航道是港口不可或缺的组成部分,航道通过能力的大小直接影响着整个港口通过能力的发挥,所以确定航道通过能力及其与整个港口通过能力的匹配程度是港口规划工作的重要组成部分。但是航道自身条件的复杂性和众多的外部影响因素,导致计算航道通过能力存在很大的困难,其计算方法仍不完善,而对于航道的通过能力计算方法的研究更是不成熟。本文在现有通航能力研究成果基础上,从静态和动态两个角度研究受限航道通过能力的数学模型;根据对天津港现有船舶到达情况及未来船舶吞吐量预测,利用建立的数学模型完成对现有航道通过能力评估,从航道通过能力角度评价航道改扩建的方案的可行性。首先对天津港港航系统特征研究,利用统计学对调研的资料进行分析,找出天津港水域的船舶到达规律,并运用计算机对历史数据进行拟合;并且通过调研天津港港航系统的基础设施(包括码头、泊位、装卸设备、锚地、航道等),分析整个天津港的吞吐能力,并利用系统分析理论,对整个港航系统的特征进行分析和研究。其次是受限航道通过能力的数学模型的建立,在传统的领域模型基础上,考虑航道宽度条件,建立用于受限航道静态通过能力计算的领域模型;在传统排队论基础上,理论化描述受限航道服务模型,并建立用于受限航道动态通过能力计算的休假排队模型;最后是对当前及未来天津港主航道通过能力评价,对天津港目前的通过能力进行计算,验证模型,并对模型进行修正,并运用经过修正的航道模型预测2020年天津港主航道的饱和程度,并据此对未来航道规划的参数值进行评价。