Классификация, характеристика и устройство портов

Московская государственная академия водного транспорта

РЕФЕРАТ

по предмету «Общий курс водного транспорта»

Тема: "Классификация, характеристика и устройство портов"

Выполнил:	студент гр. ЭУ Данилов Евгений
Проверил:	Шиврин Л. К.

Москва

1999 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОРТОВ.............................................................................................................. 3

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕСТЕСТВЕННОГО РЕЖИМА ПОБЕРЕЖЬЯ......................................................... 5

2.1. ОСНОВНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ......................................................................................... 5

2.2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ............................................................................................. 6

2.3. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.................................................................................................. 6

2.4. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ......................................................... 9

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРТА..................................................................... 10

3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ................................................................................................................... 10

3.2. ДЛИНА ПРИЧАЛЬНОГО ФРОНТА............................................................................................... 11

3.3. РАЗМЕРЫ ПОРТОВОЙ АКВАТОРИИ.......................................................................................... 12

3.4. ГЛУБИНА ПОРТА И ОТМЕТКА ПОРТОВОЙ ТЕРРИТОРИИ.......................................................... 13

3.5. РАЗМЕРЫ СКЛАДОВ................................................................................................................. 14

3.6. ЧИСЛО ПРИКОРДОННЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ......................................................... 15

4. ПЛАН ПОРТА И ЕГО УСТРОЙСТВО.................................................................................................. 15

4.1. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ПОРТОВ................................................................... 15

4.2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПЛАНУ ПОРТА И ЕГО ЭЛЕМЕНТАМ................................ 16

4.3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЙОНИРОВАНИЯ ПОРТОВ.............................................................. 17

4.4. НАЧЕРТАНИЕ ПРИЧАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ПОРТА.................................................................... 21

4.5. НАЧЕРТАНИЕ ВНЕШНИХ ОГРАДИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПОРТА........................................ 23

4.6. ВНЕРУСЛОВЫЕ ПОРТЫ............................................................................................................ 24

4.6. МОРСКИЕ ПОРТЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ.............................................. 25

5. ПРИМЕР СОЗДАВАЕМОГО МОРСКОГО ПОРТА.............................................................................. 27

ЛИТЕРАТУРА....................................................................................................................................... 28

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОРТОВ

Рассматривая все береговые устройства с прилегающей аква­торией, объединяемые общим названием «порты», следует преж­де всего обратить внимание на их большое разнообразие. Поэтому порты классифицируются по ряду признаков, что удобно не толь­ко для их изучения, но и для производственных целей.

Основными классификационными признаками портов являются;

а) назначение;

б) народнохозяйственное значение;

в) геогра­фическое положение;

г) годовая продолжительность эксплуата­ции;

д) отношение к уровню воды;

е) отношение к международ­ной торговле.

По назначению порты можно подразделить на транспортные, военные, промысловые и порты-убежища.

Транспортные порты, предназначенные для передачи грузов и пассажиров с одного вида транспорта на другой, могут быть раз­делены на порты общего назначения, в которых перерабатывают­ся самые различные грузы и пересаживаются пассажиры, и пор­ты специальные, предназначенные для переработки какого-либо одного груза (уголь, руда, нефть, лес и т. д.). Как правило, специ­альные порты имеют мощные высокопроизводительные перегру­зочные устройства, которые служат для переработки одного лишь вида груза.

Устройства для перегрузки других видов грузов и пассажир­ские причалы в специальных портах если и существуют, то име­ют второстепенное значение. Нередко встречаются и специальные пассажирские порты, в которых грузовые операции ограничива­ются перегрузкой багажа.

В портах общего назначения перегружаются различные грузы, а перегрузочные устройства более универсальны. Наиболее круп­ные отечественные и зарубежные порты являются портами обще­го назначения.

Военные порты или базы флота предназначены для обслужи­вания военно-морского флота. Они характеризуются наличием больших рейдов, бассейнов для ремонта судов, специальных складов военного снаряжения и продовольствия. На территории военного порта нередко разме­щаются обширные казармы. Для обороны порта имеются форти­фикационные и другие инженерные сооружения.

Промысловые порты, из кото­рых наибольшее развитие полу­чили рыбные порты, оборудуются складами-холодильниками и име­ют в своем составе перерабаты­вающие предприятия. Такие пор­ты, являясь базами промыслово­го флота, располагают, как пра­вило, и собственными судоре­монтными устройствами.

Порты-убежища, как это видно из названия, предназначены для укрытия во время шторма судов, которые не рассчитаны на действие крупных волн. Как правило, для портов-убежищ исполь­зуют естественные бухты и лагуны, производя в них минималь­ный объем дноуглубительных работ для создания рейдов. В не­которых случаях для создания защищенных рейдов возводят огра­дительные сооружения (порт Адамовка на Днепре). Максималь­ное расстояние между портами-убежищами определяется из ус­ловия, чтобы суда и плоты могли достичь их, находясь в любой точке судоходной трассы, с момента получения сигнала о подхо­дящем шторме. На водохранилищах иногда организуют сопря­женные порты-убежища, используемые судами и плотами в зави­симости от направления ветра (рис. 6). К портам-убежищам следует отнести и специальные огражденные акватории у судопропускных сооружений в верхних бьефах водохранилищ (так называемые аванпорты), где суда отстаиваются в ожидании шлю­зования в нижний бьеф или выхода в водохранилище.

По народнохозяйственному значению основным классификаци­онным признаком порта является объем выполняемой портом работы.

В зависимости от грузооборота и пассажирооборота все порты подразделяются на несколько категорий. По категории порта опре­деляются: административная структура порта и его эксплуатаци­онные штаты, размеры ассигнований на его эксплуатацию и ре­монтные работы, объемы работ по его развитию, класс основных сооружений, отметки территории и расчетные уровни воды. Ввиду неодинаковой трудоемкости переработки различных грузов категория порта определяется по грузообороту в условных тоннах. Нормы технологического проектирования рекомендуют следующие коэффициенты для приведения грузооборота в услов­ные тонны:

Штучные и тарно-упаковочные грузы	4.6
Грузы в универсальных контейнерах	3.1
Металлогрузы, оборудование, железобетонные детали и конструкции	3.4
Уголь каменный	1.0
Руда	1.1
Лесные грузы в пакетах	2.5
Лесные грузы в непакетированном виде	3.0
Соль. Минеральные удобрения насыпью	2.1
Камень строительный	1.3
Гравий и щебень	1.3
Песок и песчано-гравийная смесь, выгружаемые средствами гидро­механизации	0.6
То же, выгружаемые другими средствами механизации	0.8
Цемент насыпью	4.6
Зерновые грузы насыпью	2.5
Нефтегрузы наливом	1.1

Если пассажирские причалы расположены в общем причаль­ном фронте с грузовыми причалами, категорию порта определяют по среднесуточному грузообороту грузового района (в условных тоннах). При проектировании отдельно расположенного пасса­жирского района его категорию определяют в зависи­мости от среднесуточного пассажирооборота (в условных пасса­жирах). Для приведения числа пассажиров к условным единицам ре­комендуются следующие коэффициенты:

Пассажиры местные	1.00
Пассажиры транзитные	2.50
Пассажиры пригородные и внутригородские	0.15

Если грузооборот транспортного узла не превышает 50 тыс. т в навигацию или если он предназначен только для пересадки пас­сажиров местных и пригородных линий, то его называют прис­танью. С точки зрения классификационной, пристани относятся к IV категории портов. К внекатегорийным портам РФ относятся Санкт-Петербургский, Новороссийский и Находкинский.

