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航道及港池
1、航道和水道
1.1概述
从总体上看，航道或水道在逻辑上可分为以下四组：
（a）a组：主要交通干线，具有令人满意的昼夜助航设施，保证给定深度。
（b） b组：类似A组，但仅提供日间导航辅助设备。
（c） c组：重要航线，可能有助航设施，深度由定期测量检查，但不能保证。
（d） d组：没有导航设备，只估计水深的当地航线。
航道或水道可分为无限制航道、半限制航道和完全限制航道：
（a）无限制航道是指宽度至少为使用航道的最大船舶横梁10-15倍的浅水航道或水道，但无任何疏浚。
（b） 半限制性航道为浅水疏浚航道。
（c） 完全受限的航道是指疏浚整个航道区域的航道。
一般来说，航道的布局和定线应确保航道能够在合理的安全条件下航行，并根据潮汐、海流、盛行风和波浪作用将航道分为哪一组。如果可能的话，由盛行风向和海流产生的合力与航道轴线之间的夹角应该是最小的。弯曲角度和通道中的曲线数量也应保持在最小值。巴拿马运河是一个完全受限制的航道或运河的例子，在巴拿马运河中，使用运河的船舶的最大尺寸为：总长294米，横梁宽度32.31米，最大吃水深度12米。
航道最好位于自然水深最大的区域，以降低初始疏浚和维护疏浚的成本。暴露于过度淤积和海岸漂移的区域应该被避免。然而，为了保持最小深度，如航海图所示，维护疏浚通常是必要的。根据场地的范围、位置和其他自然影响，如潮汐、海流和天气条件，疏浚量可能因地而异。
1.2直航道
直航道的最小宽度将主要取决于航道航行船舶的尺寸和操纵性以及风和水流的影响。航道宽度大概被分为三个部分。
限制性航道的宽度应在疏浚河床底部测量，并应为航道的总和。操纵车道的宽度通常为使用航道的最大船舶横梁的1.6倍至2.0倍，这取决于风、海流和船舶的操纵性。集装箱船、汽车运输船、客船和压载液货船上的超高上部结构存在相当大的风阻面积，因此可能需要比其横梁建议的更大的航道宽度。如果航道暴露在横流或风中，则必须考虑船舶偏航。偏航角可以在58到108之间。对于大型船舶，偏航角为58可以为操纵车道增加一个额外宽度，相当于横梁的一半。
由于船舶周围水流的不对称性，从航道中心线向航道岸边移动的船舶将受到岸边吸力的影响，这将导致偏航运动。为了抵消这种对船舶的影响，必须增加一个通常在最大船舶横梁1.0到2.0倍之间的额外河岸净空宽度。陡边槽段比梯形槽段产生更多的岸坡吸力。岸坡吸力也随着龙骨下间隙的减小而增大。为了避免在双车道航道中，在同一方向或相反方向行驶的两艘船之间发生过度的相互作用，有必要通过船舶净空车道将两条操纵车道分开。为尽量减少船舶之间的吸力和斥力，应提供最小30 m的净空车道或最大船舶的横梁。根据海况和风况，单车道航道的建议总航道底宽为设计船横梁的3.6-6倍。对于油气船，最小底宽应为设计船横梁的5倍。对于双车道航道，航道总宽度将在设计船舶横梁的6.2至9倍之间变化。
1.3有曲线的通道
一般来说，如有可能，应避免在通道中出现曲线和急转弯。当弯道不可避免时，由于所需的额外操纵宽度，弯道处的最小航道宽度应大于直航道的最小航道宽度，因为船舶在弯道上偏离航道的程度大于在直航道上偏离航道的程度。曲线半径和偏角的定义如图3.4所示。实际上，如果曲线的偏角大于108，则应加宽通道。人们普遍认为，拓宽曲线或弯道内侧是改善曲线周围安全导航的最合适方法。根据船舶的操纵性和弯道半径，操纵车道的宽度应从直航道中最大船舶横梁的2.0倍左右增加到弯道中最大船舶横梁的4.0倍左右。过去人们认为，对于没有拖轮辅助的船舶，最小曲线半径不应小于设计船舶长度的3倍，曲线的偏角不应小于258。在258到358之间，最小曲线半径应为设计船舶长度的5倍。对于358或以上，曲线半径应为设计船舶长度的10倍。如果曲线的半径必须小于上述值，则应适当加宽通道。
最新的研究建议最小曲线半径应在设计船舶长度的8-10倍范围内，而不与偏角有关。如果需要一条以上的曲线，则应在两条连续曲线之间提供一条至少等于设计船舶长度5倍或1000 m（以较大者为准）的直线段。
2、港池
2.1概述
