1、港口规划与布置课程设计计 算 说 明 书交通学院港航系二一三年八月2目 录1 设计基础资料31.1 港口状况及发展规划31.2 设计船型31.3 装卸工艺及装卸能力31.4 港处自然条件31.5 施工能力31.6 主要投资项目单价41.7 其他经济参数假设42 港口规模52.1 件杂货码头最优泊位数62.2 散货码头最优泊位数62.3 泊位年通过能力验算63 港口总体布置83.1 港口水域布置83.1.1 码头布置83.1.1.1 码头顶高程83.1.1.2 码头前沿水深（底高程）83.1.1.3 港池宽度93.1.1.4 航道水深（底高程）和宽度93.1.1.5 回旋水域93.1.1.6 泊
2、位长度103.1.1.7 码头长度103.1.2 防波堤布置103.2 港口陆域布置113.2.1 件杂货码头113.2.2 散货码头124 工程投资经济分析134.1 工程量计算134.2 投资估算及投资时间表144.3 经济效益分析145 方案评价及总结1631 设计基础资料一、港口状况及发展规划该港于 1999 年开工建设，并于当年建成两个泊位，于 2000 年投产使用，当时吞吐量 60 万吨。投产初期吞吐量增长较快，为适应增长的吞吐量，于 2003 年、2004 年各建成一个泊位，到 2005 年港口吞吐量达到 150 万吨，2009 年又增建一个泊位，到 2010 年吞吐量已达 16
3、0 万吨，预计（条件 A）2015 年吞吐量可达到240 万吨，2020 年达到 360 万吨，到 2025 年可达到 450 万吨，以上所说吞吐量均为件杂货。根据需要，规划 2025 年以后每年有 300 万吨煤炭从该港出口。二、设计船型该港的代表船型为：远洋杂货船为 1.5 万吨级，尺度为 161.921.5139.2m；远洋散货船为 3 万吨级，尺度为 1902614.610.8m。两种船在港一天所需费用均为 Cs=7.2 万元/艘日。三、装卸工艺及装卸能力件杂货的装卸采用门机加流动机械到库场的工艺流程，装卸能力 R=1800 吨/泊日，件杂货船舶在该港的平均装卸量为 G=8000 吨/
4、艘，C b=3.2 万元/ 泊日。煤炭装船规划采用装船机，堆场采用斗轮式堆取料两用机，中间用皮带机输送。装船能力 R=7500 吨 /泊日，运煤船在该港的平均装船量为 G=3.0 万吨/ 艘，Cb=2.4 万元/ 泊 日。四、建港处自然条件1 地形地质建港处陆地宽广、平坦，有足够的场地面积供布置库场及后方设施使用。陆域平均标高+3 米左右，附有 1：5000 地形图一张。建港区为沙质海岸，海底沙砾粒径 0.5 毫米左右，泥沙运动弱。趋于平衡，无严重的淤积和冲刷。2 水文气象建港处的风浪资料的分析结果见附图的风玫瑰图和波浪玫瑰图。该海区为不规则半日潮，据分析设计高水位+1.76 米，设计低水位-
5、0.15 米。海流方向多为 ES向，流速小于 1 节。该地区少雨少雾，据统计年最多降雨天数 134 天，其中雷雨天数 28 天，每次持续时间多在 0.51.5 小时。在冬季该地区常有封冻现象，但不影响航行和港口作用。五、施工能力港口设有专业施工队，最大施工能力每年可完成 3 个泊位和 300 米长的防波4堤的工程量。六、主要投资项目单价1. 万吨级码头岸线 15 万元/米；2. 库场：仓库 1420 元/米 2，堆场 520 元/米 2；件杂货泊位仓库与堆场各占库场总面积的 50%；3. 机械设备 3200 万元/泊位；4. 防波堤0 米以上：3.16 万元/米0-2 米：6.08 万元/米-
6、2-6 米：28.6 万元/米-6-10 米：42.24 万元/米-10 米以下 60.8 万元/米5. 基建挖泥 40 元/方6. 基建填土 60 元/方7. 围堰0 米以上：1.60 万元/米0-2 米：2.96 万元/米-2-6 米：6.48 万元/米-6-10 米：11.28 万元/米8. 征地动迁港内 18 万元/市亩，港外 10 万元/市亩；（1 市亩=10000 平方米）9. 港内铁路 4000 元/米，可按 200 万元泊位估算造价10. 港外道路及公共设施综合投资 1500 万元11. 港内道路综合投资 500 万元/泊位12. 水电供应和通讯综合投资 420 万元13. 生
7、活办公设施投资 1800 万元/泊位14. 每泊位分摊的港作船费用 440 万元15. 间接费按直接投资费用的 35%计算七、其它经济参数假设1. 盈利扣除营运费后港口每吞吐一吨货物的盈利为：件杂货 88.0 元/ 吨，煤炭为66.0 元/吨。2. 税收与还款港口企业收税 5%。港口净盈利的 70%用于还款，30%用于职工福利和基金。53. 现金年利率 i=8%，港口一切设施均假设使用到 2055 年为止，且不计残值。2 港口规模2015 年 2020 年 2025 年货种 件杂货 件杂货 件杂货 煤炭Q 240 万吨 360 万吨 450 万吨 300 万吨R 1800 吨/日泊位 7500
8、 吨/日 泊位G 8000 吨/艘 30000 吨/艘Cb 3.2 万元/泊日 2.4 万元/泊 日Cs 7.2 万元/艘 日2.1 件杂货码头最优泊位数2.11 2015 最优泊位数计算：=/ =2400000/3558000=0.845艘 日1=80001800=4.44日 艘 =3.756 =假设 S=5、6、7，计算结果列于下。从表中数据可以看出最优泊位数为 6。S . +15 0.75 1.760 1.487 5.2436 0.63 0.467 0.394 4.1507 0.54 0.147 0.124 3.8801.0930.27056671.0930.4440.2702.12 2