Морские порты, в зависимости от годового грузооборота, де­лятся на три основные категории:

Характер грузооборота	Категории портов в зависимости от годового грузо­оборота, тыс. т
	I	II	III
А. Порты общего назначения
Общий грузооборот	Более 1400	601—1400	600 и менее
Грузооборот по генеральным и лесным грузам	Более 400	101—400	100 и менее
Б. Порты специального назна­чения, перегружающие:
а) навалочные грузы (уголь, руда)	Более 4500	3001—4500	3000 и менее
б) инертные минерально-строительные грузы	Более 10000	7001—10000	7000 и менее

 

По географическому положению различают порты: речные, водохранилищные, устьевые, береговые, лагунные и островные.

Речные порты на свободных реках, в зависимости от располо­жения на реке, подразделяют на русловые, вся акватория которых и причальный фронт находятся непосредственно в русле ре­ки и внерусловые или затонные, в которых акватория и причальный фронт находятся в естественном затоне или в ис­кусственном ковше; в последнем случае порт называют ковшовым. Внерусловые порты обычно используются и для зим­него отстоя судов, а поэтому имеют в своем составе судоремонт­ные заводы. Нередко в крупных портах имеются и участки, рас­положенные в русле реки и участки ковшовые. В этом случае порт относится к категории смешанных портов.

Водохранилищные порты располагаются в верхних бьефах во­дохранилищ. Волны во время шторма могут достигать на этих участках значительной высоты. Поэтому водохранилищные пор­ты, так же как и морские, имеют оградительные сооружения, за­щищающие рейды и причалы от волнения. Такие порты являются одновременно портами-убежищами.

Устьевые порты характерны тем, что в них сходятся морские и речные водные пути. Почти все крупнейшие порты мира (Ле­нинградский, Лондонский, Нью-йоркский, Гамбургский, Роттер­дамский, Антверпенский и др.) расположены в устьях рек. Пор­товые устройства размещаются, как правило, по берегам реки или в вырытых в берегу бассейнах. При этом порты стремятся раз­местить на некотором расстоянии от моря, чтобы избежать стро­ительства оградительных соору­жений. В некоторых случаях на крупных реках морские порты располагаются на значительном расстоянии от устья, и их следует отнести к особому разряду внут­ренних морских портов. Таковы, например, Архангельский и Херсонский порты.

Береговые морские порты соз­даются на открытом морском бе­регу, и для защиты их акваторий и причалов от волнения прихо­дится строить оградительные сооружения. Длина этих сооруже­ний в портах на песчаных побережьях измеряется километрами. Если порт размещается в естественной, частично защищенной бух­те, то длина оградительных сооружений бывает небольшой.

Лагунные порты размещаются в глубине лагун, образовав­шихся на песчаных берегах вследствие отложения естественных кос, отделяющих лагуны от моря. Такие порты не нуждаются в защите от волнения, но имеют подходные каналы, на которых не­обходимо поддерживать глубины, удаляя наносы землечерпанием.

Островные порты, как видно из названия, располагаются на островах и не имеют сухопутной связи с берегом. Они создаются для перевалки грузов с судов одного типа на другие или для при­ема судов, которые ввиду большой осадки не могут подойти к при­чалам главного порта.

По годовой продолжительности эксплуатации порты на внут­ренних водных путях подразделяют на постоянные и временные. Постоянные порты эксплуатируются в течение всей навигации. Временные сезонные порты функционируют только часть навига­ции, что обусловливается гидрологическими условиями (продол­жительностью периода высокой воды, когда возможен подход су­дов к причалам) или сезонностью груза (например, продукции сельского хозяйства). Обычно временные порты не имеют больших размеров — это, скорее, пристани. Временные порты, строя­щиеся для обслуживания крупных строек и функционирующие все­го несколько лет, за время своей эксплуатации принимают иногда миллионы тонн грузов.

По отношению к уровню воды морские порты бывают откры­тые и закрытые. Закрытые морские порты располагаются в бас­сейнах, отделенных от моря шлюзами или полушлюзами. Благо­даря этому, на закрытой акватории путем поддержания повышен­ного уровня воды снижается амплитуда приливных колебаний, что значительно удешевляет причальные сооружения и облегчает об­работку судов.

По отношению к международной торговле морские порты раз­деляются на порты мирового, международного и внутреннего зна­чения.

Порты мирового значения являются центрами мировой торгов­ли и принимают суда, плавающие по всем морям и океанам. Пор­ты международного значения принимают суда, плавающие в пре­делах того бассейна, на котором расположен сам порт. Порты внутреннего значения, или каботажные порты, обслуживают внутренние перевозки между портами одной лишь страны.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕСТЕСТВЕННОГО РЕЖИМА ПОБЕРЕЖЬЯ 2.1. ОСНОВНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ

Транспортные узлы, связывающие водный и сухопутный виды транспорта,—порты—размещаются на речных и морских побе­режьях, где соприкасаются все три среды — атмосфера, вода и су­ша. Соответственно этому основные природные факторы можно подразделить на три группы: метеорологические, гидрологические и геологические.

К метеорологическим и климатическим факторам относятся все явления, происходящие в атмосфере, причем наибольшее зна­чение для портостроения имеют ветры, температуры воздуха и воды, осадки и туманы. Важнейшие гидрологические факто­ры — колебания уровней воды, волнение, течения и ледовый режим.

Помимо основных геологических и геоморфологических фак­торов—геологического строения района, изменяемости берегов и дна, движения наносов и свойств грунтов — большое, а иногда и решающее, значение оказывает и топография района.

Для решения ряда вопросов портостроения важно знать уров­ни грунтовых вод и их дебит, а также химический состав воды и жизнедеятельность водных живых организмов.

Совокупность всех природных факторов в данном районе объ­единяется понятием естественный режим побережья. Для того чтобы при наименьших капитальных вложениях на строительство порта получить наибольший экономический эффект, а также пра­вильно скомпоновать план порта и принять наиболее рациональ­ные конструкции, обеспечивающие бесперебойную работу всех элементов порта, необходимо тщательное изучение всех фак­торов естественного режима. Более того, в результате строитель­ства порта нарушается естественный режим побережья, где до этого взаимное воздействие природных факторов привело к дина­мическому равновесию, и нужно заранее прогнозировать возмож­ные последствия этого вмешательства. Практика портостроения насчитывает немало случаев, когда недостаточная изученность отдельных факторов и ошибки в их количественной оценке явля­лись причиной серьезных аварий сооружений и нарушений нор­мальной работы портов.

2.2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Из всех метеорологических факторов наибольшее значение для портостроения, эксплуатации портов и судоходства имеют: ветер, туманы, осадки, влажность и температура воздуха, температура воды.

Ветер. Ветровой режим характеризуется направлением, ско­ростью, продолжительностью и повторяемостью. Знание ветрово­го режима особенно важно при строительстве портов на морях и водохранилищах. От ветра зависят направление и интенсивность волнения, которые определяют компоновку внешних устройств порта, их конструкцию и направление водных подходов к порту. Господствующее направление ветра должно также учитываться при взаимном расположении причалов с разными грузами.

