港口规划与布置

《港口规划与布置》课程设计

计 算 说 明 书

学生姓名： 李春林 学 号： 21408111 指导教师： 廖鹏、肖一波

交通学院港航系 二○一一年八月

目 录

1 设计基础资料

一、港口状况及发展规划

该港于1994年开工建设，并于当年建成两个泊位，于1995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1998年、1999年各建成一个泊位，到2000年港口吞吐量达到120万吨，2004年又增建一个泊位，到2005年吞吐量已达160万吨，预计2010年吞吐量可达到220万吨，2015年达到300万吨，到2020年可达到380万吨，以上所说吞吐量均为件杂货。根据需要，规划2020年以后每年有200万吨煤炭从该港出口。

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161.9×21.5×13×9.2m；远洋散货船为2.5万吨级，尺度为185.5×23.2×14.2×9.8m。

两种船在港一天所需费用均为Cs=6.4万元/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=1500吨/泊·日，件杂货船舶在该港的平均装卸量为G=6000吨/艘，Cb=2.4万元/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=6250吨/泊·日，运煤船在该港的平均装船量为G=2.5万吨/艘，Cb=1.6万元/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-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0.5~1.5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2个泊位和200米长的防波堤。

六、主要投资项目单价

1. 万吨级码头岸线12万元/米；

2. 库场：仓库1160元/米2，堆场260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2400万元/泊位； 4. 防波堤

0米以上：2.56万元/米 0～-2米：5.48万元/米 -2～-6米：21.6万元/米 -6～-10米：32.24万元/米 -10米以下44.8万元/米 5. 基建挖泥30元/方 6. 基建填土50元/方 7. 围堰

0米以上：1.20万元/米 0～-2米：2.56万元/米 -2～-6米：5.48万元/米 -6～-10米：9.28万元/米 8. 征地动迁

港内12万元/市亩，港外8万元/市亩；（1市亩=10000平方米） 9. 港内铁路4000元/米，可按160万元泊位估算造价 10. 港外道路及公共设施综合投资1000万元 11. 港内道路综合投资400万元/泊位 12. 水电供应和通讯综合投资320万元 13. 生活办公设施投资1200万元/泊位 14. 每泊位分摊的港作船费用340万元 15. 间接费按直接投资费用的45%计算

2 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64.0元/吨，煤炭为40.0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。 3. 现金年利率i=8%，港口的一切设施均假设使用到2050年为止，且不计残值。

2港口规模

件杂货有关参数如下： 2010年 Q=220万吨

R=1500吨/日·泊位 G=6000吨/艘

Cb=2.4万元/泊·日 Cs=6.4万元/艘·日

1Q/NG2200000/36560001.0艘/日

TbGR600015004日/艘

a1.044

假定S=6：

6TwTbas460.67，查表得：

0.152，Tw0.15240.608日

nw6Tw0.60810.608

n6nw6a0.60844.608

假定S=7，S=8，计算结果列于表1中。从表中数据可以看出，满足不等式条件的泊位数为S=7，即应增加两个泊位。

表1 S Tw ρ nws ns nsns1 6 7 8 0.67 0.57 0.50 0.608 0.188 0.060 0.608 0.188 0.060 4.608 4.188 4.060 0.420 0.128

n6-n7>CbCsn7n8 0.420>0.375>0.128

同理可得，2015年，吞吐量Q=300万吨时，计算结果列于表2中。从表中数据可以看出，满足不等式条件的泊位数为S=9，即应增加两个泊位。 表2 S Tw ρ nws ns nsns1 8 9 10 n8-n9>CbCs0.68 0.61 0.55 n9n10 0.400 0.140 0.046 0.548 0.192 0.063 6.027 5.671 5.542 0.356 0.129 0.356>0.375>0.129 同理可得，2020年，吞吐量Q=380万吨时，计算结果列于表3中。从表中数据可以看出，满足不等式条件的泊位数为S=11，即应增加两个泊位。

表3 S Tw ρ nws ns nsns1 10 11 12 n10-n11>CbCs0.69 0.20 0.08 n11n12 0.400 0.116 0.044 0.694 0.201 0.076 7.635 7.142 7.017 0.493 0.125 0.493>0.375>0.125 干散货有关参数如下： Q=200万吨 2020年

R=6250吨/日·泊位 G=25000吨/艘 Cb=1.6万元/泊·日 Cs=6.4万元/艘·日

1Q/NG2000000/365250000.22艘/日

TbGR2500062504日/艘

a0.2240.88

假定S=1：

1TwTbas0.8810.88，查表得：

7，Tw7428日

n1Tw280.226.16

n1nw1a6.160.887.04

假定S=2，S=3，计算结果列于表4中。从表中数据可以看出，满足不等式条件的泊位数为S=2，即应增加两个泊位。

表4 S Tw ρ nws ns nsns1 1 2 3 n1-n2>0.88 0.44 0.29 CbCsn2n3 28 0.92 0.128 6.16 0.201 0.076 7.040 1.078 0.905 5.962 0.173 5.962>0.250>0.173 一、 港口总体布置（采用海港总平面设计规范JTJ211-99，以下称规范）

a) 港口水域布置 i.

