第五章 港口水域布置
5.1 港口水深
5.2 港内水域
5.3 港口航道、锚地
5.4 港内泊稳标准及波况估算
5.5 防波堤布置
5.6 港口导航
第五章 港口水域布置 ——港口水
深
5.1 港口水深
前面已述泊位水深，这里只介绍航行水深 h
543210 ZZZZZZkTh ???????
其中 Z0是船舶航行时船体下沉增加的富裕水深，与船舶
的大小和航行速度有关，参阅教材 78页图 5-3。其它富裕的意
义同前，但注意有的富裕量取值不一样。
停泊水域水底高程 =设计低水位 -泊位水深
航行水域水底高程 =航行水位 -航行水深
航行水位的确定是港口工程界极为关注的问题，通常可
根据港口的船流密度确定每天需要的航行时间，再从潮位历
时曲线上确定航行水位 —— 乘潮水位。
第五章 港口水域布置 ——港口水
深
确定乘潮水位 —— 保证船舶安全进出港口；尽量减少投资
例：我国北方某港口，航道长 3.5km，每天平均有一艘船进
港，设计中航行水位取用 4小时的潮位 3.09m。
实际上，设船舶航速 4节，在航道内的航行时间为
T=3.5/1.852/4=0.47(h)
平均每天只有一出一进，间隔 0.5h，则每天总的航行时间为
t =0.5+2(安全系数 ) ? T?2=2.4（ h）
即 3小时的乘潮水位已完全可以满足要求，设计中取 4小时的
潮位就过于保守。 若取 3小时的潮位 3.37m，差 0.28m，挖泥量差
26万 m3 。
第五章 港口水域布置 ——港内水
域 5.2 港内水域
▲ 港池
前面叙述了泊位的尺度，下面介绍突堤式港池的尺度,
? 长度：与泊位适应
? 宽度：保证船舶方便地靠离码头，与突堤的泊位数有关
对于连续布置 3个泊位的港池，港池宽度可取为,
拖轮帮助不掉头 —— ≥1.0 船长
船舶自航不掉头 —— ≥2.0 船长
拖轮帮助掉头 —— ≥1.5 船长
▲ 船舶掣动水域
对有防波堤的港口，为了保证船舶进港后掣动，不致发生事故，
从防波堤口门至建筑物（沿航向）之间要有足够的距离，为掣动
水域，长度 L≥ 3～4 LC,一般为直线，困难时可设在 R≥ 3～4 LC
的曲线上。
第五章 港口水域布置 ——港内水域
▲ 回 旋水域
供船调头的水域，一般为一个圆域。 有掩护时回旋水域直径
D 为,
双拖轮帮助 —— D=1.5LC
一拖轮帮助 —— D= 2LC
自航调头 —— D= 3LC
掩护条件差的港口 D适当加大。
河港调头区垂直水流方向的宽度应满足上述要求。
▲ 港内锚地
锚地面积由锚泊位数和系泊方式确定。
一、进出港航道
1,航道轴线
风对船体的作用力在前已述，布置航道轴线时应充分考虑风的
影响，另外还应考虑,
水深的影响 —— 浅水中航行，舵向灵敏底低
岸边的影响 —— 沿岸边航行，船有向岸偏向的趋势
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
5.3 港口航道、锚地
进行航道布置时应遵循以下原则,
① 避免船体受较大的横风作用
② 航道应尽量顺直，避免, S”形布置
③ 在防波堤口门外应设不小于掣动距离的直线段
④ 充分考虑泥沙运动情况，避免严重的航道淤积
2、航道宽度
① 单船航迹带宽度
船在水中航行受到各种因素的影响，不可能直
线运行，总有一些偏向，称为“蛇形运动”。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
② 航道宽度 W
W取值除了 A外，两侧还留有实 C，双向航道
两道间留有安全距离 b取一倍船宽。
比较标准的航道宽度为：单向 W=5BC，双向
W=8BC。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
③ 航道转弯
航道转率是不可避免的，设计时注意转向角 ?