Температура воздуха и воды. Температуру воздуха и воды из­меряют на гидрометеостанциях в те же сроки, что и параметры ветра. Данные измерений оформляют в виде годовых графиков хода температуры. Основное значение этих данных для порто­строения состоит в том, что они определяют сроки замерзания и вскрытия бассейна, от чего зависит длительность навигации.

Туманы. Туманы возникают в тех случаях, когда упругость водяного пара в атмосфере достигает упругости насыщенного па­ра. В этом случае водяной пар конденсируется на частицах пыли или поваренной соли (на морях и океанах) и эти скопления в воз­духе мельчайших капель воды образуют туман. Несмотря на раз­витие радиолокации, движение су­дов в тумане все же ограничено, а) При очень густом тумане, когда уже на расстоянии нескольких де­сятков метров не видны даже круп­ные предметы, иногда приходится прекращать и перегрузочные ра­боты в портах. В речных условиях туманы довольно кратковременны и быстро рассеиваются, а в некото­рых морских портах они бывают затяжными и держатся неделями. Исключительным в этом отно­шении является о. Ньюфаундленд, в районе которого летние тума­ны иногда держатся 20 дней и более. В некоторых отечественных морских портах на Балтийском и Черном морях, а также на Даль­нем Востоке в году бывает 60—80 дней с туманами.

Осадки. Атмосферные осадки в виде дождя и снега следует учитывать при проектировании причалов, на которых перегружа­ются грузы, боящиеся влаги. В этом случае необходимо предус­матривать специальные устройства, предохраняющие место пере­грузки от осадков, или при оценке расчетного суточного грузообо­рота учитывать неизбежные перерывы в работе причалов. При этом имеет значение не столько общее количество осадков, как число дней с осадками. В этом отношении одним из “неудачных” портов является Санкт-Петербургский, где при общем количестве осад­ков около 470 мм в год в отдельные годы бывает более 200 дней с осадками. Данные об осадках получают от Госметеослужбы РФ.

2.3. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Колебания уровня воды. Эта важнейшая гидрологическая ха­рактеристика определяет не только высотные отметки территории порта и глубины на подходах и у причалов, но и форму крепления берега и конструкцию причальных сооружений. При значитель­ных амплитудах колебаний уровня на свободных реках становит­ся нерентабельным применение вертикального крепления берега и приходится переходить на менее удобное в эксплуатации откос­ное или полуоткосное.

Основной причиной изменения уровня на свободных реках яв­ляется сезонное изменение расхода воды, хотя на ход уровней мо­гут оказывать влияние и естественные переформирования русла реки и ледовые зажоры и заторы. В многолетнем периоде можно заметить существенное влияние деятельности людей на уровни во­ды. Так, на некоторых реках, где интенсивно проводились выправительные и дноуглубительные работы, замечается общее значи­тельное снижение уровней воды, создающее серьезные затрудне­ния в эксплуатации ранее построенных причалов.

На падение уровней могут оказать значительное влияние и большие расходы воды, забираемой на орошение и водоснабже­ние.

С образованием водохранилищ, имеющих большое зеркало водной поверхности, на ход колебаний уровня воды начинает влиять ветер. При действии ветра на поверхность воды на значи­тельном протяжении, в результате трения между воздухом и во­дой, возникает сначала движение поверхностных частиц, которое затем, передаваясь на глубину, образует ветровое течение. Это те­чение способствует повышению уровня у наветренного берега— нагону, и понижению у подветренного — сгону. Амплитуды нагонов и стонов воды на водохранилищах могут в отдельных случаях достигать 1 м и больше.

Еще более значительное влияние ветровые нагоны и сгоны имеют у отмелых берегов морей, в длинных сужающихся заливах и устьях рек. Здесь амплитуды колебания уровня достигают иног­да 2—3 м. Так в устье Волги подъем воды при нагоне достигает 2 м, а понижение при сгоне — 1 м. В устье Дона — соответствен­но 2.5 и 2 м. В устье р. Невы неблагоприятное сочетание ветрово­го нагона с влиянием циклонов приводит к наводнениям, при которых уровень реки повышается более чем на 4 м.

У берегов открытых морей происходят приливно-отливные ко­лебания уровня под действием астрономических факторов. В от­личие от нагонов и сгонов воды, которые по существу случайны, приливы и отливы строго периодичны.

Приливы и отливы на Земле формируются главным образом под действием притяжения Луны и Солнца. Каждая час­тица водной оболочки Земли будет притягиваться Луной. Кроме того, на эту же частицу действуют центробежные си­лы от вращения Земли и Луны вокруг оси, проходящей через центр тяжести системы Земля—Луна. В результате сложения этих сил водная оболочка Земли должна деформиро­ваться. В каждой точке земной поверхности в период лунных суток, равных 24 ч 50 мин, дважды наступает прилив (полная вода) и дважды отлив ('малая вода).

Так как приливообразующая сила прямо пропорцио­нальна массе и обратно пропор­циональна кубу расстояния, то нетрудно вычислить, что действие Солнца будет примерно в 2.4 ра­за слабее действия Луны. Когда Луна, Земля и Солнце находятся на одной пря­мой, приливообразующие силы.

Луны и Солнца складываются и высота прилива будет наиболь­шей: При квадратурах, когда угол между направлениями с Земли на Луну и Солнце близок к прямому (первая и последняя четвер­ти Луны), приливообразующие силы Луны и Солнца противо­действуют и высота прилива будет наименьшей.

Изложенная выше “астрономическая” схема приливных явле­ний в значительной степени корректируется “земными” причина­ми. На общую картину этих явлений накладывается прежде все­го влияние инерции водных масс, а различные глубины моря, рельеф дна и очертания берегов в еще большей степени искажа­ют правильный периодический характер приливов и отливов. Вре­мя запаздывания момента наступления полной воды по сравне­нию с моментом прохождения Луны через меридиан называется лунным промежутком. Средний лунный про­межуток называется прикладным часом порта.

Амплитуды приливно-отливных колебаний уровня воды в от­крытых морях и океанах невелики — 1.5—2.0 м. Однако около морских берегов, в местах значительного влияния дна и берегов, и в особенности в глубине сужающихся заливов, происходит зна­чительное усиление приливно-отливных явлений. Так, например, в заливе Фунди в Северной Америке амплитуда приливов и отли­вов достигает 15 м, у Атлантического берега Франции она изменяет­ся от 2 до 12 м, у английских берегов—от 7 до 11 м. В отечест­венных морях эта амплитуда характеризуется следующими величинами: у Мурманского побережья—4.5 м, у горла Белого мо­ря—5.5 м, в Мезенском заливе—6—8 м, в Пенжинской губе Охотского моря — 11 м.

Во внутренних морях приливно-отливные явления выражены весьма слабо: в Балтийском, Черном и Каспийском морях при­ливная амплитуда измеряется всего несколькими сантиметрами.

Волнение. На поверхности любого водоема могут возникать и перемещаться волны. Причины возникновения волн различны” но главными можно считать землетрясения, силу притяжения Луны и Солнца и ветер. Землетрясения, эпицентр которых нахо­дится на дне океана, вызывают сейсмические волны, называемые цунами. Волны эти, почти незаметные для кораблей в открытом море, по мере приближения к берегу постепенно увеличиваются по высоте, и в результате на берег обрушиваются уже волны, высота которых может достигать десятков метров. Последствия воздействия таких волн катастрофичны. В 1896 г. действию цу­нами подверглась северо-восточная часть Японии. В вершинах заливов волны достигали высоты более 30 м, а на других уча­стках побережья, общей протяженностью около 320 км, высота волны была от 4 до 25 м. Волны цунами меньшей разрушительной силы возникают в различных точках земного шара ежегодно. Ввиду того, что от момента землетрясения до подхода цунами к берегу проходят часы, за по­следние годы в ряде стран, подверженных цунами, удалось на­ладить службу предупреждения. Поэтому, хотя эти волны по-прежнему производят опустошительные действия на берегах, но число человеческих жертв сводится к минимуму. Ввиду случай­ной природы цунами ясно, что учет этих волн в инженерных рас­четах сооружений затруднителен и связан с большими затратами при строительстве.

