Chapter 5 - Approach channel - Thiết kế luồng cảng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (9.67 MB, 153 trang )

Water Resources University
Faculty of Marine and Coastal Engineering

Port and Navigation
Pham Thu Huong

Vu Minh Anh

March 2012

Contents
•
•
•
•
•
•
•
•

Chapter 1: Overview of port
Chapter 2: Type of ships & ship motions
Chapter 3: Aids to navigation
Chapter 4: Port basin
Chapter 5: Approach channel
Chapter 6: Terminals
Chapter 7: Morphological aspects
Chapter 8: Environmental aspects

Chuyển động theo phương thẳng đứng Vertical movement
• Sự dịch chuyển tương đối theo phương thẳng
đứng của tàu có thể do sóng gây ra nhưng nó
cũng có thể xảy ra do tốc độ di chuyển về phía
trước của tàu trên mực nước tĩnh. Chuyển động
này được chia thành hai thành phần: Squat và
trim khi mà sóng làm tăng dịch chuyển theo
phương thẳng đứng qua việc di chuyển đứng,
xoay đứng và xoay ngang tàu.
• Squat
• Trim

Squat (tăng mớn)
Thuật ngữ dùng để chỉ tình trạng mớn nước (draught) của tàu biển bị
tăng lên do tàu di chuyển vào vùng nước nông, tạo ra vùng áp suất thấp
dưới thân tàu, kéo tàu chìm xuống.

Hiện tượng chìm mớn nước do vận tốc – Squat
• Squat là sự hạ xuống một cách đồng nhất của tàu và thấy rõ sự gia tăng của mớn nước- do sự thay
đổi của áp suất ở vùng nước quanh tàu.
• Khi tàu chuyển động về phía trước thì nước chảy
theo hướng ngược lại từ mũi tàu tới đuôi tàu.
• Ứng dụng định luật Bernoulli cho thấy: áp suất tại
một mực nước nhất định trong dòng chảy ngược
này phải thấp hơn so với vị trí cùng độ cao ứng với
mực nước tĩnh. Bề mặt nước hạ thấp xuống và tàu
cũng hạ xuống theo.

Hiện tượng chìm không đều giữa mũi và lái Trim
• Trim là độ chìm chênh lệch của đuôi tàu tương đối
so với mũi tàu. Do đó trim là sự xoay vòng của tàu
gần như theo trục ngang; nó xảy ra như là kết quả
của sự không đối xứng giữa dòng chảy ngược ở
mũi và đuôi tàu.
• Tác dụng của chân vịt làm tăng ảnh hưởng của
dòng chảy ngược tại đuôi tàu ở những kiểu tàu mà
hàng hóa được sắp xếp hợp lý chẳng hạn như tàu
container hay tàu chở hàng nhanh, những tàu như
vậy thì độ chìm ở đuôi tàu chúi sâu hơn mũi tàu.

ICORELS
(1980)


Squat (m) 24 2
L pp

2
nh

F

1  F 
2
nh 2

Trong đó : Thể tích lượng rẽ nước (m3)
=CB.Lpp.B.T
Lpp: Chiều dài của tàu (m)
B: Chiều rộng tàu (m)
T: Mớn nước của tàu (m)
CB: Hệ số khối
Fnh: Số Froude độFsâu
(~0,6-0,7)
: Số
Froude

V
Fnh 
gh

V: Vận tốc (m/s)
h : Độ sâu mực nước tĩnh
(m)

BARRASS (1979) đề xuất công thức kinh nghiệm:
3/ 4  V
S b 3,75C b S 2 
 Vs





1/ 2

V2
2g

Trong đó:
• S2: hệ số khối  diện tích mặt cắt ngang
– Blockage factor = CSA of ship / CSA of river or
canal = S = (b x T) / (B x H).
• V: vận tốc của tàu chạy qua nước (tương đối so
với vùng nước tĩnh) (m/s)
• Vs: vận tốc dịch vụ của tàu (m/s)

Barrass 11 (1979,1981) đã thay đổi và đơn giản hóa công thức
ban đầu và được:

S max 

Cb S

2/3
2

V
30

2 , 08
k

• Vk:
tốc độ của tàu qua vùng nước (tương đối so với vùng
nước tĩnh) (knots)

Giới hạn cho phép bồi lắng
• Sự bồi lắng trên một đơn vị thời gian càng nhiều
thì giới hạn cho phép càng lớn hay tần suất nạo
vét càng cao.
Sai số đo sâu:
Thường khoảng 0,1 đến 0,2m
Dung sai nạo vét:
Vì không thể nạo nét lòng dẫn phẳng trơn hoàn toàn
nên dung sai hợp lý phải được tính đến.

Tĩnh không dưới sống tàu tối thiểu
• Giữa điểm cao nhất của đáy kênh và điểm thấp
nhất của tàu.
• Độ lớn khoảng 0,5 – 1m tùy thuộc vào loại đáy là
bùn, cát hay đá.
•

Tĩnh không dưới sống tàu bằng 20% mớn nước ở
biển, 15% ở lối vào cảng, 10% ở phía ngoài cảng
là đủ, ở trong cảng là 5% và ở bến đậu là 0.

Ước tính độ sâu kênh:
• Mớn nước tĩnh của tàu thiết kế;

• Độ lớn triều trong toàn bộ dọc kênh;
• Squat;
• Chuyển động do sóng gây ra;
• Mép dìa phụ thuộc vào loại đáy;
• Mật độ nước và ảnh hưởng của nó đến mớn
nước.