尽量小，转弯半径 R尽量小。
R的取值与 ?,LC,?以及风、流等因不有关，
一般弯道上 ?控制在 7-9节，并不受横风（浪）、
横流，这时可参考下列数值,??25?,R?3LC；
?=25?~35?,R?5LC； ??35?,R?10LC。
在航道转变处应加宽，加宽值 ΔW的确定一般
据船头到航道对面边缘的距离 ≥1.5Lc确定。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
3、单双向航道的选取依据
单双自航道的选聚根据港口营运的繁忙程度和航道长度
Lx而定。此外还与航速有关。
图
LK?0.5?t —— 船在航道内不相会，单向航道。
LK≥0.5?t —— 船在航道内必相会，双向航道。
t —— 最忙时一个方向航行船舶的时间间隔。
由于 t的随机性，单向航道常出现船等道的现象。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
二, 锚地
锚地面积主要取决于锚泊位数量和系锚方式，单个锚泊位在
各种系泊方式下所占面积不同，介绍如下,
① 单锚系泊 —— 为一圆域（海港锚地）
优点：船受力小，可随风、流等转动。
缺点：占水域面积很大，且各锚地住间浪费一定的水域。
如,15m水深，万吨级 Lc=180m左右的船
S = ? R2
单点系泊方式常用于外海锚地。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
② 单浮筒系泊 —— 圆域。
占水域面积比单锚小得多，万吨级船一般在 16
万 m2左右，同样具有船体受力小的优点，但制作、
抛放浮筒费用较高。
该系泊方式常用于港内锚地。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
③ 双浮筒系泊 —— 矩形水域
长,Lc+2r+2? 万吨级约 230m左右,
2万多 m2/个
宽,4Bc 万吨级约 100m左右
海港锚地多采用单点抛锚
河港锚地一般采用单锚或单浮筒
港内锚地多采用双浮筒
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
3、锚地选址要求,
① 土壤良好，易着锚，不走锚，不淤锚。
② 水深及水域足够。
③ 风浪小，流缓。
④ 尽量靠近作业区，但不能相互干扰。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
5.4 港内泊稳标准及波况估算
一、泊稳标准
码头装卸作业，上下旅客，都要求船舶平衡，
颠簸小,
作业泊稳标准 —— 限制船体运动量，实际中
有困难，因此都以码头前沿允许波高为标准。
波高与船运动量成正比关系。
确定允许波主要考虑：船大小，作业性质和
船的受浪条件
第五章 港口水域布置 ——泊稳标准与波况估算
二、波浪绕射
波浪遇建筑物后一部分反射，一部分绕
过建筑物继续向前传播。
绕射后的波高 H?与口门处入射波高 H之
比值叫绕射系数 Kd。
H? =K?H
第五章 港口水域布置 ——泊稳标准与波况估算
1、单突堤口门的 Kd
2、双突堤口门的 Kd
3、多口门的 Kd,先求出各口门
的 Kdi，然后进行矢量迭加。
第五章 港口水域布置 ——泊稳标准与波况估算
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
5.5 防波堤布置
一、防波堤布置原则
1、满足港内泊稳条件
2、港内水域足够
3、防止或减少港内淤积
4、充分利用当地地形，防波堤尽量布置在浅
水区，减少投资
5、留有发展余地，便于港口扩建。
二、防波堤口门
1、位置：布置在水深较大处,
便于进出，减少淤积；
2、口门数量：一般设两个口门，其有以下优点,
① 进出港可分口门，干扰少；
② 不同风、浪向时从不同的口门进出；
③ 增强港内水域自净能力；
④ 可减轻港内淤积
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
3、口门方向
与强风、强浪向最好有一夹角 ?,30?~60?