Волны приливные в большинстве случаев проявляются лишь в виде медленного подъема и спада уровней.

Наибольший интерес для портостроения представляют волны, возникающие под действием ветра. Размеры и характер ветровых волн зависят как от скорости ветра и его продолжительности, так и от протяженности водной поверхности, на которой ветер действует на воду. Поэтому на реках, если исключить устьевые участки крупнейших рек (Оби, Енисея, Лены и др.), волны не вызывают каких-либо затруднений для перегрузочных работ у причалов, а силовое воздействие волн на сооружения так мало, что его не учитывают. На крупных водохранилищах высота волн достигает 4 м, а у открытых берегов морей и океанов — 10 м и более. При отсутствии естественной защиты на водохранилищах и морях акватории портов приходится ограждать специальными сооружениями — молами и волноломами, которые подвергаются мощному силовому воздействию волн. Для правильной компонов­ки оградительных сооружений и выбора их конструкции необхо­димо знать как основные параметры волн, так и повторяемость волн по различным направлениям.

Расчеты по определению исходных параметров волн дают их средние значения: высоты Н, дли­ны К и периода Т. Для проекти­рования различных портовых объектов нужно знать высоты волн определенной обеспеченно­сти. Под обеспеченностью любо­го параметра волны в системе волн понимается выраженное в процентах количество волн, у ко­торых числовое значение пара­метра больше или равно, чем у остальных волн в ряду из 100 волн, проходящих непосредствен­но одна за другой через рас­сматриваемую точку акватории.

Большое значение для портостроения имеет дифракция волн — искривление лучей и изменение высоты бегущих волн, огиба­ющих препятствия, или проходящих через узкость. При прони­кании волн на акваторию порта волны распластыва­ются, а так как их гребни постепенно удлиняются, то высота волн довольно быстро уменьшается. На этом принципе основана за­щита акваторий портов от волнения при помощи оградительных сооружений. На акватории порта, кроме дифракции, может про­являться и рефракция волн под влиянием переменных глубин; кроме того, на волновой режим оказывает влияние отраже­ние волн от оградительных и причальных сооружений, а так­же рассеяние энергии волн на участках с малыми глуби­нами.

Течения. На свободных реках скорости течений и их направ­ления зависят от многих факторов, из которых важнейшими яв­ляются уклон реки, изменение уровня воды, плановая форма русла и распределение глубин.

При строительстве русловых портов на свободных реках сле­дует по возможности не нарушать естественного режима реки устройством выступающих в русло сооружений. Образующиеся в зоне выступающих частей сооружений местные вращательные те­чения могут быть опасны как для судов, так и для самих сооруже­ний— возможен размыв основания. Кроме того, такое вмешатель­ство в жизнь руслового потока может привести к нежелательным явлениям на прилегающих участках русла реки. При эксплуата­ционных расчетах учитывают влияние скорости течения на дви­жение судов.

У морских побережий течения вызываются различными при­чинами: ветром, волнами, приливно-отливными явлениями, разни­цей в температуре, плотности и солености воды и, наконец, раз­ностью широт различных точек моря. Большое влияние на харак­тер морских течений оказывает рельеф дна и конфигурация бере­га. Наибольшее практическое значение для портостроения имеют ветро-волновые и приливные течения, а также компенсационные течения, возникающие близ берегов у естественных или искусст­венных препятствий.

При фронтальном действии ветра образуется нагон, дополняе­мый перемещением воды вследствие волнения. Скапливающиеся у берега массы воды в отдельных местах узкими потоками перио­дически прорывают поток, образуя течения с большими скоростя­ми. Если ветер действует под углом к линии берега, то образуют­ся течения вдоль берега, затухающие по мере прекращения штор­ма. Скорость таких течений достигает иногда 1 м/с и больше. Не представляя опасности для судоходства и сооружений, эти те­чения нередко являются причиной заносимости подходных кана­лов и акваторий портов.

Приливно-отливные течения, почти не заметные в море, могут достигать значительных скоростей в проливах и устьях рек. Такие явления происходят, например, в горле Белого моря и в устье ре­ки Мезени, где максимальные скорости достигают нескольких мет­ров в секунду.

Ледовый режим. Реки и их различные участки, в зависимости от географического положения, замерзают в разные сроки. Про­должительность ледостава весьма различна — от нескольких дней до нескольких месяцев, а некоторые северные реки бывают покрыты льдом больше половины года. Желательно по возможности избегать участков берега, подвергающихся интенсивному воздей­ствию льда во время ледохода. При всех условиях необходимо знать уровни воды во время ледохода и учитывать опасную зону действия движущегося льда на сооружения. В отдельных случаях необходимо прибегать к устройству специальных льдозащитных сооружений, устраняющих или ослабляющих воздействие льда на основные причальные сооружения порта. Для устранения влияния термического воздействия льда на сооружения рекомендуется уст­ройство полыней. С этой целью используют специальные ледорезные машины или пневматические установки, стимулирующие тая­ние льда благодаря .подъему глубинных более теплых масс воды.

Замерзание водохранилищ в зоне подпора ввиду отсутствия течений происходит в более ранние сроки, чем на участках свобод­ных рек; освобождение ото льда водохранилищ происходит с за­позданием. Разница в сроках нередко достигает 10—15 дней. Ле­доход отсутствует — лед тает на месте. Так же спокойно происхо­дит образование льда и у морских побережий. Можно лишь отме­тить, что замерзание морской воды вследствие ее солености про­исходит медленнее, чем пресной, а морской лед отличается боль­шей вязкостью и пластичностью.

Вскрытие и замерзание отдельных участков реки, в зависимо­сти от географического их положения, может происходить в сроки, отличающиеся до месяца (например, участки р. Волги у Астраха­ни и у Нижнего Новгорода). Неодновременно происходят эти явления и на различных участках у морского побережья. Даты конца весеннего ледохода и начала осеннего определяют физическую длительность навигации. К сожалению, физическая длительность навигации весьма подвержена изменениям, и поэтому для правильного выбо­ра расчетной ее величины необходимы данные многолетних на­блюдений. По этим данным составляют графики обеспеченности длительности навигации и по ним назначают расчетную длитель­ность, используемую в процессе проектирования портов. Чем боль­ше навигационный период, тем большее количество грузов может быть перевезено по водному пути.

2.4. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

При строительстве портов весьма важно знать геологическую структуру берегов и условия залегания пластов. Особенно опас­ны высокие речные (и морские) берега, на которых, ввиду небла­гоприятного напластования грунтов, проявляются оползневые явления, Причина этого — наличие наклоненных в сторону реки подстилающих верхние грунты водоупорных слоев, по которым и скользят расположенные выше массы грунта. Остановить движение оползневых масс грунта при значительном их объеме и большой высоте берега иногда весьма трудно и требуются дорогостоящие работы по глубокому дренированию берега, уположиванию откосов и перераспределе­нию земляных масс. Поэтому, как правило, при выборе места для постройки портовых сооружений избегают таких мест и стремятся найти более устойчивые участки берега.

