一航局一公司交通部天津水运工程科学研究院东疆港区规划、勘察、设计、施工、管理、科研1中交第一航务工程勘察设计院有限公司天津市区规划-港口布局规划、港口总体规划和港口港区规划37锦州港总体规划图码头水域岸域勘探-获取工程建设可行性评价与建设所需的基础资料三大区域-码头作业区、物流加工区、港口综合配套服务区五大功能-集装箱码头装卸、集装箱物流加工、商务贸易、生活居住、休闲旅游设计-确定总体布置、工艺方案和建筑物结构型式施工-建造港口设施沉箱預制與下水杂货干散货集装箱原油管理-生产调度、设施维护科研-利用原型测验、室内模型试验和数值模拟研究工程问题内在规律港口工程的学科定位－土木水利工程分支土木水利工程是建造各类工程设施的科学技术的总称，既包括与人类活动有关的各类工程设施，如建筑工程、公路与城市道路工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程等，也包括在土地上应用各种材料和设备进行的勘测、设计、施工等工程技术活动综合性社会性实践性技术经济建筑艺术的统一性2、复杂的河流海岸演变规律3、多变的工程地质条件4、困难的水上施工条件5、特殊的结构材料防腐耐久要求6、以车、船、货、人为服务对象港口工程的独有特点1、强烈的动力因素作用强烈的动力因素岩石圈、水圈和大气圈的交界面-丰富的动力系统动力因素①风、雨、雾②浪③流④潮⑤冰⑥地壳变动自然生物a.天文潮b.风暴潮①人类②其他a.近岸波生流b.河流径流c.大洋海流海平面变动√√√海啸风→海岸地貌风生浪流，间接输沙风吹扬沙，直接输沙小小浪花的威力波浪波浪力：30~50吨/平米(300~500kpa)泥沙输移：冲蚀、磨损、搬运20摄氏度时，空气密度=1.205kg/m³海水密度=1025kg/m³流a.近岸波生流①向岸流：波浪非线性引起。向岸输沙；沿岸涌水→底流向海(垂向环流)②离岸流：裂流，向海输移泥沙③沿岸流：波浪斜向入射或沿岸波高分布不均匀引起。沿岸输沙→岸线变形b.河流径流：带来泥沙(17000亿吨)→拦门沙或三角洲c.大洋海流：风吹流、密度流、倾斜流、补偿流。沿程受海底摩擦、地形阻碍及波浪和潮汐顶托，近岸强度弱，叠加在潮流上加剧泥沙运动潮a.天文潮b.风暴潮：台风、气旋等强烈气象→潮位异常升降→当“风暴增减水与天文大潮高低潮相遇”→……海啸成因：地壳运动影响：海底到海面整个水体波动，能量惊人海平面变动a.成因：大陆冰川变动b.影响：海岸后退、洼地淹没、盐水入侵、海洋动力增强马尔代夫的水下会议冰的直接作用-冰封的渤海湾复杂而强烈的动力因素Thebeachisthebattlegroundoftheshore(WilliamBeebe)动力因素之生物人类Therealconflictofthebeachisnotbetweenseaandshore,fortheirsisonlylover’squarrel,butbetweenmanandnature56天津粉砂淤泥质海岸真空预压加固软土地基打设排水板阴极保护防止钢管桩腐蚀困难的水上施工打桩港口工程水上施工处理变水上为陆上施工直接水上施工预制构件水上装配围埝施工,先陆后水，陆上推进，深基施工基床、防波堤施工，地基加固，水下混凝土，疏浚重力式码头方块沉箱扶壁圆筒格型钢板桩高桩码头桩梁板防波堤护面块体方块沉箱扶壁圆筒板桩码头板桩导梁帽梁装卸工艺简介件杂货－凡成件运输和保管的货物，不论有无包装，均称为件杂货：港口传统货种，装卸效率低下干散货－包括散装谷物、煤炭、矿石、散装水泥、矿物性建筑材料及化学性质比较稳定的块状或粒状货物：便于连续装卸堆存，设置专用码头液体货－即液体散货，包括石油、石油产品、植物油和液化气等：管道装卸输运，储罐存放集装箱货－将件杂货集中装入标准化的大体积集装箱成组运输：极大降低装卸及运输成本港口货种分类集疏运系统装卸作业系统存储分运作业系统航行作业系统信息与商务系统港口作业系统港口通过能力装卸工艺录像内容组成总论件杂货集装箱煤炭原油视读要点作业流程主要机械工艺系统布置要求集装箱码头装卸机械集装箱正面吊运机集装箱岸边起重机(装卸桥)轮胎式龙门吊港口实例—天津港•地理位置•港口特征•在国民经济中的地位•对天津经济发展贡献•港口规模•港区组成•港口发展历程•港口设施•码头、物流、集疏运•超前建设施工写真•迈向世界一流港口