9、020 最优泊位数计算:=/ =36000003558000=1.268艘 日1=80001800=4.44日 艘 =5.634假设 S=7、8、9，计算结果列于下。从表中数据可以看出最优泊位数为 8。S . +167 0.81 1.693 2.146 7.7808 0.70 0.502 0.637 6.2709 0.63 0.200 0.254 5.8871.5100.38378891.5100.4440.3832.13 2025 最优泊位数计算:=/ =4500000/3558000=1.585艘 日1=80001800=4.44日 艘 =7.042假设 S=9、10、11，计算结果列于下
10、。从表中数据可以看出最优泊位数为 10。S . +19 0.78 0.876 1.387 8.43010 0.70 0.329 0.521 7.56311 0.64 0.142 0.225 7.2680.8660.29691010110.8660.4440.2962.2 散货码头最优泊位数=/ =3000000/35530000=0.282艘 日1=300007500=4日 艘 =1.127假设 S=2、3、4，计算结果列于下。从表中数据可以看出最优泊位数为 3。S . +12 0.56 1.828 0.515 1.6423 0.38 0.268 0.075 1.2024 0.28 0.040
11、 0.011 1.1380.4390.06412230.4390.3330.0642.3 泊位年通过能力验算一个泊位的年通过能力根据规范 5.8.2 可用下式计算 dfdzttGTP7对于件杂货码头设计通过能力，T=365 天，G=8000 吨/ 艘，t f=1.5h，t d=24h，=3h。2015 年，新增吞吐量 80 万吨，应新增 1 个泊位，设 3 台门机，取 p=210t/h,=8000/210=38.1则 1 个泊位的通过能力，满足要求。2020 年，新增吞吐量 120 万吨，新增 2 个泊位，设 4 台门机，取 p=280t/h，=8000/280=28.57满足要求。2025
12、年，新增吞吐量 90 万吨，新增 2 个泊位，3 台门机，取 p=210t/h， =8000/210=38.1满足要求。对于散货码头设计通过能力，T=365 天，G=3.0 万吨 /艘，tf=1.5h，t d=24h， =3h， p=1500t/h。=30000/1500=20满足要求。万 吨80万 吨41.9762045.1386tP 万 吨120万 吨64.137045.132786tP 万 吨90万 吨1.087245.13806tP 万 吨30万 吨.4103825.13406tP83 港口总体布置3.1 港口水域布置3.11 码头布置3.111 码头顶高程据海港总平面设计规范 （以下
13、简称规范）4.3.3 有掩护基本标准：码头顶高程=设计高水位+超高=1.76+11.5=2.763.26m考虑到陆域平均标高为+3m 左右，取码头顶高程为 3m。3.112 码头前沿水深（底高程）据规范 4.3.5 条：码头前沿水深：D=T+Z 1+Z2+Z3+Z4Z2=KH4%-Z1式中T设计船型满载吃水，取 9.2m；Z1龙骨下最小富余深度，查表 4.3.5 取 0.3m；Z2波浪富余深度，计算结果为负值时，取为 0,；K系数，顺浪取 0.3，横浪取 0.5；H4%码头前允许停泊的波高，波列累计频率为 4%的波高，取 1m；Z3船舶因配载不均而增加的船尾吃水，杂货船可不计，散货船取 0.1
14、5m；Z4备淤富余深度，取 0.4m；件杂货码头：T=9.2m，Z 1=0.3m， Z3=0，Z 4=0.4m；根据波浪玫瑰图知常浪向为东南向，为顺浪， 0.3KZ2=KH4%-Z1=0.31-0.3=0=9.2+0.3+0+0+0.4=9.9码头底高程：-0.15-9.9= -10.05m，取值-10.1m煤码头：T=10.8m，Z 1=0.3m，Z 2=0，Z 3=0.15m，Z 4=0.4m；=10.8+0.3+0+0.15+0.4=11.65码头底高程：-0.15-11.65= -11.8m93.113 港池宽度突堤式码头，据规范 4.2.8突堤式码头两侧均有泊位且沿港池方向布置 2
15、个以上泊位时，港池宽度 B 不小于1.5 倍设计船长；另外据规范 4.2.4 码头前沿停泊水域宽度取两倍设计船宽 2B：件杂货： ，取值 243m1.5=1.5161.9=242.852B=221.5=43m；煤炭： ，取值 285m1.5=1.5190=285.002B=226=52m；3.114 航道水深（底高程）和宽度据规范 4.8.8 航道通航水深：D 0=T +Z0+Z1+Z2+Z3件杂货码头：取 H4%=1.0m，T =9.2m，Z 0=0.2m， Z1=0.4m，Z2=1.00.42=0.42m，Z 3=0；件 =0件 +4=10.22+0.4=10.62航道底高程： ，取值-1
16、1m0.1510.62=10.77煤炭码头：T =10.8m，Z 0=0.25m，Z 1=0.4m，Z 2=0.42m，Z 3=0.15m；0煤 =10.8+0.2+0.4+0.42+0.15=11.97煤 =0煤 +4=11.97+0.4=12.37航道底高程： ，取值-12.6m0.1512.37=12.52据规范 4.8.7 航道宽度 ，单向航道，取横流 0V0.25，=(sin+)=1.81(161.9sin3。 +21.5)=54.25，取值 76m=+2=54.25+20.521.5=75.752025 年预留：=(sin+)=1.81(190sin3。 +26)=65.06，取值