Огромное значение для портостроения имеет переформирова­ние берегов под действием климатических и гидрологических фак­торов, из которых влияние последних проявляется в значительной степени.

На реках основной причиной, вызывающей переформирование берегов, является течение. Большинству равнинных рек свойствен­на извилистая меандрическая форма русла. Если река, развивая извилистость, подойдет к участкам долины, сложенным слабо размываемыми породами, то излучины перестают увеличи­ваться и начинают сползать вниз по течению, сохраняя свою фор­му. Если же поток не стеснен склонами долины, то излучины превращаются в петли с хорошо выраженными пере­шейками. В случаях, когда при высоких уровнях вода свободно переливается через перешеек излучины, даже при большой его ширине может произойти прорыв перешейка с резким изменением русла.

Характер изменения русла реки легко устанавливается сопос­тавлением топографических планов за различные годы. Если имеет­ся тенденция к изменению русла, то необходимо предусматри­вать мероприятия, закрепляющие его в районе порта.

На водохранилищах и морях основной причиной изменения бе­регов в плане является волнение, которое стремится сгладить рез­кие неровности берега и образовать плавную прямую береговую линию. Когда вол­ны накатываются на берег, они выносят на него, на некоторую высоту от уреза воды, частицы грунта. Обратное скатывание твер­дых частиц вместе со струями воды происходит по линии наиболь­шего ската, нормально к линии уреза. Нетрудно заметить, что при этом на выпуклом берегу будет происходить рассеивание частиц и, следовательно, можно ожидать его размыва; на вогнутом берегу, наоборот, будет возникать намыв, а при прямолинейном очерта­нии берега и подходе фронта волн под некоторым углом к бере­гу—транзит наносов.

Действительный характер воздействия волн отличается от этой примитивной схемы ввиду описанного выше явления рефракции волн, но следует заметить, что рефракция, концентрируя энергию волн на выступающих частях берега, лишь способствует процес­су выравнивания берегов. На морских побережьях этот процесс за многие тысячелетия в основном уже завершился. Лишь на от­дельных участках происходит сравнительно небольшой размыв берега с интенсивностью около 1—2 м в год.

Иначе протекает процесс на вновь образуемых водохранили­щах. Здесь в некоторых случаях возможен размыв выступающих частей суши с интенсивностью до 100—150 м в год. При любом строительстве на таких берегах необходимо тщательное изучение процесса переформирования берега путем организации наблюде­ний я его прогнозирование на основе соответствующих расчетов.

Пологий песчаный характеризуется профи­лем динамического равновесия, который зависит от крупности фракций грунта, слагающих берег, и интенсивности волнения и те­чений. Если первоначальный уклон дна больше того, который свойствен профилю динамического равновесия (при данных конк­ретных условиях), то происходит интенсивный размыв берега. В случае, когда первоначальный уклон меньше этого “критическо­го” значения — берег намывается. Такого рода переформирования берега весьма часто происходят на водохранилищах, тогда как на морских побережьях этот процесс, как правило, уже закончен. На отдельных участках Балтийского побережья, а также на побережье Бельгии и Франции, дюны тянутся на десятки километ­ров, охватывая прибрежные полосы большой ширины (до несколь­ких километров). Высота песчаных валов, обычно не превышаю­щая нескольких метров, доходит до 100 м, ив этом случае их за­крепление является уже сложной инженерной проблемой.

Крутой профиль характерен для берега из плотных, метаморфических или осадочных пород. Под совместным действием волнений, течений, ветров и замерзания воды, прони­кающей в расщелины, первоначальное положение коренного бере­га. Всякое строительство на пляже, находящемся в динамическом равновесии, воз­можно только при защите бе­рега от действия волн. Если же такого ограждения не делается, то сооружения должны раз­мещаться обязательно за пределами изменяющейся части пляжа.

Движение наносов является одним из важных факторов, влияющих как на строительство, так и на эксплуатацию портов. Движение наносов непосредственно связано с явлением перефор­мирования берегов и течениями. Речной поток всегда несет какое-то количество взвешенных и влекомых донных наносов. Всякое вмешательство в жизнь реки при строительстве портов приводит к изменению режима движения воды и наносов, с образованием в одних местах зон с более высокими скоростями движения, а в других — зон с пониженными скоростями. Соответственно в пер­вом случае возможен размыв русла, а во втором неизбежно отло­жение наносов. По длине реки в верхней ее части в общем преоб­ладает явление размыва и насыщения потока наносами, в ниж­ней, с падением уклонов и скоростей течения, более характерно выпадение наносов. Процесс выпадения наносов наиболее интен­сивен в устьях рек. При впадении реки в залив резко уменьшают­ся скорости течения, что сопровождается осаждением взвешенных и донных частиц. В результате такого осаждения наносов перед устьем реки образуется обширное мелководье, называемое усть­евым баром. С течением времени мели поднимаются, образуя острова; речные воды, стремясь к морю, промывают в них про­токи, создавая многочисленные разветвления. Образуется обшир­ное пространство треугольной формы в плане, состоящее из мно­гочисленных островов, рукавов, боковых проток, отделившихся озер. Такие устья называются дельтами и занимают об­ширные площади в несколько тысяч квадратных километров. Так, дельта Волги имеет по основанию 120 км, по длине 200 км и площадь более 12000 км²; дельта Северной Двины имеет в основании 50 км и длину 50 км; Санкт-Петербург располагается на многочисленных островах дельты р. Невы. Нижняя граница дельты не­постоянна: при половодье дельта про­двигается в море, затем волнение раз­мывает отложения наносов, а течения переносят их вдоль побережья.

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРТА 3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

После выбора технологической схемы прохождения грузов (и пассажиров) через порт его основные составные элементы под­вергают расчету. Рассчитываемыми непосредственно по заданному грузообороту характеристиками элементов порта являются: 1) длина причальной линии; 2) размеры акватории; 3) глубины порта; 4) размеры складов; 5) количество прикордонных и тыло­вых железнодорожных путей.

Размеры портовой территории определяются в процессе ком­поновки порта, исходя из условия удобного размещения в плане всего основного и вспомогательного оборудования порта, зданий и сооружений. Нормальная ширина основной части территории, непосредственно примыкающей к причалам, в зависимости от ви­да грузов и технологических схем их обработки колеблется в пре­делах 120—250 м. Недостаточная ширина этой оперативной по­лосы территории порта создает значительные эксплуатационные затруднения и снижает пропускную способность причалов. Ха­рактерными примерами в этом отношении являются Новосибир­ский, Ростовский и Московский Северный порты, где ширина от­дельных участков оперативной территории менее 50 м.

3.2. ДЛИНА ПРИЧАЛЬНОГО ФРОНТА

Причальная линия порта состоит из отдельных прямолинейных участков берега. Если прежде основные причалы выполняли сплошными по длине, то за последнее время, в связи с появлени­ем стационарных высокопроизводительных перегрузочных машин, нередко причалы делают в виде отдельных опор (бычки, кусты свай) при откосном креплении берега.

