海南六道湾渔港防波堤扩建工程北堤、斜坡式方案设计 河海大学交通学院、海洋学院
第三章 总平面布置
选择防波堤布置形式时，需要考虑波浪、流、风、泥沙、地形地质等自然条件；船舶航行、泊稳和码头装卸等营运要求以及建设施工、投资等因素。防波堤布置的合理与否，直接影响港口营运、固定资产投资及维护费用大小和长远发展，是某些海港总平面布置的关键性工作。
3.1防波堤的布置原则：
① 布置防波堤轴线时，要与码头线布置相配合，码头前水域应满足允许作业波高值。 ② 防波堤所围成的水域应有足够的面积和水深，供船舶在港内航行、调头、停泊以及布置
码头岸线。
③ 防波堤所包围的水域要适当留有发展余地，应尽可能顾及到港口发展的“极限”和港口
极限尺度的船型。
④ 防波堤所包围的水域也不全是越大越好，水域面积形状要注意大风方向港内自生波浪对
泊稳条件的影响。
⑤ 要充分利用有利的地形地质条件，将防波堤布置在可利用的暗礁、浅滩、沙洲及其他不
大的水深中，以减少防波堤投资。
⑥ 从口门进港的波浪，遇堤身反射，反复干扰亦是恶化港内泊稳条件的因素。 3.2防波堤轴线的布置原则
① 防波堤轴线布置应该是扩散式的，使进入口门的波能能很快扩散在较长的波峰线上，波
高迅速减少，这样布置轴线也有利于在口门附近布置方便航行的调头圆。
② 防波堤轴线转弯时折角宜在120°～180°之间，折角处根据结构功能，尽量圆滑或多折
线型连接。
③ 尽量缩短防波堤轴线与当地最大波向正交的长度，因为堤轴线与波向斜交时，作用于堤
上的波力可减少。
④ 布置防波堤轴线要注意小范围内地质条件的变化，有时轴线稍加移动，可减少大量的地
基处理费用。 3.3口门的布置原则
口门的布置可分为侧向式、正向式。若船舶进出港方便，海岸泥沙不活跃，采用侧向式可避免强浪直射码头，为码头布置有更多灵活性创造条件。口门的布置对港口使用及将来的
11
海南六道湾渔港防波堤扩建工程北堤、斜坡式方案设计 河海大学交通学院、海洋学院
发展影响较大。因此：
① 口门位置应尽可能位于防波堤突出海中最远、水深最大的地方，方便船舶进入。 ② 船舶进口门时通常航速为4～6kn，故从口门至码头泊位，一般宜有大于4倍船长的直线
航行水域和调头圆，以便于船舶进入口门后控制航向、减低航速、与拖船配合或完成紧急转头等操作。
③ 船舶进出口门，航行安全是重要的。口门方向力求避免大于7级横风和大于0.8kn的横
流。
④ 口门轴线适应船舶航行安全是首要的，使从口门进入的波能尽可能少，以维持水域泊稳
要求也是重要的。
⑤ 口门宽度，船舶通过口门时不宜错船或超越。口门宽度早任何情况下不宜小于设计船长，
并应很好研究预测本港极限尺度船型的船长。
⑥ 口门数量，与航行密度、港口性质、环境条件等因素有关，在满足泊稳要求的条件下，
两个口门一般比一个好。两个口门可以大小船分开进出等，增加运行的灵活性。两个口门也常有利于环保，增强港内水域的自净能力，在泥沙活跃的海岸要具体分析。在船舶周转量大的港口，要核算一下口门的通过能力。 3.4 防波堤布置方案及比选
波浪在行近过程中遇到建筑物，除发生波浪反射现象外，部分继续传播，是被掩护水域中的水面亦产生波动，这种现象称为波浪的绕射，这是波能从能量高地区域向能量低的区域进行重新分布的过程，因此绕射后同一波峰线上的波高是不等的，但波长、周期不变。
影响波浪绕射规律主要为人工建筑物的布局，为此六道湾渔港防波堤平面布置方案，特别是口门布置方案的不同，直接关系到港内波浪绕射后波高的分布和大小。
由于六道湾港区周边S-E-N向均为岸线环抱，为了使港内水域及码头获得较好的掩护条件，六道湾渔港防波堤采用双突堤的布置型式。有双突堤组成的口门后各点的绕射系数颗通过计算或查图求得，绕射系数Kd以下列函数形式表示：
Kd??B??f???? （3-1） ??L?f式中：f为底摩擦系数，?为海水密度，B为口门宽度，L为入射波波长，?为堤后某点同口门中点的连线与通过口门中点的波向线间的夹角。
12
海南六道湾渔港防波堤扩建工程北堤、斜坡式方案设计 河海大学交通学院、海洋学院
则港内水域某处的波高值为：
H?Kd?H0 （3-2） 式中：H0为入射波高。
六道湾防波堤的布置设计了三种方案，针对这三种平面布置型式，计算了港内水域波浪绕射系数Kd
的分
方案一：如图3.1所示，口门朝向NW向，口门宽200m。南大堤堤头位于-13m等深线处，北大堤堤头位于-11m等深线处，口门中心位于-12m等深线处。
图3.1 防波堤平面布置方案一
六道湾港区常风向为ENE，强风向为WSW,因为南大堤基本把SSW向波浪掩护住，口门主要受WSW向波浪的影响，因此，该方案的优点为口门水深较大，船只进出回旋区域较大。 缺点是与强风向、波浪夹角过大，船体受其作用较大，对渔船进出口门不利。从波浪绕射计算结果看，由于WSW向波浪可进入港内，南大堤堤后波浪左右较大，但港内东边岸线前沿波
13
海南六道湾渔港防波堤扩建工程北堤、斜坡式方案设计 河海大学交通学院、海洋学院
浪也较大，波浪绕射系数基本在0.3-0.4之间，整个码头规划岸线中K4小于0.2的岸线不足400m。
方案二：如图3.3，在方案一的基础上，将南大堤向北偏转5，双突堤口门朝向装相NNW向，口门宽仍为200m。
0
图3.2 防波堤平面布置方案二
从港内波浪绕射图可知，由于口门向北偏转，使WSW向波浪对港内岸线的影响大大减小，防波堤后波浪作用得到较大的改善，K4线基本上小于0.45，东边岸线的K4均小于0.2，区域部分在0.1以下，南大堤堤头位于-12m等深线，北大堤位于-10.5m等深线，口门中央位于-11m等深线。
该方案改善了港内泊稳条件，南防波堤堤后，特别是防波堤中部和根部的波浪大大减少，同时基本上避免了WSW主要波向对港内的传播，船只进出口门时受风浪影响较大，口门水深也较大，但相应减小了部分水域面积，主要是堤头部分的深水区。
14
海南六道湾渔港防波堤扩建工程北堤、斜坡式方案设计 河海大学交通学院、海洋学院
方案三：如图3.3，在方案二的基础上，将口门向北移动，南大堤延长100m左右，北大堤缩短100m，口门方向同方案二。
图3.3 防波堤平面布置方案三
该方案主要基于尽可能减少港内波浪的考虑。东边岸线Kd基本小于0.2，但是口门距北岸太近不足500m，对船只进出回旋造成不便。 根据以上分析，本次设计使用方案二。
15