(4)-2.2-港口地然條件調(diào)查與分析

2.2港口自然條件調(diào)查與分析自然條件，如地理位置、地形地貌、氣象、海象、地震和環(huán)境等，是港口發(fā)展建設(shè)的先決條件。各自然條件的調(diào)查項目---P·16（1）平均海平面。可分為日平均海平面、月平均海平面和多年平均海平面。平均海平面具有以1年為周期的規(guī)律性變化；平均海平面的年變化與天文要素有關(guān)，以18.6年為周期變化，要得到精確的多年平均海平面須有19年每小時潮位平均值。（2）理論最低潮面。平均海平面是確定陸地高程的零點，對海洋計算則采用理論深度基準面為起算點。一、地形水深測量及基準面地型海拔高度、水深與理論深度基準面關(guān)系示意圖海圖水深黃海平均海平面理論深度基準面某時刻的實際海平面山的海拔高度某時刻的潮高某時刻的實際水深2、

某港的理論深度基準面與黃海平均海平面的高程差為2.0m，該港地形圖中標注的港口港池泥面高程為-14.0m，某施工單位需通過港池拖運至安裝地，沉箱拖運的最小穩(wěn)定吃水為13m，沉箱拖運時的潮高為0.5m、富余水深按規(guī)范規(guī)定不得小于0.5m。問題（1）沉箱拖運是否可行？計算水深說明理由。（2）如果拖運可行，潮高至少要多少米？在正常航速條件下，拖輪對沉箱的曳引作用點設(shè)在什么位置拖運最為穩(wěn)定？例題：黃海平均海平面理論深度基準面2m▽－14140.5拖沉箱時的實際海面Hh按港航工程水深計算的原則，拖運沉箱時可利用的水深H：H＝14.0-2.0+0.5=12.5m出運沉箱所需要的最小水深：13.0+0.5=13.5m12.5m＜13.5m所以拖運沉箱是不行的，水深不夠。（2）14.0-2.0+h≥13.0+0.5h≥1.5m

為使沉箱拖運可行，潮高至少要達到1.5m，當(dāng)潮高達到和超過1.5m時，沉箱拖運可行，在正常航速下，拖輪對沉箱的曳引點應(yīng)設(shè)置在沉箱定傾中心以下10cm左右的位置，拖運最為穩(wěn)定。（3）沉箱在海上拖運前必須進行沉箱的穩(wěn)定吃水（干舷高）、壓載、浮游穩(wěn)定性驗算，如果在下水后和拖運過程中沉箱的形態(tài)有所變化和調(diào)整，則要根據(jù)變化后的新形態(tài)重新進行上述的驗算。（4）沉箱下水常用的方法有：預(yù)制場固定式滑道下水；半潛駁下水浮船塢下水干船塢內(nèi)預(yù)制，直接灌水出運。水深圖又稱海底地形圖，利用等深線表示海底深度和地形，是研究海底地形、地質(zhì)構(gòu)造及沉積物分布規(guī)律的重要資料。在海洋或湖泊中，相同深度的各點連接成封閉曲線，按比例縮小后垂直投影到平面上，所形成的曲線，稱為等深線。在水深圖上，等深線不僅可以表示水深反映海底地形，而且從等深線的疏密狀況，可以直接看出海底坡度的大小。海圖是按一定的比例尺和投影方法繪制而成的海洋水域和沿岸地物的專門地圖。主要內(nèi)容為海岸、海灘和海底地貌，海底基巖和沉積物，水中動植物，水文要素，燈標、水中管線、鉆井或采油平臺等地物，以及航道、界線等。測圖比例應(yīng)根據(jù)測量類型、測區(qū)范圍、任務(wù)要求和經(jīng)濟合理性選用，在規(guī)劃階段、工程可行性研究階段、初步設(shè)計階段和施工圖設(shè)計階段，測圖比例尺各有不同，可選用1:200-1:2000、1:100-1:5000和1：500~1:200三種。二、氣象-風(fēng)

風(fēng)玫瑰圖在極坐標底圖上點繪出的某一地區(qū)在某一時段內(nèi)各風(fēng)向出現(xiàn)的頻率或各風(fēng)向的平均風(fēng)速的統(tǒng)計圖。前者為“風(fēng)向玫瑰圖”，后者為“風(fēng)速玫瑰圖”。將風(fēng)向分為8個或16個方位，在各方向線上按各方向風(fēng)的出現(xiàn)頻率，截取相應(yīng)的長度，將相鄰方向線上的截點用直線聯(lián)結(jié)的閉合折線圖形風(fēng)對船舶的作用力大小：F=g/2CV2(Acos2+Bsin2)

為空氣密度，A水面上船體正面投影面積，B水面上船體側(cè)面投影面積，V風(fēng)速，C為風(fēng)壓系數(shù)，風(fēng)向與船體中心線夾角C隨的變化特點：首尾受風(fēng)時，C最??；風(fēng)舷角為30-40°和140°-160°時，C達極大值；正橫受風(fēng)時，C較小。（一）風(fēng)動力三要素