件杂货码头布置

1. 码头顶高程

据《海港总平面设计规范》（以下简称规范）4.3.3有掩护基本标准：

码头顶高程=设计高水位+超高=1.76+1~1.5=2.76~3.26m取3m。 2. 码头前沿水深（底高程）

据规范4.3.5： 码头前沿水深：

DTZ1Z2Z3Z4，

Z2K(H4%)Z1

式中

T设计船舶满载吃水，取9.2mZ1龙骨下最小富裕深度，查表4.3.5取0.3mZ2波浪富裕深度，计算结果为负值时，取为0K系数，顺浪取0.3，横浪取0.5H4%码头前允许停泊的波高，波列累计频率为4%的波高，取3mZ3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0.15m Z4备淤富裕深度，取0.4m

T9.2m，Z10.3m，Z30m，Z40.4m

根据波浪玫瑰图知常浪向为东南向，为顺浪，K0.3

 Z2K(H4%)Z10.330.30m.6

D9.20.30.600.4m 1 码头底高程0.1510.510.65m取为11m。

3. 港池宽度

据规范4.2.5宽度为：2161.9323.8m，取为325m 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：221.5=43mm，取45m。

4. 航道水深（底高程）和宽度

件杂货船尺寸和深度小于散货船，按散货船计算航道水深和宽度 5. 回旋水域

件杂货船小于散货船，按散货船的回旋水域计算

6. 泊位长度

据表4.3.6取d19m

据规范4.3.6，单个泊位长度LbL2d161.9219199.9m取200m

根据规范4.3.7，泊位长度：端部LbL1.5d，中部LbLd

端部：LbL1.5d161.91.519190.4m取191m 中部：LbLd161.919180.9m取181m 折角处：Lb=

=1.25

=212.4m,取213m

7. 码头长度：

假设突堤一侧能停泊3艘杂货船，那么需要一个突堤，则长度=191X2+181=563m，取570m

ii.

散货码头布置

1. 码头顶高程

据《海港总平面设计规范》（以下简称规范）4.3.3有掩护基本标准：

码头顶高程=设计高水位+超高=1.76+1~1.5=2.76~3.26m取3m。 2. 码头前沿水深（底高程） 据规范4.3.5： 码头前沿水深：

DTZ1Z2Z3Z4，

Z2K(H4%)Z1

T9.8m，Z10.3m，Z30.15m，Z40.4m

据波浪玫瑰图知常浪向为东南向，为顺浪，K0.3

 Z2K(H4%)Z10.330.30m.6

D9.80.30.60.150.4m 1 码头底高程0.1511.2511.4m取为11.5m。

3. 港池宽度

据规范4.2.5宽度为：2185.5371m，取为370m 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：223.2=46.4mm，取47m。

4. 航道水深（底高程）和宽度 航道水深DTZ0Z1Z2Z3Z4

T9.8m，Z00.2m，Z10.4m，Z20.6，Z30.15m，Z40.4m

D9.80.20.40.60.150.411.55m

设船是乘潮入港，乘潮水位1.5m。

航道底高程=乘潮水位D1.511.5510.05m。 据规范4.8.7航道宽度（双向航道）

An(LsinB)1.81(185.5sin323.2)60m

W2AB2c12023.234.8178m，取180m

5. 回旋水域

据规范4.2.3 回旋水域直径：2.0L2.0185.5371m。 回旋水域水深取航道水深。

6. 泊位长度

根据表4.3.6取d20m

单个泊位长度LbL2d185.5220225.5m取225m 连续泊位长度：端部LbL1.5d，中部LbLd，

端部：LbL1.5d185.51.520214.5m 中部：LbLd185.520205.5m。

7. 码头长度

设为两个端部的码头，那么长度为2*214.5m=429m

8防波堤布置

水深较大，采用直立堤，其位置和长度如图所示

绕射验算：与波向线垂直方向上口门投影宽度（等效口门宽度B’）=0，无需验算。 港口陆域布置 件杂货码头 E=

=

取1.3在此处键入公式。

,取33460

场

散货码头

后方堆场：E=

=取1.3

,取39000

二、 工程投资经济分析

a) 工程量计算 件杂货码头

序号 1 2 3 4 5 6 7 工程项目 码头工程 基建挖泥 港内铁路 仓库 堆场 机械设备 回填 围堰 0m以上8 0～-2m -2～-6m -6～-10m 9 10 港内道路 生活办公设施 港外道路及公共设施 万元/米 1.20万元/米 2.56万元/米 5.48万元/米 9.28万元/米 400/泊位 1200/泊位 ±0 200 959 181 单位 m 万m3 万/泊位 元/m^2 元/m^2 万元/泊位 万m3 单价 12万元/m 30元/m^3 160万/泊位 1160元/米2 260元/米2 2400万元/泊位 50元/m^3 工程量 1340