港池可定义为受保护水域，应为船舶提供安全和适当的住宿。港口可分为天然、半天然或人工港口。港口具有不同的功能，如商业（市政或私营）港口、避难港口、军事港口、石油港口等。在港口入口内，港口内的区域应分配不同的功能，如停泊或转弯区。如果港口接收的船舶种类繁多，出于经济原因，应至少分为两个区，一个区为大船区，一个区为小船区。较小的船舶应位于港口的内部和较浅的部分。运输石油、天然气等危险货物的船舶的泊位，应当与其他泊位保持安全距离和净空。这些活动通常应位于港口盆地外端和背风侧的孤立区域。
2.2入口
如果可能，港口入口应位于港口的背风侧。如果必须位于港口的迎风端，则应提供足够的防波堤重叠部分，以便船舶通过限制入口，并在被波浪冲击前随风自由转弯。由于防波堤重叠，港口内部将受到防波堤的保护。因此，为了降低港内的波高，并防止强水流，入口的宽度不应超过提供安全航行所需的宽度。
在设计深度处测量的入口宽度将取决于港口内所需的波浪防护程度、船舶尺寸、交通密度、水深和潮汐进出时的流速所引起的航行要求。通常，港口入口的宽度应为设计船舶长度的0.7-1.0倍。如果可能，通过港口入口的最大流速不应超过约1.5 m/s或3海里/小时。如果当前速度超过此值，则应调整通道横截面。
2.3制动距离
船舶的制动距离取决于船舶速度、船体位移和形状以及马力比等因素。作为一个粗略的指南，假设下列停车距离足以使船舶完全停止：
（a）压载船舶，3-5倍于船舶长度
（b）装载船舶，7-8倍于船舶长度。
在入口暴露于天气的港口，停车距离通常应从保护区的起点到转弯盆地的中心测量。
2.4掉头区
掉头区或掉头盆地通常应位于港池的中心区域。转弯区域的大小将是操纵性和使用该区域的船舶长度的函数。它还将取决于允许执行转弯操作的时间。该地区应防止海浪和强风。应当记住，压载船舶的转向性能下降。通常接受以下最小转弯区域直径。船舶在不使用船首推进器或拖船辅助的情况下前进转弯的最小直径应为3.6 A装载矿石油轮，大约是船长的4倍。如果船舶有拖船辅助，回转直径可以是船舶长度的2倍。在非常好的天气和操纵条件下，这些直径可以分别减小到长度的3倍和1.6倍作为下限。使用主推进器、舵和船首推进器，转弯直径可以是船长的1.5倍。
通常接受以下最小转弯区域直径。船舶在不使用船首推进器和/或拖船辅助的情况下前进转弯的最小直径应为大约是船长的4倍。如果船舶有拖船辅助，回转直径可以是船舶长度的2倍。在非常好的天气和操纵条件下，这些直径可以分别减小到长度的3倍和1.6倍作为下限。使用主推进器、舵和船首推进器，转弯直径可以是船长的1.5倍。
如果船舶通过绕系船柱或码头弯曲转弯，通常在平静条件下由拖船协助，转弯直径可以至少为船舶长度的1.2倍。
2.5靠泊区域
泊位面积和泊位的大小将取决于最大船舶的尺寸和使用港口的船舶数量。泊位布局将会受到许多因素的影响，如操纵的港池的大小，满意的到来和离开的船只的泊位，船只是否配备了弓舵和船首推进器，拖船的可用性，和方向和强度的风、波浪和洋流。如果需要疏浚泊位前的停泊区域，疏浚区域的大小应如图3.7所示。疏浚区长度应为拖轮协助不少于最大船舶使用泊位长度的1.25倍，而没有拖轮协助则不少于该长度的1.5倍。疏浚的潮汐泊位的宽度应至少是使用该泊位的最大船舶船梁的1.5倍。当泊位上必须容纳一艘以上船舶时(图3.8)，相邻船舶之间的间隙长度应至少是最大船舶长度的0.1倍。如果港池受到强风和潮汐的影响，其净空应增加到最大船只长度的0.2倍。船舶之间的最小距离通常为15米。
斜面底部与船身之间的距离应为船身长度的0.15倍。斜面的角度取决于斜面内的材料，以及斜面是否受到波浪作用或船舶螺旋桨的侵蚀。在水位以上，坡度可以在1:15.5和1:20之间。指墩式的泊位每米可提供最多的靠泊空间。对于单泊位码头，两个码头之间的清水面积应是最大船只的2倍，加上30米，以便拖船协助。对于双指墩，两个双指墩之间的清水面积应为最大船舶横梁的4倍加50米。单泊位指墩的长度，如可能，应为船舶长度加30-50米。对于很长的单泊位码头，两个码头之间的清水面积应是最大船舶横梁的2倍加上50米。对于港池，允许船舶自由进入泊位所需的宽度是458的泊位长度的1.5倍，是908的泊位长度的2倍。
2.6油气船停泊区