1，作用于船舶的橫風(fēng)力約大于順風(fēng)力3倍，所以平面設(shè)計選擇碼頭方位和航道時，盡可能與常風(fēng)向、強風(fēng)向成較小的角。2，船舶壓載狀態(tài)所受風(fēng)力為滿載狀態(tài)的2倍多，壓載船舶操縱性能對強風(fēng)滿載時要敏感得多。氣象-雨降雨影響

⑴影響港口建設(shè)的施工；⑵影響港口陸域的排水系統(tǒng)（暴雨）；⑶影響港口營運的作業(yè)天數(shù)。港口規(guī)劃統(tǒng)計降水日數(shù)、降水量和歷時等數(shù)據(jù)，目的在于分析其對港口作業(yè)天數(shù)、裝卸質(zhì)量和排水設(shè)施的影響。日降雨量大于0.1mm（含）即稱為一個雨日，一般情況下日降雨量大于25mm以上認為可停止裝卸作業(yè)。氣象-霧

能見度降低:影響航行；影響裝卸作業(yè)。霧日發(fā)生海上碰撞事故比視線良好天氣時要高90倍，特別是在視界狹窄海域危險度更高。能見度的等級與能見距離關(guān)系表霧的等級高還是低好？3-海象潮汐潮汐現(xiàn)象是指海水在天體（主要是月球和太陽）引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性升降運動。影響碼頭、港池、航道等高程和泥沙運動半日潮型：一個太陽日內(nèi)出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，前一次高潮和低潮的潮差與后一次高潮和低潮的潮差大致相同，我國渤海、東海、黃海的多數(shù)地點為半日潮型，如大沽、青島、廈門等全日潮型：一個太陽日內(nèi)只有一次高潮和一次低潮。如南海汕頭、渤海秦皇島等。南海的北部灣是世界上典型的全日潮海區(qū)

混合潮型：一月內(nèi)有些日子出現(xiàn)兩次高潮和兩次低潮，但兩次高潮和低潮的潮差相差較大，漲潮過程和落潮過程的時間也不等；而另一些日子則出現(xiàn)一次高潮和一次低潮。我國南海多數(shù)地點屬混合潮型

潮位特征值。工程上常用的潮位特征值有：歷年最高（低）潮位、平均高（低）潮位、平均潮位、年最大潮差、年平均潮差、年最小潮差、平均漲（落）等設(shè)計潮位取值設(shè)計高低水位，極端高低水位設(shè)計高潮位：取高潮累積頻率10%或歷時累積頻率1%的潮位設(shè)計低潮位：取低潮累積頻率90%或歷時累積頻率98%的潮基準面：在用潮位資料時必須注意其基準面是否與當(dāng)?shù)鼗鶞拭嬉恢?，不一致時要做換算。在我國基準面用得較亂，特別要注意。波浪水體在外力作用下水質(zhì)點離開平衡位置作周期運動、水面呈周期起伏并向一定方向傳播的現(xiàn)象。波浪形成后，可以看到液體表面作此起彼伏的波動。研究波浪運動規(guī)律在國民經(jīng)濟建設(shè)中，特別是對航運、港口、海洋等工程，有重要的理論意義和應(yīng)用價值。波浪破碎帶--當(dāng)波浪傳入近岸淺水區(qū)后,將發(fā)生波長變短、波高增大現(xiàn)象,導(dǎo)致波陡(波高與水深之比)迅速增加,當(dāng)波高接近水深時,波浪開始破碎，在有限振幅波(Stokes)理論中，具有極限波陡為0.142，當(dāng)波動波陡大于此值時，波面發(fā)生破碎。底床受到較強烈的擾動，如床底顆粒較細將會出現(xiàn)高含沙量去、是泥沙最強烈的活動帶注意：

①設(shè)計波要素的取值②近岸波要素變化——波浪折射③港內(nèi)波高變化——繞射研究表明：橫浪能量較順浪能量大約20倍。因次規(guī)劃時船舶縱軸線應(yīng)盡量與常浪向成較小的夾角。注意：P26表2-6不同作業(yè)類別對應(yīng)允許波高的參考值海冰

不論是固定冰還是流冰，對船舶航行構(gòu)成真正威脅的結(jié)冰厚度在0.2m以上港口設(shè)計計劃時，必須通過歷史冰情資料調(diào)查、衛(wèi)星圖片遙感和海冰實測等方式同時港區(qū)及附近水域冰日、冰期、冰量及厚度等確定年內(nèi)冰影響港口作業(yè)天數(shù)海冰對港口影響：1、港口封航，減少作業(yè)天數(shù)；2、冰凌對建筑物產(chǎn)生壓力，常常成為輕型結(jié)構(gòu)物的控制荷載；3、冰的凍融作用會嚴重影響位于潮差段混凝土的耐久性，另外冰凌對建筑物有磨損撞擊作用注意：1)平面布置中口門的方向和位置，防止流冰堵塞口門。

2)建港前不封凍的水域，建港后可能封凍。

泥沙來源：1、陸域