东南大学港口综合规划布置优秀课程设计.docx

港口计划和部署课程设计计 算 说 明 书交通学院港航系二一三年八月目 录1 设计基础资料31.1 港口情况及发展计划31.2 设计船型31.3 装卸工艺及装卸能力31.4 港处自然条件31.5 施工能力31.6 关键投资项目单价41.7 其它经济参数假设42 港口规模52.1 件杂货码头最优泊位数62.2 散货码头最优泊位数62.3 泊位年经过能力验算63 港口总体部署83.1 港口水域部署83.1.1 码头部署83.1.1.1 码头顶高程83.1.1.2 码头前沿水深（底高程）83.1.1.3 港池宽度93.1.1.4 航道水深（底高程）和宽度93.1.1.5 回旋水域93.1.1.6 泊位长度103.1.1.7 码头长度103.1.2 防波堤部署103.2 港口陆域部署113.2.1 件杂货码头113.2.2 散货码头124 工程投资经济分析134.1 工程量计算134.2 投资估算及投资时间表144.3 经济效益分析145 方案评价及总结161 设计基础资料一、港口情况及发展计划该港于1999年开工建设，并于当年建成两个泊位，于投产使用，当初吞吐量60万吨。投产早期吞吐量增加较快，为适应增加吞吐量，于、各建成一个泊位，到港口吞吐量达成150万吨，又增建一个泊位，到吞吐量已达160万吨，估计（条件A）吞吐量可达成240万吨，达成360万吨，到2025年可达成450万吨，以上所说吞吐量均为件杂货。依据需要，计划2025年以后每十二个月有300万吨煤炭从该港出口。二、设计船型该港代表船型为：远洋杂货船为1.5万吨级，尺度为161.921.5139.2m；远洋散货船为3万吨级，尺度为1902614.610.8m。两种船在港一天所需费用均为Cs=7.2万元/艘日。三、装卸工艺及装卸能力件杂货装卸采取门机加流动机械到库场工艺步骤，装卸能力R=1800吨/泊日，件杂货船舶在该港平均装卸量为G=8000吨/艘，Cb=3.2万元/泊日。煤炭装船计划采取装船机，堆场采取斗轮式堆取料两用机，中间用皮带机输送。装船能力R=7500吨/泊日，运煤船在该港平均装船量为G=3.0万吨/艘，Cb=2.4万元/泊日。四、建港处自然条件1 地形地质建港处陆地宽广、平坦，有足够场地面积供部署库场及后方设施使用。陆域平均标高+3米左右，附有1：5000地形图一张。建港区为沙质海岸，海底沙砾粒径0.5毫米左右，泥沙运动弱。趋于平衡，无严重淤积和冲刷。2 水文气象建港处风浪资料分析结果见附图风玫瑰图和波浪玫瑰图。该海区为不规则半日潮，据分析设计高水位+1.76米，设计低水位-0.15米。海流方向多为ES向，流速小于1节。该地域少雨少雾，据统计年最多降雨天数134天，其中雷雨天数28天，每次连续时间多在0.51.5小时。在冬季该地域常有封冻现象，但不影响航行和港口作用。五、施工能力港口设有专业施工队，最大施工能力每十二个月可完成3个泊位和300米长防波堤工程量。六、关键投资项目单价1. 万吨级码头岸线15万元/米；2. 库场：仓库1420元/米2，堆场520元/米2；件杂货泊位仓库和堆场各占库场总面积50%；3. 机械设备3200万元/泊位；4. 防波堤0米以上：3.16万元/米0-2米：6.08万元/米-2-6米：28.6万元/米-6-10米：42.24万元/米-10米以下60.8万元/米5. 基建挖泥40元/方6. 基建填土60元/方7. 围堰0米以上：1.60万元/米0-2米：2.96万元/米-2-6米：6.48万元/米-6-10米：11.28万元/米8. 征地动迁港内18万元/市亩，港外10万元/市亩；（1市亩=10000平方米）9. 港内铁路4000元/米，可按200万元泊位估算造价10. 港外道路及公共设施综合投资1500万元11. 港内道路综合投资500万元/泊位12. 水电供给和通讯综合投资420万元13. 生活办公设施投资1800万元/泊位14. 每泊位分摊港作船费用440万元15. 间接费按直接投资费用35%计算七、其它经济参数假设1. 盈利扣除营运费后港口每吞吐一吨货物盈利为：件杂货88.0元/吨，煤炭为66.0元/吨。2. 税收和还款港口企业收税5%。港口净盈利70%用于还款，30%用于职员福利和基金。3. 现金年利率i=8%，港口一切设施均假设使用到2055年为止，且不计残值。