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航道标准水深

2020-04-09 21:01

在设计最低通航水位时,满足标准载重船舶(队)安全通航所必需保证的航道的最小水深,又称最小通航保证水深,简称航深。对天然航道、渠化航道,航道标准水深以设计最低通航水位下航道标准宽度范围内浅滩处的最小水深作为衡量标准(图1);对限制性航道,是指设计最低通航水位时水面至航道底的断面水深(图2)。航道标准水深是河流通航的基本条件之一。航道内水深不足,会影响船舶的航速和载重量,往往是碍航的原因。同时航道水深与改善航行条件的航道工程量和维护量密切相关。航道标准水深的确定是航道设计的主要内容,在可行性研究阶段,一般应从营运经济、航道条件和工程量等方面进行方案比较,通过综合的技术经济分析确定。

图1 天然航道、渠化河流航道断面示意图

图2 限制性航道断面示意图

航道标准水深按下式计算:

式中,HM为航道标准水深,m;T为设计船舶标准吃水(标准载重时),m;ΔH为富裕水深,m。

设计船舶标准吃水是指船舶在标准载重时的吃水,不是船舶的最大吃水(也称满载吃水或结构吃水)。世界上大多数国家采用航道标准水深等于设计船舶在标准载重时的吃水的方法,即在设计最低通航水位时船舶减载,在水位高于设计最低通航水位时容许船舶加载航行,这是通常采用的一种变吃水的营运方式,其目的在于减少航道工程的工程量,扩大船舶载重量,从而取得营运的最大经济效益。

富裕水深是指设计船舶在标准载重静浮状态时,船底龙骨下至航道底的最小距离。富裕水深一般等于船舶航行下沉量(也称为船舶动吃水)加船舶触底的安全富裕量。船舶航行下沉量是指船舶在浅水中航行随航速的提高和水深的减少而增加,船型、船队型等也都有影响。船舶航行时由于返回流的作用,船体周围流速增大,水面下降,水压力降低,因而船体下沉,吃水增加。船舶航行下沉量尚无完善的计算方法,一般根据实船试验确定。在航道设计中,根据实船观测和船模试验资料,船舶航行下沉量按船舶吨位的不同取为0.12~0.25m,船舶吨位大的取大值。触底安全富裕量是船舶在航行状态下,为了不致触底而必须保留的富裕深度,对于泥沙质河床,视船舶吨位大小取为0.1~0.2m,对于石质河床,因触底危害性大,需再增加0.1~0.2m。在计算富裕水深时,除船舶航行下沉量和触底安全富裕量外,还应结合航道的具体情况考虑航道淤积、因风浪所引起的水面下降和船舶摇荡以及施工预留超深等。

GBJ 139—90《内河通航标准》中,航道标准水深有一个变动幅度,即HM=T~(T+ΔH),其上限值包含了全部所需的富裕水深,此时船舶可持标准载重量正常航行。一般枯水期较长、水运比较繁忙的航道,经过技术经济分析,在具有较好的效益论证条件下,可以采用此上限值作为推荐取用的航道标准水深值。航道标准水深的下限值等于船舶标准的吃水,而对于船舶航行安全来说,富裕水深是必不可少的,这就意味着当水位接近设计最低通航水位时,船舶必须减载航行。在实施航道工程计算确定航道标准水深时,视具体情况在上、下限之间选定一个水深值作为航道标准水深。

对于限制性航道,研究表明,增大水深比增加宽度更能减小船舶阻力,因此,为减小船舶航行阻力,航道标准水深还应满足以下条件,即航道标准水深(HM)与船舶标准吃水(T)的比值不小于1.6~1.7。

在GBJ 139—90中按航道等级分别列出了天然、渠化航道和限制性航道的航道标准水深值,航道工程建设可按该标准的规定和要求直接取用。

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