?=90?时，船受横风，不安全，但对港内水
域平衡有利
?=0?时，港内水域平衡不利，且船受尾追
浪也不安全。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
4、口门宽度
在口门处不允船舶锚船或超船，只能单船进、
出。口门在垂直航道轴线方向的宽度（有效宽
度）一般为 1~1.5Lc。
口门不宜太宽，宽了对港内泊稳不利，也不
宜太窄,尤其是不透水防波堤（或透水性差），
还要将涨落潮流速控制在 3节之内。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
三、防波堤轴线布置
1、尽量布置成扩散或使波浪一进入口门立即减
弱。
2、尽量采用直线，便于施工，必须转弯时转向
角 ?尽一小，一般 ≤60?，在转变处用弧线连接。
注意：尽量避免向外转弯，否则产生波能集中。
3、主波向（强波向）与堤轴避免正交，以减少
堤受的波压力
4、避免港内波浪的反射波射向码头
5、遵循防波堤总布置原则，降低投资。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
教材 88页
四、防波堤优化
1、优化概念
在海湾内建港总选择有一定自然掩护，波浪较
小的地点，但总是有发生概率不大的强浪侵入港
区，使港口停业。
建防波堤后，掩护条件改善，增加了码头工作
天，一般来说建堤越长其掩护效果就越好。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
设 L—— 堤长；
n —— 港区各泊位工作天数之和。
显然,n ? L 但 n = f (L)不是一个简单的函数。
记建堤前后港口各泊位增加了工作天数之和为 ?n
则有,L长 — ?n增大 ?收入增加，记为 ?P
L长 — 投资增大，以 D表示建堤费用。
净收益,? = ?P — D。
? ? 0 建堤是有益的。
当 L达到某一长度时,? 达到 ?max，这时的 L值最
合理。也就是最优的堤长。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
2,Δn计算
Δn为建堤前后码头工作天数之差。
设建堤前码头处波高分布为,H≥3m,10%；
1≤H<3m,50%； H<1m,40%。
若码头作业允许波高为 1m，则,
建堤前,n1 = N× 40%= 0.4N
又建堤 L米后码头处绕射系数,Kd = 1/3，则这时码
头处的波浪分布为,
Hd ≥1m,10%； Hd < 1m,90%。
n2 = 0.9N
Δn =0.5N =182.5（天 /年）
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
3,ΔP计算
ΔP =Δn·B·R·(D,O)S
式中,B—— 装卸一吨货收益（纯收益），元 /t；
R—— 装卸能力，吨 /泊一天。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
4、计算
设防波堤总投资为 C，使用年限为 m，现金年利
率为 I。
有了以上 ΔP和，可得 ? =ΔP-D
实际中,? > 0可能较难满足，尤其泊位少时更
是如此。直观上看建堤无益，但加快了车、船周转，
货流加快，对社会和国民经济是有益的，因此，尽
管有时 ? < 0，国家适当拨款建设。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
五,防波堤布置举例
教材 介绍了砂质、淤泥质海岸防波堤布置特点。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
第五章 港口水域布置 ——港口导航
5.6 港口导航
1、浮标
2、导标
3、灯塔
4、船舶通航服务站
第五章 港口水域布置 ——港口导航
5.1 港口水深
5.2 港内水域
5.3 港口航道、锚地
5.4 港内泊稳标准及波况估算
5.5 防波堤布置
5.6 港口导航
第五章 港口水域布置 ——港口水
深
5.1 港口水深
前面已述泊位水深，这里只介绍航行水深 h
543210 ZZZZZZkTh ???????
其中 Z0是船舶航行时船体下沉增加的富裕水深，与船舶
的大小和航行速度有关，参阅教材 78页图 5-3。其它富裕的意
义同前，但注意有的富裕量取值不一样。
停泊水域水底高程 =设计低水位 -泊位水深
航行水域水底高程 =航行水位 -航行水深
航行水位的确定是港口工程界极为关注的问题，通常可
根据港口的船流密度确定每天需要的航行时间，再从潮位历
时曲线上确定航行水位 —— 乘潮水位。
第五章 港口水域布置 ——港口水
深
确定乘潮水位 —— 保证船舶安全进出港口；尽量减少投资
例：我国北方某港口，航道长 3.5km，每天平均有一艘船进
港，设计中航行水位取用 4小时的潮位 3.09m。
实际上，设船舶航速 4节，在航道内的航行时间为
T=3.5/1.852/4=0.47(h)
平均每天只有一出一进，间隔 0.5h，则每天总的航行时间为
t =0.5+2(安全系数 ) ? T?2=2.4（ h）
即 3小时的乘潮水位已完全可以满足要求，设计中取 4小时的
潮位就过于保守。 若取 3小时的潮位 3.37m，差 0.28m，挖泥量差
26万 m3 。
第五章 港口水域布置 ——港内水
域 5.2 港内水域
▲ 港池
前面叙述了泊位的尺度，下面介绍突堤式港池的尺度,
? 长度：与泊位适应
? 宽度：保证船舶方便地靠离码头，与突堤的泊位数有关
对于连续布置 3个泊位的港池，港池宽度可取为,
拖轮帮助不掉头 —— ≥1.0 船长
船舶自航不掉头 —— ≥2.0 船长
拖轮帮助掉头 —— ≥1.5 船长
▲ 船舶掣动水域
对有防波堤的港口，为了保证船舶进港后掣动，不致发生事故，
