探讨永兴岛综合码头进出港航道导标建设之思路

黄而精

摘 要：本文通过介绍永兴岛综合码头情况、临时导标简介及存在问题，分析出临时导标确有易址重建的必要性，根据永兴岛规划资料及《水运工程导标设计规范》要求，以“三沙1号”为例，利用已知参数计算出视觉偏离量、侧面灵敏度、垂直张角并进行验算评价。

关键词：永兴岛综合码头 三沙1号 导标 规范 验算

永兴岛是南海实施建设的第一个大型民用综合码头工程，集渔业开发、交通运输、油水补给于一体的综合保障平台。根据海事机构对进出港船舶签证统计，2016年进出港共计306艘次，运送旅客81047人次，货物23436吨。进港航道为挖槽航道、宽度较窄，水流较复杂，缺乏港泊图，“三沙1号”投入使用后，安全隐患更突显。为解决进出港导助航问题，确有必要重建导标工程，近年码头水域频繁发生搁浅事故，该项工作显得尤为迫切。

1.临时导标简介：

码头航道现有1对铁塔式临时导标，标牌均为红色横条镂空钢质正置等边三角形。前导标高程为21m，前标牌边长4m；后导标高程为22.5m，后标牌边长5m，位置均在综合楼前。

2.临时导标存在的问题：

隨着港池的全面建设，航道的扩建，进出港池的船舶趋向大型化，临时导标已不满足安全航行需要，主要有：

2.1导标高度偏低。

临时导标按照千吨级船舶导助航需求标准设计，不具备万吨级船导助航能力， 三沙1号（1.25万GT）投入使用，视标眼高明显增加，现有导标高度已不再适用。 2.2导标标牌偏小。

码头进出港航道基本是东西走向，船舶在上午是逆光航行，临时导标标牌是红色横条镂空钢质正置等边三角形框架，标牌尺度已经不满足实际情况对视标距离的要求；

2.3前后标间距偏小。

前后标间距为31.4m，近在1海里距离视标，船舶偏离航线时，前后导标难以有效分离，进港不好辨认，寻找航道入口和保持中轴线航行相对困难，导航效果欠佳。

上述原因，导标规模明显偏小，对于万吨级以上船舶来说很难发挥导航效用；其外，前导标集中载荷超过码头面最大载荷能力，导标位置需易址重建。

3.本论

3.1综合码头导标建设方案

特殊的地理位置和水文条件，导标的选址极其苛刻。根据码头建设现状和工程规划资料，结合现场踏勘情况，前导标设在综合大楼的楼顶，地理高程27.65m，后导标选址在导标中轴线（航道轴线）的延长线上，与前导标相距50m，地理高程大于前导标地理高程（27.65+位置标高）。

3.2导标计算条件

码头进港航道有效宽度100m；航道水域最大流速1.6节，流向与航道轴线之间的夹角70°。进港最大船型为1.25万GT的“三沙1号”客滚船，船长122.3m、型宽21m。为了航行安全，在距离防波堤入口约0.5n mile以慢速进港。

3.3主要输入参数

3.3.1观测者眼高

“三沙1号”测者眼高：e=19m。

3.3.2起导点和终导点

起导点距离按至前导标1n mile考虑；终导点取左右防波堤灯桩连线至前导标的距离440m。

3.3.3前标标顶高程

前标标身高程h1=27.65m，位置自平均大潮面起算的地面高程hd=2.5m，前标标顶高程实际确定为h=30.15m。

3.3.4前后标间距

前导标设在综合大楼楼顶，后导标在综合大楼后面，码头临时污水站绿化带内，间距取值d=50m。

3.4 参数计算结果：

根据《水运工程导标设计规范》（JTJ237-1994），计算船舶在航道内各点对应视觉偏离量Ps，侧面灵敏度K，前后标标顶垂直张角α。

3.4.1偏离量计算

（3）视觉偏离量

视觉偏离量与观察距离和导标前、后标间距有关，观察距离越大，视觉偏离量也越大。其计算公式为：

Ps=（D2+D×d）/3448d

式中：P s——视觉偏离量；D—— 观察距离（m），自前标至使用段某观察点的距离；d——导标的前后标间距（m）。

根据以上公式计算最大视觉偏离量如表1。

关于偏离量的评价：根据验算结果，起导点稍有偏大，距离前导标1758m后视觉偏离量均小于设计偏离量，符合规范要求。

3.4.2后导标标顶高程计算

公式中α为一变化量（取值α=2′～14′），与H相关，故需试算求出结果，根据规范，后标标顶设计高程H取值范围为32.1m～32.6m为最佳，在此取值后标标顶设计高程H=32.5m。

3.4.3侧面灵敏度和垂直张角计算

垂直张角和侧面灵敏度是对导标进行验证和评估的主要参数。

（1）侧面灵敏度

规范要求，导标侧面灵敏度分布在1.0～3.5之间，导标效果良好。重点是满足船舶在航道远点时大于1.0的要求。按以下公式计算：

计算导标侧面灵敏度系数得表2。

关于侧面灵敏度的评价：从起导点距离前导标1852m至1418m处为“尚可用”，1418m至851m为“良好”，851m至608m为“很好”，608m至终导点440m为“过于灵敏”。

（2）垂直张角验算

采用观察距离小于8000m的公式计算：

α=3438[（H-e）/（D+d）-（h-e）/D]

根据以上公式计算垂直张角得表3。

关于垂直张角的评价：距离前导标1852m至1686m处，垂直张角为3.67′～4.00′，评估效果“好”，1686m至终导点4 4 0m范围内，α=4.00′～7.08′，符合规范要求。

4.结论

验算结果表明，对于“三沙1号”客滚船，距离前标608m至440m终导点处的侧面灵敏度“过于灵敏”；距离前导标1852m处的起导点处视觉偏离量稍大于18.45的设计偏离量。这两种原因主要是前后导标距离过近所致，但从船方人员反馈信息来看，导标功能实际使用时段是在距前标1海里处至防波堤的入口航段。而对于万吨以下的进出港船舶，各项数据验算均符合规范要求。综上所述，上述易址建设思路可行。

参考文献：

[1]JTJ237-1994.《水运工程导标设计规范》.

[2]黄伟，岳志伟《于珠海港高栏港区主航道导标重建方案的探讨以及对<水运工程导标设计规范>的两点建议》.

[3]朱飞，丁鸿林《连云港港30万吨级航道工程导标设计》.endprint