2港口规模2025年货种件杂货件杂货件杂货煤炭Q240万吨360万吨450万吨300万吨R1800吨/日泊位7500吨/日泊位G8000吨/艘30000吨/艘Cb3.2万元/泊日2.4万元/泊日Cs7.2万元/艘日2.1 件杂货码头最优泊位数2.11 最优泊位数计算：=Q/NG=2400000/3558000=0.845艘日1=Tb=GR=80001800=4.44日艘 a=3.756 =as假设S=5、6、7，计算结果列于下。从表中数据能够看出最优泊位数为6。STwnw.snsns-ns+150.751.7601.4875.2431.0930.27060.630.4670.3944.15070.540.1470.1243.880n5-n6cbcsn6-n71.0930.4440.2702.12 最优泊位数计算:=Q/NG=00=1.268艘日1=Tb=GR=80001800=4.44日艘 a=5.634假设S=7、8、9，计算结果列于下。从表中数据能够看出最优泊位数为8。STwnw.snsns-ns+170.811.6932.1467.7801.5100.38380.700.5020.6376.27090.630.2000.2545.887n7-n8cbcsn8-n91.5100.4440.3832.13 2025最优泊位数计算:=Q/NG=4500000/3558000=1.585艘日1=Tb=GR=80001800=4.44日艘 a=7.042假设S=9、10、11，计算结果列于下。从表中数据能够看出最优泊位数为10。STwnw.snsns-ns+190.780.8761.3878.4300.8660.296100.700.3290.5217.563110.640.1420.2257.268n9-n10cbcsn10-n110.8660.4440.2962.2 散货码头最优泊位数=Q/NG=3000000/35530000=0.282艘日1=Tb=GR=4日艘 a=1.127假设S=2、3、4，计算结果列于下。从表中数据能够看出最优泊位数为3。STwnw.snsns-ns+120.561.8280.5151.6420.4390.06430.380.2680.0751.20240.280.0400.0111.138n1-n2cbcsn2-n30.4390.3330.0642.3 泊位年经过能力验算一个泊位年经过能力依据规范5.8.2可用下式计算 对于件杂货码头设计经过能力，T=365天，G=8000吨/艘，tf=1.5h，td=24h，t=3h。，新增吞吐量80万吨，应新增1个泊位，设3台门机，取p=210t/h,tz=Gp=8000/210=38.1h则1个泊位经过能力，满足要求。，新增吞吐量120万吨，新增2个泊位，设4台门机，取p=280t/h，tz=Gp=8000/280=28.57h满足要求。2025年，新增吞吐量90万吨，新增2个泊位，3台门机，取p=210t/h， tz=Gp=8000/210=38.1h满足要求。对于散货码头设计经过能力，T=365天，G=3.0万吨/艘，tf=1.5h，td=24h，t=3h，p=1500t/h。tz=Gp=30000/1500=20h满足要求。3 港口总体部署3.1 港口水域部署3.11 码头部署3.111 码头顶高程据海港总平面设计规范（以下简称规范）4.3.3有掩护基础标准：码头顶高程=设计高水位+超高=1.76+11.5=2.763.26m考虑到陆域平均标高为+3m左右，取码头顶高程为3m。3.112 码头前沿水深（底高程）据规范4.3.5条：码头前沿水深：D=T+Z1+Z2+Z3+Z4Z2=KH4%-Z1式中T设计船型满载吃水，取9.2m；Z1龙骨下最小富余深度，查表4.3.5取0.3m；Z2波浪富余深度，计算结果为负值时，取为0,；K系数，顺浪取0.3，横浪取0.5；H4%码头前许可停泊波高，波列累计频率为4%波高，取1m；Z3船舶因配载不均而增加船尾吃水，杂货船可不计，散货船取0.15m；Z4备淤富余深度，取0.4m；件杂货码头：T=9.2m，Z1=0.3m， Z3=0，Z4=0.4m；依据波浪玫瑰图知常浪向为东南向，为顺浪，Z2=KH4%-Z1=0.31-0.3=0D=9.2+0.3+0+0+0.4=9.9m码头底高程：-0.15-9.9= -10.05m，取值-10.1m煤码头：T=10.8m，Z1=0.3m，Z2=0，Z3=0.15m，Z4=0.4m；D=10.8+0.3+0+0.15+0.4=11.65m码头底高程：-0.15-11.65= -11.8m3.113 