Общая длина причального фронта — это отчетная харак­теристика и представляет собой сумму длин причальных линий отдельных районов или причалов, предназначенных для перера­ботки самых различных грузов. При проектировании рассматриваются отдельно не только грузы различной категории, но и различные по характеру перевозок, направлению движения, по типам судов, на которых они перевозятся, и т.д. Расчет ведет­ся отдельно для каждой выделенной, в соответствии с приведенной ранее классификацией, доли грузооборота и лишь после оп­ределения количества причалов рассматривается целесообраз­ность совмещения однородных грузов на причалах. Так, напри­мер, могут совмещаться различные категории штучных грузов, перевозимых на разных судах в разных направлениях, или раз­личные категории навалочных грузов (минерально-строительные материалы и руда, уголь и руда) и т.д.

Необходимая для перегрузки груза данной категории длина причального фронта определяется в зависимости от длины рас­четного судна и полученного по расчету числа причалов.

В зависимости от длины и типа судна, от профиля или типа причального сооружения Нормы технологического проектирова­ния предусматривают целую сетку величин разрывов между судами — от 10 до 25 м.

В целях уменьшения общей длины причальной линии, если это возможно, концевые причалы делаются неполной длины. Отдельно стоящие причалы также могут иметь уменьшенную длину.

Наконец, нефтяные отдельно стоящие причалы могут иметь ос­новную часть, обеспечивающую размещение технологического обо­рудования, минимальной длины. В этом случае для швартовки судов устраиваются специальные палы, не связанные с основной конструкцией причала. В некоторых случаях приходится, наоборот, увеличивать дли­ну причала. Так, например, если предусматривается передвижка судна в процессе перегрузочных работ, то при расчете длины при­чала к длине судна следует добавить и вели­чину передвижки. Иногда удлинение причальной линии может быть продиктовано и компоновочными соображениями (размеще­ние складов требуемой длины, подход железнодорожных прикордонных путей на концевом причале).

Если на причалах совмещается перегрузка различных грузов, то число причалов увеличивается: на 10% — при двух видах грузов, на 20% — при трех и на 30% — при четырех видах гру­за.

Пропускная способность причала зависит от технических и эксплуатацион­ных факторов, а также метеорологических условий.

Таким образом, в расчетах учитываются все факторы кроме экономических. Поэтому расчеты дают лишь минимально необходимое значение пропускной способности при­чала, но не ориентируют на оптимальное экономическое решение.

Стоимость суточной эксплуатации современных судов весьма высока и при определении приведенных затрат по береговым уст­ройствам (причалы плюс их оборудование) и флоту нередко ока­зывается, что экономически целесообразно иметь резерв пропуск­ной способности причала.

Потребность в причалах определяют раздельно для каждой ли­нии (туристской, пассажирской дальнего следования, скоростной” местной, пригородной внутригородской). При достаточно большом пассажиропотоке, желательно для каждой линии предусматри­вать самостоятельный причал. В особенности это относится к ту­ристским линиям и к скоростным, обслуживаемым судами на под­водных крыльях. В морских портах также предусматривают, как правило, уст­ройство отдельных причалов для линий заграничного плавания, экспрессных и скорых, туристских и грузопассажирских. Про­пускная способность пассажирских причалов в морских портах ог­раничивается обработкой одного-двух судов в сутки.

За последнее время стали интенсивно развиваться паромные переправы. Время занятости паромного причала невелико: от 0.5 ч— для паромов на внутренних водных путях, до 2 ч — для мор­ских портов. Паромные переправы работают строго по расписанию. Поэтому пропускная способность паромного причала обычно пре­вышает число заходов паромов и для паромной линии предусмат­ривают, как правило, один специализированный причал. При не­обходимости число паромных причалов может быть определено в соответствии с принципами, изложенными выше для грузовых при­чалов.

3.3. РАЗМЕРЫ ПОРТОВОЙ АКВАТОРИИ

Наиболее сложный состав имеет аквато­рия речного порта. В общем случае акватория речного порта мо­жет иметь следующие рейды: 1) сортировочный или формировоч­ный; 2) оперативный или перегрузочный; 3) навигационный; 4) причальный; 5) для отстоя плотов.

Размеры сортировочного рейда так же, как и длину причалов, определяют после детального анализа грузооборота отдельно для каждого выделенного “грузопотока. Каждое несамоходное судно, перевозящее рассматриваемую долю общего грузооборота, дважды попадает на рейд: прибывая в порт и отправляясь из него. Поэтому, если известны средняя грузоподъемность судна, коэффициент использования грузо­подъемности и среднее время нахождения судна на рейде, то

после определения числа скапливающихся судов по каждой отдельно рассматриваемой части грузооборота их суммируют, имея в виду, что необходимо предусматривать отдельные рейды для нефтеналивных судов и для сухогрузных судов с легковоспламеня­ющимися и огнеопасными грузами.

Навигационный рейд речного порта служит для свободного под­хода судов к причалу обязательно против течения. Ми­нимальная ширина навигацион­ного рейда для беспрепятст­венной циркуляции судна на под­ходах должна быть равна по крайней мере трем длинам судна. Учитывая размеры современных крупных судов, обеспечить такую величину удается весьма редко. В большинстве случаев приходится уменьшать ширину навигационного рейда соглашаясь с необ­ходимостью сложных маневров судна при подходе к причалам.

Причальный рейд занимает акваторию вдоль причала. Шири­на причального рейда определяется шириной акватории, зани­маемой двумя ошвартованными судами, и запасом между бор­том крайнего судна и кромкой судового хода.

Особо решается вопрос о величине бассейнов (или по аналогии о расстоянии между смежными пирсами). Если через бассейны не предусматривается транзитное движение судов, то при несколь­ких причалах по длине бассейна желательно предусматривать возможность разворота судов на кормовой чалке. Для коротких бассейнов, имеющих по длине не более двух причалов, можно не предусматривать разворота судов. Тогда ши­рина бассейна должна определяться из необходимости иметь свободную минимальную полосу воды для движения судов, равную утроенной ширине судна.

При транзитном движении судов через бассейн ширину его следует назначать из условия создания свободной полосы для каждой линии движения. Площадь рейда для отстоя плотов определяется исходя из рас­четного суточного грузооборота.

Речной порт на водохранилище является нередко одновремен­но и портом-убежищем для проходящих транзитом составов и плотов.

Основная часть акватории морских портов состоит из навигационных и при­чальных рейдов.

Навигационные рейды мор­ского порта располагаются непо­средственно у входов в порт и должны позволять разворот су­дов без помощи буксиров. Например, при длине расчетного судна 120м диаметр навигационного рейда будет 420 м, следовательно с использованием буксиров порт мо­жет принимать суда длиной до 420:2=210 м или даже до 420:1.5=280 м.

Размеры причального рейда морского порта и размеры бассей­нов определяются так же, как и для речного порта.

Ширина узких бассейнов, в которых не предусматривается раз­ворот судов, а сами суда подводятся буксирами, определяется в зависимости от ширины судна и длины бассейна.

В морских и водохранилищных портах предусматривается уст­ройство специальных рейдов для отстоя судов. Их назначение — стоянка транспортного флота в ожидании причала, груза, распо­ряжения, по метеорологическим и другим причинам.

Число рейдовых отстойных мест в морских портах принимает­ся равным 20—30% числа береговых эксплуатационных прича­лов — для сухогрузных судов; 30—40% — для нефтеналивных и 5—10% — для пассажирских судов. Из этого количества 10—25% отстойных мест размещаются на внутренней защищенной от вол­нения акватории порта, а остальные — на внешнем рейде. Рейды отстоя судов на внутренней акватории оборудуются швартовными бычками или палами.

