港口的分类和布局分析(2)

（三）港口选址的自然和经济地理条件
　　港口的天然生产资料是供船舶出入碇泊的港湾。原始的和天然状态 的港口，本身就是港湾。现代的港口已不是纯自然的，甚至港湾本身也 经过人工改造，有些还是人工筑成的。这样，筑港的其它条件，如岸上 陆地情况也很重要。影响港口选址的地理条件，主要是四大方面，即： 航行条件，停泊条件，筑港条件和腹地条件。其中又以腹地最为重要， 它是港口兴衰的基础。 1.航行条件 指的是一定规格的船舶，能够不分季节、昼夜、安全迅速地进出港 湾。它包括几个具体方面：
（1）口门方向
　　航道口门应有明显的位置和恰当的方向。根据海港的使用经验，当 口门轴线同强风浪方向的夹角为 45～60°是比较合适的。口门方向和岸 线的交角最好也不要小于 45°，以免当船侧受到风力时，船舶被推到岸 滩上。 我国海岸线位于大陆东南缘，而季风气候特点是冬季盛行风为强风 出现季节，风向为西北或北，个别地区为东北，故在入港航道方向处理 上，比较容易。一般均为自东或东南进入口门。
（2）航道尺度
　　航道条件中最重要的是入港航道的尺度。入港航道要求短、直、宽、 深，且少淤积，这方面对海港特别重要。海港的口门应保证船只驶入， 宽度不能小于驶入最大船只的长度，一般不小于 130～150 米，通行大船 应在 200 米以上，但亦不宜超过 300～400 米，以免影响港内水面平静。 我国一些海港的口门宽度，海岸港：大连大港（东西区）360 米，青岛大 港 260 米，厦门港 720 米，河口港：天津新港 1300 米，上海长江南航道 500 米、黄浦江航道 50 米，福州闽江航道 120 米。 内河港口单线航道宽度应不小于最大船宽的 1.5 倍，双线应不小于 2.6 倍。港内航道要有足够的曲率半径，以利调度运行。转头水域应自船 位与码头线成 30～40°交角向外扩展，长度不小于船长的 2.5～4 倍，宽 度不小于 1.5 倍。此外，沿河码头或趸船的布置，不能影响主航道的宽 度。国外为了保证河流通航，有“突堤码头端线”的规定。 航道的深度是根据进港最大船舶的吃水深度、航行富裕深度以及技 术富裕深度而确定的。 H=T+hH+hT 式中 H——航道最小深度 T——船舶最大吃水深度 hH——航行富裕深度 hH=h1+h2+h3 式中 h1——船舶龙骨下富裕深度，由水下底质决定，一般为 0.1～ 0.6 米 h2——超额吃水，与航速有关，一般为 0.033 航速 h3——波浪影响富裕深度，与波高有关 h3=h 波高-h1 hT——技术富裕深度，与航道淤积有关，一般为 0.6～1.0 米 船舶的吃水深度同船舶的吨位成正比例。船舶愈大，吃水愈深。近 年来由于船体结构的改进和新技术的应用，同样吨位的船舶有吃水深度 减少的趋势。船舶自重一般以总吨位表示，满载重则以排水吨位表示。 二者之比在客货轮约为 1∶1.5～2，在货轮为 1∶2～3。 古代，木帆船载重小、尺寸短、吃水浅，故几乎天然港湾均可泊入。 我国所谓港、浦、湾、澳，都是指船舶的天然出入之所。目前世界上万 吨以上海轮已普遍，要求海港的航道和水域深达 9 米以上。国外大港， 近年新建散货码头水深一般为 12～15 米，油码头水深则为 20～35 米。 我国沿海航行船舶一般为 3 千至 1 万吨，远洋轮船则为 1～2.5 万吨，故 我国大海港吃水应在 9 米以上，中等海港亦应在 7 米左右。其中大连港 和青岛港，吃水达 12 米，5 万吨级海轮可乘潮进出；秦皇岛港、天津新 港和湛江港，吃水 10 米以上的 2 万吨级海轮可乘潮进出；上海长江航道、 黄埔港和八所港，吃水 9 米的万吨级海轮可乘潮进出。我国新建的大连 新油港，其码头距岸边 1 千米的天然水深为 15～16 米，距岸边 2 千米的天然 水深达 20 米。故稍加疏浚，即可满足当前 10 万吨油轮和远景 25 万吨油 轮的吃水要求。