港池宽度突堤式码头，据规范4.2.8突堤式码头两侧全部有泊位且沿港池方向部署2个以上泊位时，港池宽度B大于1.5倍设计船长；另外据规范4.2.4码头前沿停泊水域宽度取两倍设计船宽2B：件杂货：1.5L=1.5161.9=242.85m，取值243m2B=221.5=43m；煤炭：1.5L=1.5190=285.00m，取值285m2B=226=52m；3.114 航道水深（底高程）和宽度据规范4.8.8 航道通航水深：D0=T +Z0+Z1+Z2+Z3件杂货码头：取H4%=1.0m，T =9.2m，Z0=0.2m，Z1=0.4m，Z2=1.00.42=0.42m，Z3=0；D件=D0件+Z4=10.22+0.4=10.62m航道底高程：-0.15-10.62=-10.77m，取值-11m煤炭码头：T =10.8m，Z0=0.25m，Z1=0.4m，Z2=0.42m，Z3=0.15m；D0煤=10.8+0.2+0.4+0.42+0.15=11.97mD煤=D0煤+Z4=11.97+0.4=12.37m航道底高程：-0.15-12.37=-12.52cm，取值-12.6m据规范4.8.7 航道宽度 ，单向航道，取横流0V0.25，A=nLsin+B=1.81161.9sin3。+21.5=54.25mW=A+2C=54.25+20.521.5=75.75m，取值76m2025年预留：A=nLsin+B=1.81190sin3。+26=65.06mW=A+2C=65.06+20.7526=104.05m，取值105m3.115 回旋水域据规范4.2.3知：2.0L=2161.9=323.8m，取值324m2025年预留：2.0L=2190=380m3.116 泊位尺度依据规范4.3.6知：件杂货码头：设计船长L=161.9m，富裕长度d=19m；煤码头：设计船长L=190.0m，富裕长度d=19m3.117 码头长度依据规范4.8.1知：直立式岸壁折角处泊位长度应按下式确定Lb=L+d2：1个泊位, Lb=161.9+19=180.9取值181m：2个泊位，=90时，=1.25，Lb=21.25161.9+219=442.75m，取值2225=450m2025年：2个泊位，=60时，=1.45，=90时，=1.25，Lb=1.45161.9+19+1.25161.9+19=253.755+221.375m取值255m+225m=410m煤码头：3个泊位 ，=90时，=1.25，=60时，=1.45，Lb=1.45190+1.25190+19+1.25190+19=532m+256.5m取值532+257m预留4个泊位， Lb=4161.9+19=723.6m取值724m3.12 防波堤部署防波堤部署如设计图所表示。泊稳验算：港外波高H=3m，波长L=60m。采取斜坡式防波堤,依据海港水文规范，验算两个最不利点，BrLB/L(r/L)0.5KdHE验算点135.21580.5360160.59 3.11 0.28 0.84 验算点235.214466050.59 2.73 0.31 0.93 HE1.0m，满足泊稳条件。3.2 港口陆域部署3.21 件杂货码头规范5.8.9.1E=QhKBKKrTykaKKBK=HmaxH规范5.8.10A=EqKk E=QhKBK=1.3 Kr=100% Tyk=355 tdc=7新增1个泊位，吞吐量增加80万吨Qh仓库=Qh堆场=80万t2=40万tE仓库=E堆场=401041.3100%3551.07=10253.52t堆场： 综合货种，取 q=1.8t/m2 Kk=75% A堆场=E堆场qKk=10253.521.875%=7595m2 取 7650m2仓库： 综合货种，取 q=0.9t/m2 Kk=70% A仓库=E仓库qKk=10253.520.970%=16275m2 取 16500m2对于每一个泊位： A仓库=16500 m2 A堆场=7650m2建立堆场尺寸：170m45m;仓库尺寸250m66m新增2泊位，吞吐量增加120万吨Qh仓库=Qh堆场=120万t2=60万tE仓库=E堆场=601041.3100%3551.07=15380t堆场： 综合货种，取 q=1.8t/m2 Kk=75% A堆场=E堆场qKk=153801.875%=11393m2 取 11700m2仓库： 综合货种，取 q=0.9t/m2 Kk=70% A仓库=E仓库qKk=153800.970%=24413m2 取 24500m2对于每一个泊位： A仓库=12250 m2 A堆场=5850m2建立堆场尺寸：130m45m2仓库尺寸： 