На внешних рейдах суда часто отстаиваются на одном якоре. Очевидно, что из-за возможности разворота судна на 360° пло­щадь, необходимая для отстоя одного судна, будет равна пло­щади круга с радиусом длины якорного каната, равной восьмикратной глубине.

Отстойные места внутри акватории размещают на свободной воде за пределами навигационного и причального рейдов и вну­треннего судового хода.

3.4. ГЛУБИНА ПОРТА И ОТМЕТКА ПОРТОВОЙ ТЕРРИТОРИИ

Глубины порта являются одной из важнейших его характери­стик. Желательно иметь по возможности большие глубины для обеспечения приема любых судов, независимо от положения уров­ня воды в течение всей навигации и независимо от заносимости подходов. Однако увеличение глубин связано и с большими за­тратами на дноуглубление и со значительным увеличением стои­мости причальных сооружений. Поэтому при назначении глубин прежде всего тщательно учитывают гидрологический режим аква­тории и возможную перспективу его изменения. Расчетное судно выбирают также с учетом перспективного развития порта и воз­можного увеличения размеров судов, посещающих порт. Послед­нее очень важно для определения расчетной глубины у причалов, так как обычные их конструкции не позволяют последующего уве­личения глубины путем дноуглубления. Вследствие специфических особенностей речных и морских портов определение глубин для них следует рассматривать раздельно.

Расчетные уровни воды и глубина речного порта. Проектная навигационная глубина акватории порта отсчитывается от расчет­ного низкого судоходного уровня, назначение которого различно для портов на свободных реках и на водохранилищах.

Для портов на свободных реках за расчетный низкий судоход­ный уровень ПСУ принимается уровень воды, имеющий средне-многолетнюю обеспеченность (по кривой обеспеченности ежеднев­ных уровней воды) за навигационный период, равную для портов I и II категории — 99%, III и IV категории — 97%, пристаней— 95%.

Выбранный расчетный НСУ не должен быть выше утвержден­ного проектного уровня воды на прилегающих участках водного пути с учетом перспективы его изменения (на свободных реках) и выше расчетной отметки навигационной сработки (на водохрани­лищах). Для портов, расположенных на водохранилищах с мно­голетним регулированием стока, отметка расчетного НСУ устанав­ливается на основании специального технико-экономического рас­чета. В некоторых портах в целях увеличения рабочего периода предусматривают зимнюю или преднавигационную загрузку судов. Для этого случая за отметку НСУ могут приниматься соответст­вующие зимние или преднавигационные уровни.

В соответствии с Нормами технологического проектирования проектная навигационная глубина акватории порта определяется суммой следующих показателей: Т — грузовая осадка расчетного судна (плота); навигационный запас под днищем; запас глубины на дифферент судна; запас глубины на волнение; запас глубины на заносимость.

Расчетные уровни воды и глубины в морских портах.

Расчет­ные уровни воды портовых акваторий и подходных каналов для приливных и безливных морей назначаются на основе графика многолетних наблюдений за ходом колебаний фактических уров­ней. В зависимости от интенсивности судооборота глубоко сидя­щих судов за расчетный принимается уровень с обеспеченностью за навигацию от 98 до 99.5%. Для устьевых портов или для раз­личных участков устьевого канала учитывается поверхностный уклон реки. В портах, расположенных на приливных морях, при малом судообороте иногда за расчетный принимают уровень мень­шей обеспеченности.

Проектные глубины в морском порту определяются по той же методике, что и для речных портов. Отличие заключается в том, что для различных частей аква­тории морского порта (канал, маневровый рейд и причалы) при­нимаются разные глубины.

Навигационный запас глубины для морских портов сильно за­висит от размеров судов. Так, для судов длиной 85 м и меньше 0.3—0.5 м (меньшая величина — для илистых грунтов дна и большая — для скальных), а при длине судов 250 м этот за­пас будет уже равен 1.4—1.6 м.

Запас глубины на дифферент судна при движении опреде­ляется в зависимости от скорости движения судна. Запас на дифферент судна следует учитывать только при оп­ределении глубины подходного канала. На маневровой акватории, где судно идет малым ходом (или разворачивается буксирами), и у причалов этот запас не учитывается.

Запас на волну учитывается дифференцированно: для подходного канала и открытого рейда принимается мак­симальная расчетная высота волны; для закрытой акватории (ма­неврового рейда) подставляется максимальная высота волны, по­лученная расчетом дифракции волн через ворота порта; у прича­лов этот запас, как правило, не учитывается.

Запас глубины на отложение наносов определяется в зави­симости от ожидаемой заносимости на том или ином участке ак­ватории порта. Величина его так же, как и для речных портов, назначается не менее 0.4 м (но и не более 1.0 м) с учетом перио­да между ремонтным дноуглублением.

Если для определения глубины подходного канала принимается осадка наибольшего расчетного судна, то у причалов учитывается осадка конкретных судов. Служебные причалы для портового флота делаются с глубинами 5.0—6.5 м. При окон­чательном назначении глубин у причалов следует иметь в виду, что увеличение глубины после постройки причала невозможно без сложной его реконструкции и поэтому выбор расчетных судов не­обходимо делать с учетом перспективного пополнения флота но­выми судами.

Расчетные уровни воды и отметка портовой территории.

Вы­бор отметки территории порта зависит как от требований, предъ­являемых работой самого порта, так и от местных условий. В первую очередь отметка территории зависит от режима навига­ционных уровней воды, но имеют значение и уровни ледохода, и топография берега.

Для нормальной работы порта необходимо прежде всего, что­бы в течение навигации, при самых высоких расчетных уровням в паводки или при попусках из водохранилищ, территория порта не затоплялась. Это необходимо и для бесперебойной работы пе­регрузочного оборудования, и для нормального функционирования подземных коммуникаций, и для сохранности грузов.

В речных портах, расположенных на свободных реках, отмет­ку территории назначают на уровне пика половодья с расчетной вероятностью превышения уровня воды для портов I категории — 1%, II и III категорий — 5%, IV категории и пристаней — 10%.

В морских портах отметка территории назначается исходя из двух норм — основной и поверочной. Основная норма устанавли­вает возвышение кордона, обеспечивающее удобство производст­ва перегрузочных операций, работу сухопутного транспорта и нормальную работу подземных коммуникаций. Поверочная норма устанавливает возвышение кордона, обеспечивающее незатопляе­мость территории причалов. Отметка территории принимается по наибольшему из двух значений.

Для грузовых и пассажирских причалов местного сообщения, а также для причалов служебно-вспомогательных судов основ­ная норма снижается до 1.0 м.

Для причалов, которые могут быть подвержены воздействию волн высотой более 0.5 м, возвышение кордона должно быть до­статочным, чтобы гарантировать от захлестывания воды на тер­риторию, а для свайных сооружений эстакадного типа — от уда­ров волн о ростверк снизу.

3.5. РАЗМЕРЫ СКЛАДОВ

Различие режима работы водного и сухопутного транспорта и, в особенности, различие в грузовместимости судов и сухопутных транспортных единиц вынуждают к тому, что, несмотря на все видимые преимущества “прямого варианта”, значительная часть грузов проходит через склад. При этом роль склада не ограничи­вается лишь временным хранением грузов. На специализирован­ных складах, в зависимости от рода груза и характера перевозок, производится сортировка грузов и подбор партий определенного сорта, упаковка, просушка (зерно), взвешивание и другие опера­ции.