从防波堤口门至建筑物（沿航向）之间要有足够的距离，为掣动
水域，长度 L≥ 3～4 LC,一般为直线，困难时可设在 R≥ 3～4 LC
的曲线上。
第五章 港口水域布置 ——港内水域
▲ 回 旋水域
供船调头的水域，一般为一个圆域。 有掩护时回旋水域直径
D 为,
双拖轮帮助 —— D=1.5LC
一拖轮帮助 —— D= 2LC
自航调头 —— D= 3LC
掩护条件差的港口 D适当加大。
河港调头区垂直水流方向的宽度应满足上述要求。
▲ 港内锚地
锚地面积由锚泊位数和系泊方式确定。
一、进出港航道
1,航道轴线
风对船体的作用力在前已述，布置航道轴线时应充分考虑风的
影响，另外还应考虑,
水深的影响 —— 浅水中航行，舵向灵敏底低
岸边的影响 —— 沿岸边航行，船有向岸偏向的趋势
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
5.3 港口航道、锚地
进行航道布置时应遵循以下原则,
① 避免船体受较大的横风作用
② 航道应尽量顺直，避免, S”形布置
③ 在防波堤口门外应设不小于掣动距离的直线段
④ 充分考虑泥沙运动情况，避免严重的航道淤积
2、航道宽度
① 单船航迹带宽度
船在水中航行受到各种因素的影响，不可能直
线运行，总有一些偏向，称为“蛇形运动”。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
② 航道宽度 W
W取值除了 A外，两侧还留有实 C，双向航道
两道间留有安全距离 b取一倍船宽。
比较标准的航道宽度为：单向 W=5BC，双向
W=8BC。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
③ 航道转弯
航道转率是不可避免的，设计时注意转向角 ?
尽量小，转弯半径 R尽量小。
R的取值与 ?,LC,?以及风、流等因不有关，
一般弯道上 ?控制在 7-9节，并不受横风（浪）、
横流，这时可参考下列数值,??25?,R?3LC；
?=25?~35?,R?5LC； ??35?,R?10LC。
在航道转变处应加宽，加宽值 ΔW的确定一般
据船头到航道对面边缘的距离 ≥1.5Lc确定。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
3、单双向航道的选取依据
单双自航道的选聚根据港口营运的繁忙程度和航道长度
Lx而定。此外还与航速有关。
图
LK?0.5?t —— 船在航道内不相会，单向航道。
LK≥0.5?t —— 船在航道内必相会，双向航道。
t —— 最忙时一个方向航行船舶的时间间隔。
由于 t的随机性，单向航道常出现船等道的现象。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
二, 锚地
锚地面积主要取决于锚泊位数量和系锚方式，单个锚泊位在
各种系泊方式下所占面积不同，介绍如下,
① 单锚系泊 —— 为一圆域（海港锚地）
优点：船受力小，可随风、流等转动。
缺点：占水域面积很大，且各锚地住间浪费一定的水域。
如,15m水深，万吨级 Lc=180m左右的船
S = ? R2
单点系泊方式常用于外海锚地。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
② 单浮筒系泊 —— 圆域。
占水域面积比单锚小得多，万吨级船一般在 16
万 m2左右，同样具有船体受力小的优点，但制作、
抛放浮筒费用较高。
该系泊方式常用于港内锚地。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
③ 双浮筒系泊 —— 矩形水域
长,Lc+2r+2? 万吨级约 230m左右,
2万多 m2/个
宽,4Bc 万吨级约 100m左右
海港锚地多采用单点抛锚
河港锚地一般采用单锚或单浮筒
港内锚地多采用双浮筒
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
3、锚地选址要求,
① 土壤良好，易着锚，不走锚，不淤锚。
② 水深及水域足够。
③ 风浪小，流缓。
④ 尽量靠近作业区，但不能相互干扰。
第五章 港口水域布置 ——航道、锚地
5.4 港内泊稳标准及波况估算
一、泊稳标准
码头装卸作业，上下旅客，都要求船舶平衡，
颠簸小,
作业泊稳标准 —— 限制船体运动量，实际中
有困难，因此都以码头前沿允许波高为标准。
波高与船运动量成正比关系。
确定允许波主要考虑：船大小，作业性质和
船的受浪条件
第五章 港口水域布置 ——泊稳标准与波况估算
二、波浪绕射
波浪遇建筑物后一部分反射，一部分绕
过建筑物继续向前传播。
绕射后的波高 H?与口门处入射波高 H之
比值叫绕射系数 Kd。
H? =K?H
第五章 港口水域布置 ——泊稳标准与波况估算
1、单突堤口门的 Kd
2、双突堤口门的 Kd
3、多口门的 Kd,先求出各口门
的 Kdi，然后进行矢量迭加。
第五章 港口水域布置 ——泊稳标准与波况估算
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
5.5 防波堤布置
一、防波堤布置原则
1、满足港内泊稳条件
2、港内水域足够
3、防止或减少港内淤积
4、充分利用当地地形，防波堤尽量布置在浅
水区，减少投资
5、留有发展余地，便于港口扩建。
二、防波堤口门
1、位置：布置在水深较大处,
便于进出，减少淤积；
2、口门数量：一般设两个口门，其有以下优点,
① 进出港可分口门，干扰少；
② 不同风、浪向时从不同的口门进出；
③ 增强港内水域自净能力；
④ 可减轻港内淤积
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
3、口门方向
与强风、强浪向最好有一夹角 ?,30?~60?