，取33460

投资额（万元） 16080 8476.97 960 3881.36 869.96 14400 3381.12 0 512 5355.32 1679.68 2400 7200 2825657.725 6 33460 33460 6 676224 11 500

12 13 14 15 16 水电供应和通讯 港作船费用 直接费合计 间接费 -45% 合计 340/泊位 160 2040 67896.41 30553.39 98449.80 散货码头 序号 1 2 3 4 5 6 7 工程项目 码头工程 基建挖泥 港内铁路 仓库 堆场 机械设备 回填 围堰 0m以上8 0～-2m -2～-6m -6～-10m 9 10 港内道路 生活办公设施 港外道路及公共设施 水电供应和通讯 港作船费用 直接费合计 间接费 -45% 合计 万元/米 单位 m 万m3 万/泊位 元/m^2 元/m^2 万元/泊位 万m3 单价 12万元/m 30元/m^3 160万/泊位 1160元/米2 260元/米2 2400万元/泊位 50元/m^3 1.20万元/米 2.56万元/米 5.48万元/米 9.28万元/米 400/泊位 1200/泊位 工程量 1112.75 0 6 0 39000 2 149500 ±0 600 610 0 投资额（万元） 13353 0.00 960 0 1014 4800 747.5 0 1536 3343 0 800 2400 11 500 12 13 14 15 16

340/泊位 160 680 30293.50 13632.08 43925.58

防波堤：21.6*（396.1+117.07+274.31+279.19）+32.24*（1131.5-279.19）=50518.55万元

件杂货泊位投资 a=A/S1+D/(S1+S2)=98450/6+50519/(6+2)=22723.2万元 散货泊位投资 b=B/S2+D/(S1+S2)= 43925.58/2+50519/(6+2)=28277.7万元 原有每个泊位的投资如下：c=A/S1=19690万元

b) 投资估算及投资时间表 投资年表： 年份 代号i 投资（万元） 投资现值（万元） 39380 1752 1752 1752 21442 22318 3504 3504 3504 3504 23194 4380 4380 4380 4380 4380 49826.4 6132 6132 6132 6132 51578.4 7884 7884 7884 53330.4 66191.4 39380 1622 1502 1391 15761 15189 2208 2045 1893 1753 10743 1879 1739 1611 1491 1381 14544 1657 1535 1421 1316 10246 1450 1343 1243 7787 8949 1994 0 1995 1 1996 2 1997 3 1998 4 1999 5 2000 6 2001 7 2002 8 2003 9 2004 10 2005 11 2006 12 2007 13 2008 14 2009 15 2010 16 2011 17 2012 18 2013 19 2014 20 2015 21 2016 22 2017 23 2018 24 2019 25 2020 26 船舶待泊费用：

货种 年份 S 件杂货 1995-1998 散货 1999 2000-2004 2005-2009 2010-2014 2015-2019 l Tb 4 4 a r Tw/Tb Tw nw.s cs（万元） Cs Cb 2 0.273973 3 0.273973 4 0.547945 5 0.730594 7 1.004566 9 1.369863 1.73516 0.22 1.09589 0.547945 1.09589 0.365297 0.414 1.656 0.453699 6.4 1060 1752 0.06 0.24 0.065753 6.4 154 2628 645 3504 696 4380 441 6132 448 7884 446 9636 493 1168 4 2.191781 0.547945 4 2.922374 0.584475 4 4.018265 0.574038 4 5.479452 0.608828 0.126 0.504 0.276164 6.4 0.102 0.408 0.298082 6.4 0.047 0.188 0.188858 6.4 0.035 0.14 0.191781 6.4 0.11 0.190868 6.4 0.96 0.2112 6.4 2020 11 2020以后 2 4 6.940639 0.630967 0.0275 4 0.88 0.44 0.24 c) 经济效益分析