（3）风力、海流和波浪的作用
　　这是影响船舶进出港湾码头的一些重要因素。风对轮船进出航道有 一定影响，停靠码头作业时，风力过大亦产生不利。作用于海轮上的风 力，可参照下式估算： Ra = PaCRaVa A + A 1 2 2 2 2 ( cos sin ) 正 θ 侧 θ 式中：Ra——风压力（公斤）； Pa——空气密度 0.125（公斤·秒 2 /米 4）； CRa——风压系数； Va——相对风速（米/秒），对应船舶纵轴而言； θ——相对风向（度），对应船舶纵轴而言； A 正——水面上船体正面投影面积（米 2）； A 侧——水面上船体侧面投影面积（米 2）。 海流是海水的流动。港口面临的海流往往是综合原因形成的，包括： 因温度或盐分不平衡引起的经常海流ν1，因潮汐和风的季节变化引起的 周期海流ν2，因风力短暂变化或其它偶然因素引起的临时海流ν3。因 而，区域海流ν就是上述三种海流的向量和，即 ν = ν1 + ν2 + ν3。 在风速作用下，海流到一定的深度显著衰减，这就是摩擦深度。如 海的深度 H 小于摩擦深度 F，称为浅海，否则为深海。摩擦深度由以下经 验公式确定： F w = F = 7 6 600 3 . sinj 或 ν 式中 w——风速（米/秒） j ——当地的纬度 ν3——风力海流的速度（米/秒） 在浅海中，表面海流方向与引起海流风的方向之间的偏角（北半球 右偏、南半球反之），决定于海的深度和摩擦深度的比值，即： H/F 0.25 0.50 0.75 1.00 偏角 a° 21.5 45 45.5 45 海流作用于轮船上的流压力可参照下式估算： Rw = PwCRwVW LT 1 2 2 式中 Rw——流压力（公斤）； Pw——海水密度 104.5（公斤·秒 2 /米 4）； Vw——相对流速（米/秒）； L——船长（米）； T——平均吃水（米） CRw——流压系数。 根据实验和计算得知，当船舶空载（压载）时，风力的影响超过流 压力，而当船舶满载时，则流压力的影响超过风力。因而，二者是必须 同时考虑的因素。 波浪是海洋由于受风力、地震或船行而引起的，而以风力为主。在 深海和远洋中，即水深大于波长的一半时，水质点的运动轨道呈圆形， 并作圆周运动。但波浪到达海岸浅水地段后，由于波浪与海底发生摩擦， 水质点运动变为扁圆形，甚至作平行于海底的进退摆动；这时，便形成 了拍岸浪。浅水波的传播速度与波长无关，而决定于水深（即C = gH， C 为波速，H 为水深）。拍岸浪具有很大的破坏力，它的冲击力量是每平 方米 4 吨，压力是每平方米 30 吨。因此，为保证港区船舶航行和碇泊作 业而建造的水工建筑物如防波堤、码头护岸和其它设施，必须具有相应 的结构稳定性。这也是在封闭海湾建港较在开敞海岸建港具有极大经济 合理性的根本原因。
（4）潮汐变化
　　潮汐是在日、月对地球的引力共同作用下，使地球水面发生周期升 降的一种现象。一个太阴日，发生两次高潮和两次低潮，称为半日潮型， 又有规则的（周潮）和不规则的之分；一个太阴日只发生一次高潮和一 次低潮，称为一日潮型，在我国不多见。大潮出现在阴历朔、望（潮）， 小潮则出现在上下弦（汐）。 潮汐涨落形成潮差，它给码头港池建设和装卸设备的运用均带来一 定影响，但它却大大有利于船舶的进出。许多港口如上海、天津新港和 黄埔，航道水深不足，均需依靠涨潮，使大轮乘潮入港。潮差大小，同 港口海陆位置和海岸地貌关系巨大。狭长深入的海湾和喇叭状河口易于 增潮，而面临广阔洋面的海岸则潮差很三角港河口由于形状呈漏斗形，再加上愈往上游深度愈小以及潮差 较大，就会形成“涌潮”，我国著名的“钱塘大潮”就是一个典型。它 可被用来在河口或湾口建筑水闸，形成闭合式港池，既利用大轮泊入， 又可用海水发电。 港口航行条件的其它自然因素还有冰冻、雾日和能见度、泥沙回淤 等。其中高纬度港口受冰冻条件影响最大。有些港口冬季要用破冰船维 持航行，如天津港；有些港口则冬季被迫封闭，如营口港。 自然条件对内河港口船舶进出航行的限制，比海港要小。但沿河码 头或趸船的布置，与航道宽度有巨大关系。