230m38m+60m60m+180m69m2025年新增2个泊位，吞吐量增加90万吨Qh仓库=Qh堆场=90万t2=45万tE仓库=E堆场=451041.3100%3551.07=11535t堆场： 综合货种，取 q=1.8t/m2 Kk=75% A堆场=E堆场qKk=115351.875%=8545m2 取 8600m2仓库： 综合货种，取 q=0.9t/m2 Kk=70% A仓库=E仓库qKk=115350.970%=18310m2 取 18720m2对于每一个泊位： A仓库= 9360m2 A堆场=4300m2建立堆场尺寸：172m25m2仓库尺寸：120m78m23.22 散货码头2025年新增3个泊位，吞吐量增加300万吨，取tdc=10d，k=0.8，Qh=300万tE=3001041.3100%3550.810=137324t堆场： 取 q=7.5t/m2 Kk=75% A堆场=E堆场qKk=1373247.575%=24414m2 每个泊位堆场面积： A堆场=8138 m2，取A堆场=8320m2建立堆场尺寸：160m52m34 工程投资经济分析4.1 工程量分期计算图1 挖填土方示意图利用matlab结合Excel可绘制该挖填量示意图，正数部分代表填土部分，深色部分代表挖土部分，由此能够看出整个港区挖填情况。表1 工程投资表工程项目单位2023年2024年总量单价总投资量(万元）基建回填m312856053546006693301473570378310560元/方22698.63基建挖泥m3696960495900290745887850237145540元/方9485.82码头工程m178450410789182715万元/米27405港内铁路泊12238200万元/泊位1600仓库m21650024500187600597601420元/米28485.92堆场m276501170086002441452364520元/米22722.928机械设备泊122383200万元/泊位25600围堰0米以上m45625015660414661.60万元/米2345.60-2米26234110454312502.96万元/米3700-2-6米303036650711766.48万元/米7620.48-6-10米920009211.28万元/米1037.76港内道路泊12238500万元/泊位4000港作船费用泊12238440万元/泊位3520生活办公设施泊122381800万元/泊位14400征地动迁市亩(泊)1223818万元/市亩29.36水电供给和通讯泊12238420万元420港外道路及公共设施泊122381500万元1500防波堤0米以上米000003.16万元/米00-2米000006.08万元/米0-2-6米185.7200235.66421.3828.6万元/米12051.468-6-10米44.280234.340278.6242.24万元/米11768.909-10米以下0000060.8万元/米0直接费用万元29805.2629125.340035.06257247.27156213间接费用万元10431.8410193.8614012.2726.5554674.535%直接费用总费用万元40237.139319.1654047.33377283.822108874.2 投资现值估算投资序列表计算：投资现值=D1+8%j表2 投资序列表年份20232024现金年利率i8%8%8%8%代号j05910投资40237.10 39319.16 54047.33 77283.82 投资现值40237.10 26759.96 27037.12 35797.36 4.3 经济效益分析4.31 营运费用：表3 船舶在港发生总费用货种年份STbTw/TbTwnwscsCs件杂货 6 0.845 4.44 3.756 0.626 0.105 0.467 0.394 7.2 1008.00 6 0.845 4.44 3.756 0.626 0.105 0.467 0.394 7.2 1008.00 6 0.845 4.44 3.756 0.626 0.105 0.467 0.394 7.2 1008.00 6 0.845 4.44 3.756 0.626 0.105 0.467 0.394 7.2 1008.00 6 0.845 4.44 3.756 0.626 0.105 0.467 0.394 7.2 1008.00 件杂货 8 1.268 4.44 5.634 0.704 0.113 0.502 0.637 7.2 1627.20 2021 8 