一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法技术

本发明专利技术公开了港口航道工程技术领域的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，本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法
本专利技术涉及港口航道工程
，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。
技术介绍
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
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。
技术实现思路
本专利技术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
技术介绍
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，本专利技术提供如下技术方案：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+2cA＝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，本专利技术的有益效果是：本专利技术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为本专利技术工作流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：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+2cA＝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；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，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。由航道宽度的计算公式得知，当设计船型确定后，船舶间、船岸间的富余宽度b、c即确定，而航迹带宽度还受船舶飘移倍数n和风压偏角γ的影响，且船舶飘移倍数n和风压偏角γ的影响由横流的大小决定，航道的宽度设计必须要保证最大的设计船型的安全通过，而大型船舶通常需要乘潮进港，自乘潮时刻开始向外海驶向港区，对于需要乘潮进港的船舶，行驶到防波提口门段时多在高潮位以后，此时所承受的航道横流较最大值要降低许多，因此，考虑最大设计船型时，可选择略高的最大横流累计频率，此时对应的横流流速相对不大，既满足航行安全，又能节约投资。对于其他较小船型可能无需乘潮进港，故其到达口门段的时间不定，有可能承受最大航道横流的作用，所以还需对其航行安全进行考核。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的一种基于最大横流累积频率的航道有效宽度设计方法，其特征在于：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+2cA＝n(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家宏，丁天明，艾万政，刘虎，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33