Thiết kế bề rộng kênh phụ thuộc vào các yếu tố
(1) Bề rộng, chiều dài thiết kế của tàu và mớn
nước.
(2) Kiểm soát tàu hoa tiêu địa phương.
(3) Mặt cắt ngang kênh và luồng.
(4) Sông và dòng thuỷ triều.
(5) Kiểu giao thông (một hoặc hai chiều).
(6) Mật độ giao thông tàu biển và ùn tắc.
(7) Các hiệu ứng sóng gió.
(8) Tầm nhìn.
(9) Chất lượng và khoảng cách báo hiệu hàng hải.
(10) Thành phần của nền và bờ kênh.
(11) Thay đổi đa dạng của kênh và dòng chảy.
(12) Tốc độ của tàu thiết kế.

Giã

Điều khiển tàu trong gió mạnh

Chiều rộng: đối với đoạn kênh thẳng

• Độ rộng của kênh vận tải thủy một chiều:
n

W WBM   Wi  WBr  WBg
i 1

Luång
tµu
Phao

Phao
Kªnh

Kªnh vµ luång tµu

Chiều rộng: đối với đoạn kênh thẳng
• Đối với kênh giao thông hai chiều:
n

W 2WBM  2 Wi  WBr  WBg   W p
i 1

Lµn di chuyÓn
WBM

Kho¶ng
trèng

®Õn bê

Khỏang cách
giữa hai làn

WP

Lµn di chuyÓn
WBM
Kho¶ng
trèng ®Õn
bê

WBg

WBr

Trôc
kªnh
C¸c bé phËn cña
chiÒu

Bảng 5.1 Làn chuyển động cơ bản
Khả năng điều động của tàu Tốt

Trung
bình

Yếu

Làn chuyển động cơ bản, 1,3B
WBM

1,5B

1,8B

Chiều rộng dự phòng cho đoạn kênh thẳng Wi
•
•
•
•
•
•
•
•
•

(a) Tốc độ tàu (knots)
(b) Gió mạn thịnh hành(knots)
(c) Dòng mạn thịnh hành (knots)
(d) Dòng chảy dọc thịnh hành (knots)
(e) Chiều cao sóng có ý nghĩa HS và chiều dài sóng
(m)
(f)Trợ giúp hàng hải
(g) Bề mặt đáy
(h) Độ sâu của kênh
(i) Mức rủi ro của hàng hóa

Bảng 5.2 – Chiều rộng dự phòng cho đoạn kênh thẳ
Độ rộng Wi

Tốc
độ
của
tàu

Outer Channel
exposed to
open water

Inner Channel
protected
water

0,1 B

0,1 B

- trung bình > 8 - 12

0,0

0,0

- chậm 5 - 8

0,0

0,0

(a) Tốc độ tàu (knots)
- nhanh > 12

(b) Gió mạn thịnh hành (knots)
- nhẹ  15 ( cấp 4)

Tất cả

0,0

0,0

- trung bình > 15 - 33

Nhanh

0,3 B

-

(> cấp 4 – cấp 7)

Trung bình

0,4 B

0,4 B

Chậm

0,5 B

0,5 B

- mạnh > 33 - 48

Nhanh

0,6 B

-

(> cấp 7 – cấp 9)

Trung bình

0,8 B

0,8 B

Chậm

1,0 B

1,0 B

Bảng 5.2 – Chiều rộng dự phòng cho đoạn kênh thẳ
(c) Dòng mạn thịnh hành (knots)
Không đáng kể < 0.2

Tất cả

0,0

0,0

Chậm 0.2 - 0.5

Nhanh

0,1 B

-

Trung
bình

0,2 B

0,1 B

Chậm

0,3 B

0,2 B

Nhanh

0,5 B

-

Trung
bình

0,7 B

0,5 B

Chậm

1,0 B

0,8 B

Nhanh

0,7 B

-

Trung
bình

1,0 B

Chậm

1,3 B

Trung bình > 0.5 - 1.5

Mạnh > 1.5 – 2.0

(d) Dòng chảy dọc thịnh hành
(knots)
Chậm 1,5

Tất cả

0,0

0,0

Trung bình > 1,5 - 3

Nhanh

0,0

-

Trung

bình

0,1 B

0,1 B

Chậm

0,2 B

0,2 B

Nhanh

0,1 B

-

Trung
bình

0,2 B

0,2 B

Chậm

0,4 B

0,4 B

Mạnh > 3

(e) Chiều cao sóng có ý nghĩa
HS và chiều dài sóng (m)
- HS5 1 và   L

- 3 > HS > 1 và  = L

- HS > 3 và  > L

Tất cả

0,0

Nhanh

 2,0 B

Trung
bình

 1,0 B

Chậm

 0,5 B

Nhanh

 3,0 B

Trung
bình

 2,2 B

Chậm

 1,5 B

0,0

(f)Trợ giúp hàng hải

Xuất sắc với điều khiển giao
thông trên bơ

0,0

0,0

Tốt

0,1 B

0,1 B

Trung bình với tầm nhìn kém ít
xảy ra

0,2 B

0,2 B

Trung bình với tầm nhìn kém
hay xảy ra

0,5 B

0,5 B

(g) Bề mặt đáy
0,0

0,0

- nhẵn và mềm

0,1 B

0,1 B

- nhẵn hoặc dốc và cứng

0,1 B

0,1 B

- gồ ghề và cứng

0,2 B

0,2 B

Nếu độ sâu  1,5T
Nếu độ sâu < 1,5T thì

Chapter 5 - Approach channel - Thiết kế luồng cảng

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về