珠江口水域锚地防风系船水鼓设计

　　摘要：我国是一个海洋大国，海洋的开发、利用及主权维护离不开船舶，作为防风系船水鼓是保证锚地船舶在各种风况下安全的重要设施之一。本文论述了水鼓设计计算、选型及校核等全过程，对相近(似)海域的锚地水鼓设计具有一定的借鉴作用。

　　关键词：锚地；系船水鼓；设计

　　中图分类号：U667.9 文献标识码：A

　　The design of Anti-typhoon mooring buoy system in Pearl

　　River Estuary anchorage

　　FENG Linqing

　　( China Shipping Industry,Guangzhou,Co.,Ltd.Guangzhou 510290 )

　　Abstract: Our country is a strong maritime power, and the expl-oitation, usage and maintenance of ocean cannot be separated from vessels, The anti-typhoon mooring buoy system is one of the important facilities of guaranteeing the safety of vessels in anchorage under various conditions of wind. This article describes the design and calculation of the mooring buoy system, and the whole process of modl selection and verification. It offers a certain reference for the design of mooring buoy system in anchorage of similar waters.

　　Key words: Anchorage; mooring buoy system; design

　　1设计依据

　　（1）珠江口XXX水域锚地系船水鼓设计任务书；

　　（2）交通部第一航务工程勘察设计院《海港工程设计手册》（中），北京人民交通出版社1994.4；

　　（3）《防风系船水鼓》GJB119A－2006，中华人民共和国国家军用标准。

　　2设计参数

　　（1）船舶的主尺度

　　1 000 t级：船长74.0 m；船宽10.0 m；吃水4.0 m。

　　4 000 t级：船长120.0 m；船宽15.5 m；吃水5.5 m。

　　（2）风况

　　本地区冬夏季节的风向变化比较显著，春季到初秋一般盛行偏南风，秋季至冬末盛行偏北风或偏东风，3～4月份为冬夏风向转换期，9月份为夏冬风向转换期。

　　据1949～2008年统计资料，在珠江口及附近登陆的台风平均每年1.3次。每年6～9月份是台风盛行期，台风影响期间会带来大风和暴雨。冬季在冷空气的影响下，季风持续时间较长，风力较强也较稳定。

　　（3）潮汐情况

　　珠江河口的潮性系数在0.94～1.77之间，为不正规半日混合潮型，即每日出现两次高潮和两次低潮，但有日不等现象。珠江河口平均潮差均小于2 m，属弱潮河口。

　　据1964～1992年资料统计，本工程点河段：历年最高潮位4.23 m；历年最低潮位-0.12 m ；平均海面1.86 m；平均高潮位2.65 m；平均低潮位1.04 m；最大潮差3.39 m；平均潮差1.61 m；平均涨潮历时5时45分；平均落潮历时6时45分。

　　据1964～1992年实测资料计算得出：极端高水位（50年一遇）4.32 m；极端低水位（50年一遇）：-0.18 m。

　　据1965～1980年资料统计，高潮时台风增水最大值为1.27 m。

　　从测量结果看，水流以潮流作用为主，潮流特性属不正规半日潮型，且具有一般河口港的往复流性质，一般落潮流速大于涨潮流速，表层流速大于底层流速。

　　（4）波浪情况

　　本水域主要受小风区波浪影响，根据风速及风矩计算，工程位置的设计波高50年一遇为1.87 m（因波浪较小，设计高水位和极端高水位波浪基本一致）。

　　3系船水鼓设计

　　3.1参数的选定

　　风速：取45 m/s

　　波浪：按50年一遇情况取1.87 m

　　潮流(流速、流向)：流速1.4 m/s；流向170o

　　潮位：历史最高潮位4.23 m，最低潮位-0.12 m，极端高水位4.32 m，极端低水位-0.18 m，台风时增加水位1.27 m。

　　3.2系泊力计算

　　（1）按《海港工程设计手册》计算

　　① 风压力R风

　　R风＝9.8/2ρｃｖ2(A cos 2θ＋B sin 2θ)

　　式中：ρ——空气密度(kgS2/ｍ4)；

　　Ｖ——风速（m/s）；

　　 Ｃ——风压系数，Ｃ＝1.35~0.05 cos2θ~0.35 cos 4θ~0.175 cos 6θ；

　　 θ——风与船舶中轴线夹角（°）；

　　A——水面以上船体正投影面积(ｍ2)；

　　B——水面以下船体侧投影面积(ｍ2)。

　　 R风4000=264.3 kN

　　 R风1000=122.8 kN

　　② 流压力R流

　　 R流＝9.8/2ρ·ｃ·ｖ·Ｂ

　　式中：R流——流压力(N)；

　　ρ——海水密度(kgs2/ｍ4)；

　　Ｃ——水流压力系数，取2.0；

　　Ｖ——流速，取1.4 ｍ/ｓ。

　　R流4000＝980.4 kN

　　R流1000＝415.6 kN

　　③ 波浪力R波

　　波高＝1.87 m，对船舶作用力不大，忽略不计。