[发明专利]一种利用潮位潮流双控因素的航道乘潮水位确定方法

说明书

一种利用潮位潮流双控因素的航道乘潮水位确定方法，1对航道进行合理通航分段；2概化船舶通航过程，建立通航时间尺；3构造潮位单因素乘潮典型潮曲线；4结合潮位、潮流同步曲线，构造潮流、潮位双因素控制乘潮典型潮曲线；5匹配通航时间尺与双控因素的典型潮曲线，若潮位利用最优时船舶能避开潮流限制时段，则用平行截取法确定乘潮水位；若否，则进行下一步；6进行典型通航过程分析，选取潮位利用最优者为乘潮水位；7根据乘潮水位和设计通航水深确定航道设计底标高。本发明克服现有航道底标高确定忽略潮流影响的不足，提出了潮流潮位双因素控制下航道底标高设计方法，能较好应用于潮流影响明显的岛礁、防波堤口门等航道设计及乘潮水位的确定。

技术领域

本发明涉及一种航道设计中乘潮水位确定方法，特别是一种利用潮位潮流双控因素的航道乘潮水位确定方法，属于水运交通科技领域。

背景技术

乘潮水位是沿海航道设计的重要参数之一。早期航道建设条件相对简单，航道设计过程中就乘潮水位的确定往往仅考虑了潮位这一单因素，这对船舶航行不受潮流影响或潮流影响较小的海域是可行的。然而随着航道建设条件趋于复杂化，对于需通过岛礁狭口、防波堤口门等大流速或差流态的航道，潮流对船舶通航的影响就不可忽视。

为了改善或减弱潮流对船舶航行的不利影响，现有技术中通常有两类措施：一是采取工程措施，如岛礁海域局部炸礁、优化防波堤口门布置等；二是采取管理措施，在通航管理上考虑“潮流窗口”的影响，如避开高流速时段、选择合理通航时机通航。

现有航道设计中乘潮水位的确定均忽略了潮流的影响，而就受潮流影响明显的岛礁、防波堤口门等复杂海域，潮位潮流双因素控制下航道底标高和乘潮水位的确定尚无成熟方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：客服现有航道设计仅考虑潮位单因素影响时，不能较好运用在导堤口门及岛礁海域等复杂海域的不足，提供一种综合利用潮位潮流双因素控制的航道乘潮水位确定方法。该方法设计的航道使得设计船型通航过程中既能科学合理避开潮流影响的同时，又能达到潮位利用相对最优。

本发明特征在于包括以下步骤：

步骤一，根据航道沿程水深分布、潮流限制航段的空间位置，对研究航段进行合理分段；

步骤二，概化船舶乘潮通航过程，建立船舶通过研究航段的通航时间尺；

步骤三，通过对潮位资料进行统计分析，得到不同乘潮历时对应的乘潮累积频率曲线，并在此基础上构造利用潮位单因素情况下设计要求乘潮累积频率对应的典型潮曲线；

步骤四，根据潮位、潮流同步曲线，确定潮流限制时段相对于高潮位的时间，进一步构造利用潮流、潮位双因素的乘潮典型潮曲线；

步骤五，将通航时间尺与步骤四所得利用潮流、潮位双因素的乘潮典型潮曲线进行匹配，分析潮位利用最优时是否满足限制段通航安全要求，即船舶通过潮流限制段的时间是否能避开潮流限制时段；若是，取潮位利用最优时对应的乘潮水位为乘潮水位设计值；若否，则进行步骤六；

步骤六，结合潮流限制时段对两种临界状态的通航过程进行分析，选取通航安全条件下潮位利用最优者，即两种情况下乘潮水位较大者为乘潮水位设计值；

步骤七，根据确定的乘潮水位，减去设计船型的设计通航水深，最终得到航道设计底标高。

与现有的技术相比，本发明的优点为：

1、本发明是一种能同时利用潮流、潮位双因素的航道乘潮水位确定方法，克服潮流对通航有限制的复杂航道在设计乘潮水位时忽视潮流因素的不足，在避开潮流限制时段的同时，使潮位利用相对最优。

2、本发明让船舶航行、潮波传播两个动态过程，以及潮流影响窗口呈现于同一工作图上，使得复杂航道设计时，潮流、潮位、船舶航行等关键要素同时呈现在图上，使得航道设计过程中乘潮水位的取值更为直观。