油气船停泊结构的布置不同于一般货船的泊位布置。油气泊位结构的主要包括以下要素：系泊结构、靠船结构、装载平台和带管道的进出桥。为了油轮和拖船的安全，在油轮停泊和系泊期间，必须为拖船周围提供足够的操纵空间。如有可能，泊位的方向应使主导风、浪和水流对泊位运行的影响最小。泊位的方向应使系泊荷载尽可能小。通常，这意味着将泊位轴线与水流方向对齐。如果水流较弱，建议将泊位与盛行风向平行。铺位不应朝向横风、波浪或海流。装载平台和靠船撑架结构可以建造为一个结构，或者最好是两个独立的结构，以便从油轮向靠船撑架水平停泊荷载。靠泊结构的设计应能承受油轮靠泊时的靠泊冲击和系泊时的风、浪、流的冲击。系泊结构的设计应考虑系泊和环境力。
油气泊位结构的装卸臂通常位于装卸平台的中心或靠船架结构之间的中心。液货船上的管汇位置应位于液货船的中部，且在任何情况下均不得超过中部前方或后方3.0 m。展示法兰距油轮侧不应超过4.5 m，高于油轮甲板的高度不应超过2.1 m。为确保与船舶平行侧接触，隔浪结构之间的距离应符合第12章的规定。应在系泊结构和中心结构之间提供走道。尽管装卸平台每侧有一个靠船结构足以使油轮安全靠泊，但建议在大型油轮靠泊时，每侧设置两个靠船结构，以防其中一个结构在靠泊过程中损坏。两艘系泊液货船或一艘系泊液货船与一艘过往船舶之间的安全距离，将取决于港口的总体布局、协助停泊或离泊作业的拖船数目、环境条件和码头的安全程序。不同国家之间的距离也可能不同，这取决于每个国家的安全理念。
原则上，油轮和辅助拖船安全靠泊和离泊所需的操纵区域通常如以下三种不同情况所述。
案例1：沿海岸线的两个油轮泊位（图1），1号油轮在1号泊位装货，2号油轮在2号泊位拖船协助下停泊。一般原则是，半径为RT的拖船不得与1号油轮的安全区域r1重叠；如果与r1重叠，则拖船被归类为在1号油轮的安全区域内作业。距离2号泊位的距离d考虑了停泊和系泊期间可能沿泊位漂移的情况，可以取大约20 m。必要的安全距离在以下范围内变化。
图1
对于油轮：
（a）两艘系泊油轮之间的距离L3可能在50-100 m之间；
（b）系泊油轮L4与过往船舶之间的距离可能在150 m或以上。例如，应对大型过往船舶对系泊油轮的影响进行研究，以确定安全速度和距离，从而将系泊油轮的损坏或碰撞风险降至最低。
对于气船：
（a）两个系泊气船之间的距离L3可能在80-150 m之间。对于液化天然气（液化天然气）船，建议船与船之间的最小间隙为一艘船的长度或250-300 m。出于安全考虑，液化天然气油轮之间所需的距离也取决于拖船在停泊和离泊期间的容量。在停泊两艘液化天然气油轮的地方，为了使与气体有关的作业能够安全地继续进行，建议除非暂停作业，否则不得违反所停泊液化天然气船的安全圈。
（b） 系泊天然气船与过往船舶之间的距离L4（见图3.13）可以是200-250 m。对于液化天然气船，该距离至少应为300 m。如果无法达到300 m的距离，则必须通过研究和风险评估，并考虑当地条件和基础设施，确定安全的过往距离。大型船舶靠近已系泊的液化天然气油轮时，会引起天然气泊位上的涌浪，这会对天然气油轮的系泊缆造成风险。
案例2：两艘油轮相对停泊（图2），1号油轮装载，2号油轮停泊。2号油轮拖船的半径RT最好不与R1重叠；如果它们与R1重叠，则拖船被归类为在1号油轮的安全区域内作业。
图2
案例3：
如图3所示，在码头的每一侧停泊两艘油轮。一般情况下，泊位的布局应使油轮能够在不违反相邻安全区的情况下停靠和离泊。考虑到天气、风和海流的变化，停泊的2号油轮和拖船最好能够在所有停泊和离泊操作期间保持在1号油轮安全区之外；如果不是，拖船被分类为在1号油轮安全区内操作。然而，当一艘油轮在相邻泊位停泊或离泊时，可采用中断装载作业的原则来接受减少泊位面积。在这种情况下，可在减少的滨水区域建造两个泊位，但在另一艘油轮移动期间必须中断装卸作业的操作限制。这是终端的决定，应在终端的功能要求中规定。通常，位于一个泊位的油轮最好保持在相邻泊位的安全区之外。油气码头外的一般航道最好在油气泊位前的掉头池外，以免航道内过往船只干扰靠泊作业。出于安全和风险的考虑，建议将液化天然气接收站置于远离其他港口活动的隐蔽位置，以使其他船舶不会对停泊的液化天然气油轮造成碰撞风险。应选择油气泊位的方位，以便为正常停泊和离泊以及紧急离港提供最佳的操纵条件
图3
3.2.7小艇停泊区
一般测量值将如图所示有所不同。在潮汐变化较大的地方或港口暴露在风和/或浪中的地方，必须使用最大数值。每艘船所需总水域面积的正常数字将在每艘船100至200 m2之间变化。渔港停泊区的大小并无规则
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