1.268 4.44 5.634 0.704 0.113 0.502 0.637 7.2 1627.20 2022 8 1.268 4.44 5.634 0.704 0.113 0.502 0.637 7.2 1627.20 2023 8 1.268 4.44 5.634 0.704 0.113 0.502 0.637 7.2 1627.20 2024 8 1.268 4.44 5.634 0.704 0.113 0.502 0.637 7.2 1627.20 件杂货2025 10 1.585 4.44 7.042 0.704 0.074 0.329 0.521 7.2 1332.00 干散货2025 3 0.282 4.44 1.127 0.376 0.067 0.268 0.075 7.2 192.96 年份年份号投资年收益待泊费纯盈利还款额交税港口净盈利还款现值欠款现值万元万元万元-70%5%-040237.10 40237.10 170401008 60324222.4301.60 15083909.6336327.47 270401008 60324222.4301.60 15083620.0332707.44 370401008 60324222.4301.60 15083351.8829355.57 470401008 60324222.4301.60 15083103.5926251.98 539319.16 70401008 60324222.4301.60 15082873.6950138.24 6176001627 15972.811180.96798.64 3993.27045.9043092.34 20217176001627 15972.811180.96798.64 3993.26523.9836568.35 20228176001627 15972.811180.96798.64 3993.26040.7230527.63 2023954047.33 176001627 15972.811180.96798.64 3993.25593.2651971.49 20241077283.82 255201627 15972.811180.96798.64 3993.27746.8980021.96 202511453201525 4379530656.532189.75 10948.813148.0666873.90 202612453201525 4379530656.532189.75 10948.812174.1354699.77 202713453201525 4379530656.532189.75 10948.811272.3443427.43 202814453201525 4379530656.532189.75 10948.810437.3532990.07 202915453201525 4379530656.532189.75 10948.89664.2223325.86 203016453201525 4379530656.532189.75 10948.88948.3514377.51 203117453201525 4379530656.532189.75 10948.88285.516092.00 203218453201525 4379524343.752189.75 10948.86092.00203319453201525 4379502189.75 10948.8203420453201525 4379502189.75 10948.800203521453201525 4379502189.75 10948.800203622453201525 4379502189.75 10948.800203723453201525 4379502189.75 10948.800203824453201525 4379502189.75 10948.800203925453201525 4379502189.75 10948.800204026453201525 4379502189.75 10948.800204127453201525 4379502189.75 10948.800204228453201525 4379502189.75 10948.800204329453201525 4379502189.75 10948.800204430453201525 4379502189.75 10948.80020453145320152