年收投资 年份年份 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

号 （万元） ① 益 （万元） ② 0 待泊费 （万元） ③ 0 ②-③ ④ 0 2780 2780 2780 2780 3686 7035 7035 7035 7035 7035 9544 9544 9544 9544 9544 ④×70% ⑤ 0 1946 1946 1946 1946 2580.2 4924.5 4924.5 4924.5 4924.5 4924.5 6680.8 6680.8 6680.8 6680.8 6680.8 9547.3 9547.3 9547.3 9547.3 9547.3 ④×5% ⑥ 0 139 139 139 139 184.3 351.75 351.75 351.75 351.75 351.75 477.2 477.2 477.2 477.2 477.2 681.95 681.95 681.95 681.95 681.95 ④-⑤-⑥ ⑦ 0 纯盈利 还款额 交税 港口净盈利 还款现值 ⑧ 0 欠款现值 ⑨ 39380 0 39380 1 2 3 1752 1752 1752 3840 1060 3840 1060 3840 1060 3840 1060 3840 7680 7680 7680 7680 7680 154 645 645 645 645 645 696 696 696 696 696 695 1802 36283.33 695 1668 33429.36 695 1545 30799.1 695 1430 42847.83 921.5 1756 53107.13 1758.75 3103 48278.11 1758.75 2873 43873.11 1758.75 2661 39855.8 1758.75 2463 36192.91 1758.75 2281 41974.27 2386 2865 37878.29 2386 2653 34158.81 2386 2457 30782.53 2386 2275 27719.01 2386 2106 24940.44 3409.75 2787 34850.09 3409.75 2580 31345.55 3409.75 2389 28168.98 3409.75 2212 25291.02 3409.75 2048 22684.87 4 21442 5 22318 6 7 8 9 3504 3504 3504 3504 10 23194 11 12 13 14 15 4380 10240 4380 10240 4380 10240 4380 10240 4380 10240 16 49826 14080 17 18 19 20 6132 14080 6132 14080 6132 14080 6132 14080 441 13639 441 13639 441 13639 441 13639 441 13639

2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035 2036 2037 2038 2039 2040 2041 2042 2043 2044 2045 2046 2047 2048 2049 2050 合计 21 51578 19200 22 23 24 7884 19200 7884 19200 7884 19200 448 18752 13126.4 448 18752 13126.4 448 18752 13126.4 448 18752 13126.4 448 18752 13126.4 939 23381 16366.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 939 31381 21966.7 937.6 937.6 937.6 937.6 937.6 1169.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 1569.05 4688 2608 28643.22 4688 2414 25557.21 4688 2236 22771.22 4688 2070 20257.74 4688 1917 24627.67 5845.25 2213 29539.79 7845.25 2750 24601.71 7845.25 2546 20233.12 7845.25 2358 16376.74 7845.25 2183 12980.66 7845.25 2021 9997.838 7845.25 1872 7385.694 7845.25 1733 5105.676 7845.25 1605 3122.913 7845.25 1486 1405.879 7845.25 1376 -73.9158 7845.25 1274 7845.25 1179 7845.25 1092 7845.25 1011 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 7845.25 936 867 803 743 688 637 590 546 506 468 434 402 372 344 319 295 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 25 53330 19200 26 66191 24320 27 10804 32320 28 10804 32320 29 10804 32320 30 10804 32320 31 10804 32320 32 10804 32320 33 10804 32320 34 10804 32320 35 10804 32320 36 10804 32320 37 10804 32320 38 10804 32320 39 10804 32320 40 10804 32320 41 10804 32320 42 10804 32320 43 10804 32320 44 10804 32320 45 10804 32320 46 10804 32320 47 10804 32320 48 10804 32320 49 10804 32320 50 10804 32320 51 10804 32320 52 10804 32320 53 10804 32320 54 10804 32320 55 10804 32320 56 10804 32320 61223.35 306116.8 三、 方案评价及总结

方案如图所示，预留4个泊位，前后依次建成6个件杂货泊位和两个散货

泊位，其库场面积如图所示，防波堤、口门、回旋水域和港池的布置见图。用虚线标注的码头岸线和泊位表示目前未建的预留部分，绿线指皮带机。给门机预留了宽度但未在图中画出每个门机的图示。

该方案耗资比其他同学的多，还款直到2030年才还清（我的公式好像错了 可能都还不清，）但是防浪效果应该要略好。很多地方都还有不足之处，以后再一一改进

四、 设计体会

这个方案一开始算错了，没有考虑到已经有了五个泊位，直接用380万吨来算陆域面积，导致码头宽达270米。发现这个错误时后面的已经算完，因此又改了半天。还有我怕影响原来的大码头营运所以没敢把防波堤直接从大码头那里连出去。

说实在话我对这个方案没有信心，因为花钱太多，然后口门没有开在深槽那里，算围堰的时候不知道什么是围堰就按围着码头的尺寸来算了。计算挖泥和回填的时候也没有用网点直接用标注量码头截得的等高线距离估算一个平均高程就草草了事。算经济效益的时候因为对那个公式不是很理解，所以也不知道算的是不是对的，反正跟张淼他们的好像不一样，用他们的公式算出来最后反而欠了七亿多。不管怎么说从头到尾的计算、画图都是自己来的，问心无愧

规划一个码头真的很麻烦很复杂，每个方面都要考虑。想不到花钱那么多，赚钱也那么多，最后赚了30亿还交了6亿的税，看来做这行以后应该能赚很多钱