17、 105m=+2=65.06+20.7526=104.05103.115 回旋水域据规范 4.2.3 知：，取值 324m2.0=2161.9=323.82025 年预留：2.0=2190=3803.116 泊位尺度根据规范 4.3.6 知：件杂货码头：设计船长 L=161.9m，富裕长度 d=19m；煤码头：设计船长 L=190.0m，富裕长度 d=19m3.117 码头长度根据规范 4.8.1 知：直立式岸壁折角处的泊位长度应按下式确定2015 年：1 个泊位 ,=+2=161.9+19=180.9取值 1812020 年：2 个泊位，=90时，=1.25 ，=21.25161.9+219
18、=442.75，2025 年：2 个泊位，=60时， =1.45，=90 时，取 值 2225=450=1.25，=1.45161.9+19+1.25161.9+19=253.755+221.375取值 255+225=410煤码头：3 个泊位 ，=90时，=1.25 ， ，=60时，=1.45，=1.45190+1.25190+19+1.25190+19=532+256.5取值 532+257预留 4 个泊位， =4(161.9+19)=723.6取值 724m3.12 防波堤布置防波堤布置如设计图所示。11泊稳验算：港外波高 H=3m，波长 L=60m。采用斜坡式防波堤,根据海港水文规范，
19、验算两个最不利点，B r L B/L (r/L)0.5 Kd HE验算点 1 35.21 580.53 60 16 0.59 3.11 0.28 0.84 验算点 2 35.21 446 60 5 0.59 2.73 0.31 0.93 ，满足泊稳条件。银行现金利率=8%表明港口有偿还贷款的能力。总收益现值： 41=1港口 净 盈利(1+) =13610.31万元5 方案评价及总结港口为突堤式结合顺岸式布置，总投资为 21.66 亿元，投资现值为 13.56 亿，2036 22 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02037 23 45320 1525 4
20、3795 0 2189.75 10948.8 0 02038 24 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02039 25 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02040 26 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02041 27 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02042 28 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02043 29 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0
21、 02044 30 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02045 31 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02046 32 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02047 33 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02048 34 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02049 35 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02050 36 45320 1525 437
22、95 0 2189.75 10948.8 0 02051 37 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02052 38 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02053 39 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02054 40 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 02055 41 45320 1525 43795 0 2189.75 10948.8 0 017港口自 2033 年还清款项后出现净盈利，总盈利现值为 1.361 亿。港口布置应该充分利用当地港湾的自然条件以减少投资，创造高收益。本方案充分利用了当地地形，进行填土建造突堤式码头弥补了岸线不足的缺陷，但填土方量较大，造成前期投资较大，但是对后期港口扩建节省了成本；在航道选线上，充分利用了天然水深较大处，为航道的挖泥量节省了投资成本；另外，防波堤的造价昂贵，为了后期预留泊位的发展，本方案将防波堤建造于离岸线较远处，也使得投资量较大，由此令我在设计防波堤时意识到设计时应该仔细计算，合理布置，尽量减少防波堤的长度一减少投资。
