温州海湾水运工程咨询设计有限公司
摘要：港口是连接内陆与外界的纽带和桥梁，对促进一个国家经济发展具有重要意义。港口的运输作用发挥有赖于港口的通航能力。本文就港口的通航能力这一课题展开研究，分为港口吞吐量与港口航道通过能力的关系、影响港口航道通过能力的因素、数学计算方法三个模块展开论述，希望对诸位读者有所启发。
关键词：港口航道通过能力港口吞吐量
港口的通航能力关乎港口的价值体现，那么港口的通航能力与港口的吞吐量有什么关系呢？它又是受哪些因素影响，其计算方法又是怎样的呢？下面，笔者一一揭开这些问题的答案。
一、港口的吞吐量与港口航道通过能力的关系
港口的吞吐量是衡量一个港口规模和效益的重要尺度，规模较大的港口往往吞吐量也很大，在这样的港口往往船只的数量较多，船只的尺寸也较大，当然船舶往来带来的经济效益也很可观。规模较小的港口往往吞吐量也较小，在这样的港口往往船只数量较少，船舶尺寸较小，当然船舶往来带来的经济经济效益有限。港口吞吐量，是反映港口生产经营活动成果的重要数量指标，港口吞吐量的流向构成、数量构成和物理分类构成是港口在国际、地区间水上交通链中的地位、作用和影响的最直接体现，也是衡量国家、地区、城市建设和发展的量化参考依据[1]。港口的吞吐能力主要受两个主要因素的影响，一个是客观条件的约束，包括港口的经济腹地规模，港口的经济腹地经济发展水平、外向型经济所占比重、与港口外地区的经济联系强度等等。港口的经济腹地经济发展水平越高，外向型经济所占比重越大，与港口外地区的经济联系强度越大，港口的吞吐量就越有保障。反之港口的经济腹地经济发展水平不足，外向型经济所占比重低，港口与港口外地区的经济联系较弱，即使港口自身条件十分优越，也不可能有太大的吞吐量。另一个是港口自身因素即港口的通航能力。港口公共航道的通过能力是决定港口吞吐能力的重要因素，影响港口通航能力的因素有很多，针对港口通航能力的计算方法、优化研究也有很多，本文研究的重点就放在了港口航道通过能力上。
二、影响港口航道通过能力的因素
（一）航道宽度
在港口的自身条件中，航道宽度是最容易的想到一个影响港口通航能力的因素之一。众所周知，当今的工业发展水平不断提高，载货船舶的尺寸越来越大，排水量越来越惊人，例如一些油轮的排水量可达万吨，一次载货的重量十分惊人。如果港口自身最基本的宽度都达不到要求，根本没有可能获得大型船舶的青睐。
（二）航道深度
与航道宽度同理，如果港口自身水深不能满足船舶排水量的要求，大型船只根本不会考虑从这样的地方通行，而且，深度不够对船只通行来说很危险，一旦船只未能准确预判自身载重排水量同港口水深的关系，就可能有阻塞发生难以通行的危险发生。
（三）航道转弯半径
航道设计不能仅仅考虑港口的宽度和深度，还应考虑到船舶转弯出港需要满足的转弯半径问题。如果港口航道仅仅满足船舶的直行需求，那么船只很可能会因为在港口内无法掉头发生阻塞，影响港口内的流通状况。再者，前方船舶无法有效掉头进入返程航道，后方又有新船舶入港会使港口内阻塞状况更加难以调和，造成难以估量的麻烦。
（四）船舶航速
除了港口航道自身因素，船舶的自身因素也能影响到港口航道的通航能力。如果港口内在自然条件较好，建设条件较好，船舶可以快速通航的话，能够大大提高港口的通航效率。
（五）船舶尺度
考虑到港口的自身条件极限，即港口的宽度和深度受到天然条件和后天建设能力的限制不可能无限放大，故港口通航的船只大小如果在港口通航通航能力范围之内就不会给港口正常运营带来不良影响。
（六）船舶交通流
港口公共航道与港口码头泊位、码头专用航道以及港外水域的关系如图1所示。
图1港口公共航道示意图
船舶通过港口公共航道进出码头泊位、码头专用航道的过程中,船舶在时空间的分布构成了港口公共航道船舶交通流。根据港口公共航道以及进出港船舶的航行特点,对在港口公共航道中航行的船舶行为主要包括进港、出港、汇出(见图2中的(B)、(E)图)、汇入(见图2中的(C)、(D)图)、穿越(见图2中的(F)图)等。根据船舶行为特征,可将港口公共航道船舶交通流抽象为进港交通流、出港交通流、汇出交通流、汇入交通流、穿越交通流等几种基本模型(见图2)[2]。
（B）
研究港口船舶的交通流特点，有利于优化港口航道管理，从而提高港口通航能力。
一、数学计算方法
（一）经验计算公式
采用经验计算公式是一种比较简单有效的航道通过能力的计算方法，常见的是以内河航道通过能力为目标的计算方法，一般都具有以下格式[2-4]：C=WSNα1α1…αn(1)
式中：C是航道通过能力；WS是标准船的载货吨位。
（二）平面几何学计算方法
平面几何学，即把航道通过能力看成是一个面积的求解问题（图2）。这方面的研究主要基于藤野提出的船舶领域概念及计算方法。其基本原理是：前后船舶之间必须保持一定距离，构成围绕船舶的安全区，即船舶领域[10]。其一般为椭圆形，域的长轴（R）与短轴（S）可基于船长、航速、性能等参数的统计值，还可以考虑驾驶人员技术水平、心理素质及外界条件（交通密度、会遇形势、水文地理和天气情况等）等因素，适当增加域的长轴和短轴长度[3]。
图2
结语：
港口是沿海城市的经济命脉之一，也是影响国民经济发展的重要节点之一，我国海域辽阔、海岸线十分漫长，港口众多，依托海港发展起来的大城市也是比比皆是。研究港口的通航能力对我国港口的建设和价值发挥以及沿海城市的经济发展都有重要的现实意义。国内外关于港口通航能力的研究有很多，其中不乏一些先进的计算方法及优化措施，本文限于篇幅仅仅参考了具有代表性的一小部分，希望感兴趣有志于此的读者能够在今后的研究多加参阅，也希望笔者所著此文对国家港口建设能发挥一定的积极作用。
参考文献：
[1]李文超,港口航道通过能力研究综述[j].民营科技,2012.11:211.
[2]文元桥,刘敬贤.港口公共航道船舶通过能力的计算模型研究[j].中国航海（NAVIGATIONOFCHINA），2010.06：36.
[3]邓小瑜,李引珍,赵亚玲.港口航道通过能力研究综述[j].水运工程Port&WaterwayEngineering,2011.03:12.