?=90?时，船受横风，不安全，但对港内水
域平衡有利
?=0?时，港内水域平衡不利，且船受尾追
浪也不安全。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
4、口门宽度
在口门处不允船舶锚船或超船，只能单船进、
出。口门在垂直航道轴线方向的宽度（有效宽
度）一般为 1~1.5Lc。
口门不宜太宽，宽了对港内泊稳不利，也不
宜太窄,尤其是不透水防波堤（或透水性差），
还要将涨落潮流速控制在 3节之内。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
三、防波堤轴线布置
1、尽量布置成扩散或使波浪一进入口门立即减
弱。
2、尽量采用直线，便于施工，必须转弯时转向
角 ?尽一小，一般 ≤60?，在转变处用弧线连接。
注意：尽量避免向外转弯，否则产生波能集中。
3、主波向（强波向）与堤轴避免正交，以减少
堤受的波压力
4、避免港内波浪的反射波射向码头
5、遵循防波堤总布置原则，降低投资。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
教材 88页
四、防波堤优化
1、优化概念
在海湾内建港总选择有一定自然掩护，波浪较
小的地点，但总是有发生概率不大的强浪侵入港
区，使港口停业。
建防波堤后，掩护条件改善，增加了码头工作
天，一般来说建堤越长其掩护效果就越好。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
设 L—— 堤长；
n —— 港区各泊位工作天数之和。
显然,n ? L 但 n = f (L)不是一个简单的函数。
记建堤前后港口各泊位增加了工作天数之和为 ?n
则有,L长 — ?n增大 ?收入增加，记为 ?P
L长 — 投资增大，以 D表示建堤费用。
净收益,? = ?P — D。
? ? 0 建堤是有益的。
当 L达到某一长度时,? 达到 ?max，这时的 L值最
合理。也就是最优的堤长。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
2,Δn计算
Δn为建堤前后码头工作天数之差。
设建堤前码头处波高分布为,H≥3m,10%；
1≤H<3m,50%； H<1m,40%。
若码头作业允许波高为 1m，则,
建堤前,n1 = N× 40%= 0.4N
又建堤 L米后码头处绕射系数,Kd = 1/3，则这时码
头处的波浪分布为,
Hd ≥1m,10%； Hd < 1m,90%。
n2 = 0.9N
Δn =0.5N =182.5（天 /年）
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
3,ΔP计算
ΔP =Δn·B·R·(D,O)S
式中,B—— 装卸一吨货收益（纯收益），元 /t；
R—— 装卸能力，吨 /泊一天。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
4、计算
设防波堤总投资为 C，使用年限为 m，现金年利
率为 I。
有了以上 ΔP和，可得 ? =ΔP-D
实际中,? > 0可能较难满足，尤其泊位少时更
是如此。直观上看建堤无益，但加快了车、船周转，
货流加快，对社会和国民经济是有益的，因此，尽
管有时 ? < 0，国家适当拨款建设。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
五,防波堤布置举例
教材 介绍了砂质、淤泥质海岸防波堤布置特点。
第五章 港口水域布置 ——防波堤布置
第五章 港口水域布置 ——港口导航
5.6 港口导航
1、浮标
2、导标
3、灯塔
4、船舶通航服务站
第五章 港口水域布置 ——港口导航