2.停泊条件
　　所谓停泊条件，即是否具有供船舶安全抛锚、系泊以及装卸、倒驳 的足够隐蔽水面。这方面首先是水域能得到掩护，使船只碇泊和装卸时 不受风浪、潮流的影响。故海港中有岛屿和岩角沙洲围护，口门小而狭 的，最合乎要求，平直海岸条件最差。青岛港是水面隐蔽良好的典型例 子。胶州湾口岩角对峙，形势天然，湾内水域广阔，航道通畅。主要港 区大港借湾内几个岩礁，人工连成半环突堤，港池风平浪静，码头前沿 水深 5～9 米，可同时停靠万吨级海轮 8 艘。 为了保证轮船的碇泊安全，在选择港址时要对海岸地貌及其对风 浪、海流的掩护情况作具体分析。如大连新油港，当地冬季盛 行北风，夏季为南或东南风，而所在鲇鱼湾仅东南向开口通向大海，湾 北为浅水区，湾南有岬角，岩礁露出水面，犹如天然外堤，对南和西南 向风浪起挡浪消波作用。将码头设在湾内西侧距岸 700～1，000 米处的 深 15 米的深水区，但需考虑最大海流方向（N150°～N180°之间），使 码头前端呈 SSE 走向，以便尽量顺风、顺流和顺浪，减少轮船所受的压 力并利于作业。图中 G 处为施工船队停泊区和施工码头所在地。 为了保证大量船舶的抛锚和水上作业。须有广阔的水域和深水岸 线。海港的水面系天然或由人工防护物组合而成。河港的停泊区则多利 用天然河道。大的港口水域面积，一般在数百万平方米以上。 港湾底质同锚地有关。泥底最利于下锚，次为沙底，卵石或岩石底 质则因不易被船锚所“抓住”而使碇泊遭到困难。水深过大，如超过数 十米，则锚链常不及。以上仅就锚泊而言，对于油轮系泊，底质要求就 不那么严格了。 当地风浪与潮流亦影响港口停泊。如基隆港虽西、南、东三面环山， 但冬季强烈东北风正对口门，风浪甚大，且有强海流冲击，故外港不宜 停泊。 3.筑港条件 狭义的筑港条件，指对港口设备、建筑以及港口城市进行合理平面 布置的可能性。港口陆域的地形和工程地质条件最为重要。三角洲和平 原地区有大块平坦地面，可供港口陆域和港口附近之市街用。山地和丘 陵则陆域受到限制，这些地区海蚀或河川阶地多可利用，悬崖峭壁的河 海岸边最难处理。一般 1 米码头线，约需要 150～200 平方米的陆上用地， 且其坡度最好不超过 5％，但亦不宜小于 0.5％，以免影响排水。地面与 海底土质情况亦甚重要，这方面岩岸港口比沙岸港口要有利得多。连云 港西防波堤建于强度差的海积淤泥上，前面塌陷数次，便是一例。港口 的水工建筑物必须根据当地地震烈度进行防震设计，充分估计到现代构 造运动的影响。在有潮汐影响的海港中，陆域应高出高潮水位 1～1.5 米， 无潮汐海港中应高出海面 2～2.5 米。河港与海港不同，它允许一部分码 头在洪水期淹没，岸地可作阶梯状。 广义的筑港条件，还应包括周围自然条件对港口同其腹地联系是否 有利。与海岸或江河平行的山岭，在一定程度上限制了港口的对外联系， 并给建设由港口通往腹地的交通线带来困难。通航河口的海港，江河下 游或水网地区的河港，则腹地联系条件最佳。我国东南沿海一些自然条 件很好的港湾未能成为大商港，与其腹地联系不便是有关系的。而象连 云港、湛江港的兴起，也得助于其与广大腹地联系的方便。
4.腹地条件
　　港口和腹地是相辅相成的。港口是其腹地的门扉，腹地是其港口的 内庭。把港口比作口，腹地比作腹，也是这个意思。对于大海港而言， 其陆地上的直接吸引范围就是它们的腹地；对于沿海小港和内河港口而 言，则其腹地仍包括水上航道网系统内的直接联合和间接吸引范围。
（1）世界主要港口的腹地
