[发明专利]一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及港口航道工程技术领域，具体为一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法。

背景技术

随着我国水运事业的迅速发展，为满足运量快速增长的需求，适应船舶大型化的发展需要，沿海各大港口不断扩大进港航道的规模。在进港航道设计中，需要确定航道槽断面设计水深处两底边线之间的宽度，亦称航道有效宽度。虽然世界各国航道有效宽度设计的方法各不相同，但均把航迹带宽度列为航道有效宽度的重要组成部分。目前确定航迹带宽度的方法有很多，如根据规范公式计算、通过船舶航海模拟器试验等，各有利弊。但无论采用何种方法，均需要提供船舶航行时所受的横流设计值。由于航道横流设计值选取原则不明确，常选取某一较大横流值作为设计值，对于建设和维护成本影响较大。当航道横流设计值选取过大时，航道有效宽度偏于安全，船舶航行的安全性增加，但航道的建设及维护成本也将明显提高；当航道横流设计值选取过小时，航道有效宽度偏于不安全，虽然较为经济，但通航的安全性有所降低。可见，解决航道有效宽度设计中横流设计值的选取问题具有重大的现实意义。

鉴于目前对海港航道有效宽度设计方法的研究尚处于起步阶段，现行的航道有效宽度设计中存在着航道横流设计值选取原则不明确的问题，因此，如何克服现有技术的不足，已成为当今港口航道工程技术领域中亟待解决的重大难题之一。为此，我们提出了一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法投入使用，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法，以解决上述背景技术中提出的现行的航道有效宽度设计中存在着航道横流设计值选取原则不明确的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法，该基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法的具体步骤如下：

S1：通过航迹带宽度、船舶间富余宽度和船舶与航道底边间的富余宽度计算航道的宽度；

S2：运用统计分析的方法分析航道内的横流值在特定的一段时间内的分布特征，并绘制最大横流的累积频率曲线；

S3：通过最大横流的累积频率曲线，选取最大横流累积频率对航道的有效宽度进行设计。

优选的，所述步骤S1中，航道宽度的计算公式为：

单向航道W＝A+2c

双向航道W＝2A+b+2c

A＝n(Lsinγ+B)

式中：W为航道有效宽度，A为航迹带宽度，b为船舶间富余宽度，c为船舶与航道底边间的富余宽度，与船速及船型有关，n、γ分别为船舶飘移倍数和风流压偏角，与横流有关。

优选的，所述步骤S2中，特定的时间段选取为一年。

优选的，所述步骤S3中，选取最大横流累积频率应根据航道当地的潮汐涨落表的信息进行选取，且航道沿程最大横流值与潮汐涨落表具有相同的年内分布规律，由当地的潮汐涨落表的信息推算出沿程最大横流值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中对于最大横流值得选取科学合理，在保证船舶通航安全的前提下节约了成本，能够保证不同设计大小的船型通航。

附图说明

图1为本发明工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法，该基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法的具体步骤如下：

S1：通过航迹带宽度、船舶间富余宽度和船舶与航道底边间的富余宽度计算航道的宽度，航道宽度的计算公式为：

单向航道W＝A+2c

双向航道W＝2A+b+2c

A＝n(Lsinγ+B)

式中：W为航道有效宽度，A为航迹带宽度，b为船舶间富余宽度，c为船舶与航道底边间的富余宽度，与船速及船型有关，n、γ分别为船舶飘移倍数和风流压偏角，与横流有关；

S2：运用统计分析的方法分析航道内的横流值在特定的一段时间内的分布特征，并绘制最大横流的累积频率曲线，特定的时间段选取为一年；