Permasalahan Pelabuhan Belawan yang terletak di Muara Sungai Belawan, Sumatera Utara terdiri dari kenaikan arus peti kemas dan sedimentasi. Untuk mengatasi hal tersebut, cara-cara yang dapat dilakukan adalah dengan mengganti ukuran kapal lain, melakukan konstruksi dermaga, dan pengerukan. Di sisi lain, pengerukan dapat menjadi masalah baru, yakni terjadinya kenaikan kecepatan sedimentasi yang mana bergantung terhadap ukuran kapal. Dengan demikian, diperlukan penentuan ukuran kapal yang optimum sehingga biaya total investasi yang diperoleh adalah biaya minimum.
Model perhitungan biaya total investasi dapat dilakukan secara bertahap (Perhitungan Manual) dengan menghitung seluruh kemungkinan solusi ukuran kapal, mulai dari kapal peti kemas 500 TEUs hingga 8.000 TEUs. Dari ukuran kapal tersebut masing-masing kebutuhan panjang dermaga dihitung berdasarkan demand tahun 2023 hingga 2042 dengan mengikuti Persamaan Thoresen (2003). Sedangkan kebutuhan kedalaman pengerukan dihitung berdasarkan kebutuhan kedalaman perairan dan kecepatan sedimentasi. Selain itu, perhitungan biaya total investasi juga dapat dilakukan dengan Persamaan Matematis yang menghasilkan pola solusi biaya total investasi dengan pola yang cenderung sama dengan Perhitungan Manual.
Penentuan ukuran kapal, kedalaman keruk, dan panjang dermaga optimum dilakukan berdasarkan biaya total investasi yang paling minimum. Perhitungan Manual dan Persamaan Matematis, keduanya menghasilkan solusi ukuran kapal optimum yang sama, yakni kapal peti kemas 2.000 TEUs. Dari kapal optimum 2.000 TEUs, maka panjang dermaga yang dibutuhkan adalah 1.900 meter dan kedalaman perairan 10,5 meter. Dengan demikian, panjang dermaga pengembangan adalah 300 meter dan kedalaman pengerukan 0,2 meter setiap 2 hingga 3 tahun sekali. Biaya total pengembangan Pelabuhan Belawan hingga tahun 2042 berdasarkan Perhitungan Manual adalah Rp628,20 Miliar, sedangkan berdasarkan Persamaan Matematis adalah Rp476,16 Miliar.