　　全世界年吞吐量在 1～5 千万吨的大港有 80 多个，5 千万吨以上的有 20 多个，超过 1 亿吨的不到 10 个。可以看出，所有世界上的河海大港， 无不拥有地域辽阔或经济实力雄厚的腹地。例如荷兰的鹿特丹，位于莱 因河和马斯河的通海口，腹地包括联邦德国中、南部，法国东北部。境 内有鲁尔工矿区，科隆、斯图加特、慕尼黑等制造业中心，法国洛林工 矿区，荷、比东部和卢森堡。腹地内河运由运河贯通成网，铁路和公路 稠密。 我国的上海位于长江入海口支流黄浦江上。通过长江上、中、下游 干支流联系，其腹地包括川、鄂、湘、赣、皖、苏、沪等省市，再经由 铁路和沿海交通联系，浙、闽的部分地区也在其内。长江流域是我国主 要的工业和农业基地，工农业总产值均占全国 40％以上。从自然条件和 人、物力资源来看，上海港的腹地还存在着巨大潜力，这是世界上其它 大港所无法比拟的。 另外，由于世界海上贸易的发展，少数近陆岛港，如新加坡和香港， 由于处于大洋航线要冲，又不受保护关税的束缚，得到了空前繁荣。它 们主要是靠货物转运、集散兴起的，然后又发展起了一定的初加工和再 加工工业。他们兴旺的基础，还是因为具有东南亚和中国大陆的广大腹 地。
（2）腹地与港口的发展公式
　　腹地的情况对港口的兴起与发展起着决定性作用。腹地状况包括三 个方面：腹地的大小；腹地与港口间的交通条件，腹地的生产专门化程 度。这三个因素之间又是彼此相互关联的。港口形成与发展后，反过来 又会促进腹地范围的扩大、交通线网的完善和腹地内专门化的进一步发 展。港口发展的过程一般是：腹地经济的开发与对外联系的产生——腹 地与港口间交通线路的形成——港口腹地范围的初步确定——港口的兴 起——腹地交通网的进一步完善——腹地的扩张和生产的进一步发展— —腹地对外联系规模的不断增长——港口规模的扩大……。总之，这是 一个辩证的发展过程，而不是一个单纯的循环过程。 从这个观点而言，我国许多港口目前处在发展的萌芽阶段，例如浙 闽沿海的一些港口；另外一些则进入了发展的初期阶段，例如连云港、 湛江、重庆等；还有一些已属发展的高级阶段，如上海、大连、天津、 广州、武汉等。
（3）港口的单纯和混合腹地
　　相邻港口之间，其腹地情况往往错综复杂。除了固定于相应港口的 单纯腹地以外，还往往出现两个以上港口共同吸引的混合腹地。在资本 主义制度下，便出现了港口之间的腹地之争，例如西欧相邻各港之间， 美国大西洋港口同墨西哥湾港口之间，都存在着尖锐的斗争。解放前我 国的大连和营口，天津和青岛之间，也存在着腹地之争。竞争的结果是 甲港的兴旺建筑在乙港的衰落之上，这是资本主义经济规律的一个表现 方面。社会主义计划经济下，这种情况已经一去不复返了。港口之间的 混合腹地，可以根据其货物和流向确定合理的分货线。同时，港口的建 设也是依据合理腹地划分而定的。我国湛江港的建设就是一个例子。广 州同湛江虽然相距不远，但前者的腹地主要是我国华南地区，而后者未 来的腹地主要是西南地区。同样，秦皇岛、新港和青岛之间，它们的分 货线也可给以有计划地确定，使各港的发展各得其所。
（4）腹地港口类型
　　可以根据腹地的特点来区分港口的类型。 按照腹地生产的地域类型，可将港口分为：①采掘基地型：以输出 价廉、量大的矿产原料如煤、石油、金属矿石、建筑材料为主的港口； ②加工区域型：输入多种原料、输出多种成品的港口；③商品农业地带 型：输出粮食、技术作物，输入日用品和农业用器械和肥料；④客运型： 港口主要为腹地的客运服务；⑤混合型：以上各种类型兼而有之，从而 使港口的输出输入具有综合的性质。 按照港口与腹地交通联系的种类，可将港口划分为：①以内河航道 （包括大湖航道）为主的港口；②以铁路为主的港口；③以管道为主的 港口；④以公路和其它交通线为主的港口。 上述两种分类是相关的，因而就出现了以腹地划分港口的综合类 型。每一种综合类型又可以根据港口腹地的大小和吞吐量，分成若干等 级。

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