如图4-3所示,航道是供船舶航行的水道,以组织水路运输为目的所规定或设置的船舶航行通道。随着运输生产与科学技术的发展,船舶尺度的增大,船舶运行密度的增加和纵横水运网的逐步形成,现代水上航道已不仅是天然航道,而是包括人工运河、进出港航道以及保证航行安全的航行标志系统和现代通信导航设备系统在内的工程综合体。
图4-3 航道
(一)航道的分类
(1)按形成原因,航道分为天然航道和人工航道。
天然航道是指自然形成的江、河、湖、海等水域中的航道,包括水网地区在原有较小通道上拓宽加深的那一部分航道,如广东的东平水道、小榄水道等。
人工航道是指在陆上人工开发的航道,包括人工开辟或开凿的运河和其他通航渠道,如平原地区开挖的运河,山区、丘陵地区开凿的沟通水系的越岭运河,可供船舶航行的排、灌渠道或其他输水渠道等。
(2)按使用性质,航道分为专用航道和公用航道。
专用航道指由军事、水利电力、林业、水产等部门以及其他企业事业单位自行建设、使用的航道。
公用航道由国家各级政府部门建设和维护、供社会使用的航道。
(3)依通航船舶类别,航道分为内河船航道、海船进江航道、副航道、缓流航道和短捷航道。
内河船航道是指只能供内河船舶或船队通航的内河航道。
海船进江航道是指内河航道中可供进江海船航行的航道,其航线一般通过增设专门的标志辅以必要的“海船进江航行指南”之类的文件加以明确,主航道是指供多数尺度较大的标准船舶或船队航行的航道。
副航道是指为分流部分尺度较小的船舶或船队而另行增辟的航道。
缓流航道是指为使上行船舶能利用缓流航行而开辟的航道,这种航道一般都靠近凸岸边滩。
短捷航道是指分汊河道上开辟的较主航道航程短的航道,这种航道一般都位于可在中洪水期通航的支汊内。
(二)航道的航行条件
海上航道的通过能力除受恶劣气候条件限制外一般不受限制。影响内河航道通行能力的因素较多,如航道的深度、宽度、转弯半径、水流速度、潮汐及季节性水位变化,过船建筑物尺度以及航道的气象条件及地理环境。这些因素对港口建设、船型选择及运输组织往往具有决定性影响。为了保证船舶正常安全航行和获得一定的运输效益,航道必须具备一定的航行条件。
1.要有足够的航道深度
航道深度是河流通航的基本条件之一,是限制船舶吨位和通过能力的主要因素,是全航线中所具有的最小通航保证,取决于航道上关键性的区段和浅滩上的水深。航道深浅是决定船舶吃水量和载重量的主要因素。增加航道深度,可以航行吃水更深、载重量更大的船舶,但会使整治和维护的费用增高。因此,设计航道深度时,应全面考虑各种因素,一般可按以下公式计算:
最小通航深度=船舶满载吃水+富余水深
其中富余水深应根据河床土质、船舶类型、航道等级确定。一般沙质河床可取0.2~0.3 m,砾石河床则取0.3~0.5 m。
2.要有足够的航道宽度(www.daowen.com)
航道宽度视航道等级而定。通常单线航行的情况极少,双线航行最普遍,在运输繁忙的航道上还应考虑三线航行。航道宽度一般可按以下公式计算:
航道宽度=同时交错的船队或船舶宽度之和+富余宽度
其中富余宽度一般采用“同时交错的船队或船舶宽度之和”的1.5~2.5倍。
3.要有适宜的航道转弯半径
航道转弯半径是指航道中心线上的最小曲率半径。一般航道转弯半径不得小于最大航行船舶长度的4~5倍。若河流转弯半径过小,将造成航行困难,应加以整治。受自然条件限制,航道转弯半径最低不得小于船舶长度的3倍,且航行时要特别谨慎,以防止事故发生。
4.要有合理的航道许可流速
航道许可流速是指航线上的最大流速。船舶航行时,上水行驶和下水行驶的航线往往不同,下水就流速大的主流行驶,上水则尽量避开流速大的水区而在缓流区内行驶。船舶航行速度与流速关系如下:
下水(顺水)航行时:航速=船舶静水速度+流速
上水(逆水)航行时:航速=船舶静水速度-流速
航道上的流速不宜过大,否则不经济。比较经济的船舶静水速度一般为9~13 km/h,即2.5~3.6 m/s。因此,航道上的流速以不大于3 m/s为宜。
5.要有符合规定的水上外廓
水上外廓是保证船舶水面以上部分通过所需要的高度和宽度。水上外廓的尺度按航道等级来确定,通常一、二、三、四级航道上的桥梁等建筑物的净空高度取20年一遇的洪水期最高水位来确定,五、六级航道则取10年一遇的洪水期最高水位来确定。
航行在航道的上述要求中,最主要的是航道水深。无论江河湖海和水库,只要有足够的水深,船舶航行一般没有大的问题。上述这些自然条件,通常人为改变的部分较少,更多的还是尽量去适应,即在大多数情况下总是根据航道条件设计港口,选择船舶和组织运输。此外,航行还要考虑航道的冰冻期及水下障碍等情况。
(三)航道的等级
根据《内河通航标准》(GB 50139—2014),我国内河航道可分为7级:
(1)Ⅰ级航道:可通航3 000 t内河船舶的航道。
(2)Ⅱ级航道:可通航2 000 t内河船舶的航道。
(3)Ⅲ级航道:可通航1 000 t内河船舶的航道。
(4)Ⅳ级航道:可通航500 t内河船舶的航道。
(5)Ⅴ级航道:可通航300 t内河船舶的航道。
(6)Ⅵ级航道:可通航100 t内河船舶的航道。
(7)Ⅶ级航道:可通航50 t内河船舶的航道。
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