По характеру работы склады порта можно подразделить на транзитные (буферные) и базисные.

Транзитные склады служат для краткосрочного хранения гру­зов с целью компенсации неравномерности работы водного и су­хопутного транспорта. Сроки хранения штучных грузов в складах

ограничиваются в зависимости от рода груза 2—10 сутками на речном транспорте и 6—18 сутками на морском. Располагаются такие склады в непосредственной близости от кордона.

Базисные склады служат для накопления и длительного хра­нения грузов. Многие речные и морские конечные порты, получая грузы в течение навигации, обеспечивают их доставку сухопут­ным транспортом круглогодично. Иногда, наоборот, в портах от­правления грузы накапливают в межнавигационный период. В морских портах, особенно при экспортных перевозках, необходи­мость подбора крупных партий односортных грузов или уменьше­ния сезонной неравномерности поступления отдельных видов гру­за, а иногда и коммерческие соображения могут служить причи­ной устройства базисных складов. Сроки хранения грузов на ба­зисных складах могут достигать нескольких месяцев.

Склады бывают открытые, в виде специальных площадок для грузов, допускающих хранение под открытым небом (песок, гра­вий, руда, уголь, круглый лес и др.), и закрытые — для некото­рых видов штучных грузов, цемента, апатита, зерна и других гру­зов, хранение которых под открытым небом недопустимо. При этом крытые склады делают общего назначения или для хранения какого-либо одного груза (зернохранилища, холодильники, скла­ды для пылевидных грузов и т. д.).

Чем короче путь прохождения груза на территории порта, тем меньше себестоимость его обработки. Поэтому для большинства грузов, исключая лишь грузы, требующие специально оборудован­ных хранилищ, стремятся склады разместить вдоль всей причаль­ной линии.

Полезная высота склада (от пола до несущих конструкций) принимается равной 6.0 м.

За последние годы в целях ликвидации промежуточных внут­ренних опор разработаны типовые проекты однопролетных скла­дов шириной 48 и 60 м. Длина склада должна быть пропорцио­нальна шагу наружных опор, обычно равному 12 м. Полученные при рас­чете габариты складов уточняются в соответствии с этими данны­ми. Если расчетная ширина крытого склада окажется больше 60 м, то устраивается многоэтажный склад; в отечественной прак­тике число этажей складов доходит до четырех (высота верхних этажей уменьшается до 4.5 м).

Размеры склада для нефтегрузов зависят от числа баков, в которых они хранятся, и их раз­меров. Если нет данных о разме­рах баков, то ориентировочный расчет может быть сделан исхо­дя из следующих соображений. Задаются радиусом бака—20 м и, считая высоту рав­ной радиусу, определяют число баков. Площадь склада нефтегрузов определится исходя из необхо­димости обеспечить противопожарные разрывы между отдельны­ми баками, равные двум-трем диаметрам бака, и обязательной об­валовать каждого из них. Места погрузки и выгрузки следует удалять от территории склада не менее чем на 100 м.

3.6. ЧИСЛО ПРИКОРДОННЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ

Для случаев размеще­ния перегрузочных путей и складов в виде непрерывной линии вдоль всего причального фронта (см. рис. 49 и 50) их количество определяется исходя из следующих соображений.

Число прикордонных путей рассчитывается на долю суточного грузооборота, обрабатываемого по прямому варианту. Учитывая, что для установки вагонов необходимо устраивать разрывы между вагонами в промежутках между причалами, где обычно размещаются съезды с одного пути на другой, полезная длина путей на причалах принимается равной 0.8 от общей.

Тогда количе­ство путей, необходимых для установки расчетного числа вагонов, будет равно

Если пути проходят последова­тельно через несколько причалов, то для обеспечения независимой смены вагонов на причале добавляется дополнительно один обгонный путь. Ранее указывалось на высокую эффективность переработки грузов по прямому варианту с одного вида транспорта на другой, минуя склад. Поэтому желательно с целью предоставления такой “резервной” возможности, независимо от проектируемого коэффи­циента прохождения грузов через склад проверить максималь­ную пропускную способность прикордонных путей.

4. ПЛАН ПОРТА И ЕГО УСТРОЙСТВО 4.1. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ПОРТОВ

Под планом порта понимают общее расположение отдельных его частей, рационально скомпонованных в одно целое. Размеще­ние отдельных элементов порта должно способствовать наилучше­му выполнению ими своих функциональных заданий, в осуществле­нии общей работы порта как транспортного узла. Проектирова­ние порта должно вестись не только на заданный грузооборот, но и с учетом дальнейшей перспективы развития. В 70-е. годы время для ряда крупных портов СССР были составлены генеральные схемы возможного развития на 2000 г., и проектирование развития на ближайшие годы рассматривалось как этап строительства общей перспективной схемы порта. Такой подход к проектированию пор­та, возможный только при социалистической плановой системе хозяйства, давал возможность гармоничного (и экономичного) раз­вития всех элементов порта по мере увеличения грузооборота. В то же время преобладание военно-политических и других неэкономических факторов при выборе того или иного решения приводило к неэффективному и убыточному использованию капитальных вложений. Так например трассировка соединительного канала "Прорва" через дельту р. Дунай не учитывала динамику дельты, наблюдаемую в течении более 100 лет. Что вызывало необходимость в значительных регулярных ремонтных дноуглублениях. То же можно сказать и об островном нефтетерминале в порту "Южный".

Стихийное развитие плана порта, характерное для недавнего исторического прошлого, привело к тому, что отдельные районы портов, обслуживание которых железнодорожным транспортом оказалось технически невозможным, стали отмирать. Акватории многих морских портов (например, Ждановский, Потийский и Одесский порты) в своем развитии поглощали прежние участки и в современном виде оказываются разделенными «внутренними» оградительными сооружениями, создающими неудобства для су­доходства. Нередко старые районы портов оказывались со вре­менем настолько зажатыми городскими кварталами и промыш­ленными предприятиями и настолько неудобными для обслужива­ния сухопутным транспортом, что приходилось покидать их, соз­давая новые районы, иногда значительно удаленные от старого порта. Все это относится главным образом к морским отечествен­ным портам. Речные порты в значительной степени избежали этой участи только потому, что их развитие происходило уже пос­ле революции, хотя и здесь есть примеры портов с недостаточно развитой территорией, что снижает их пропускную способность.

В капиталистических странах конкуренция и периодические кризисы являлись дополнительными факторами, приводившими к диспропорции развития отдельных районов порта и даже целых портов. С обострением конкуренции в период общего кризиса ка­питалистической системы эта диспропорция между техническими возможностями портов и фактическим грузооборотом выступила особенно резко: многие порты работают со значительной недо­грузкой, большие капитальные вложения в их строительство и оборудование оказались омертвленными.

Принципиальное различие между современными отечественны­ми портами и портами капиталистических стран проявляется в районировании портов. Вместо бессистемной организации грузо­вых районов капиталистических портов, когда одни и те же гру­зы перегружаются в нескольких, разбросанных по всему порту районах, принадлежащих разным владельцам, в портах Советского Союза для каждой категории грузов выделяется отдельный рай­он, в котором сосредоточиваются все грузы данной категории, про­ходящие через порт. Это создает благоприятные условия для при­менения мощных специализированных перегрузочных машин и складов.

4.2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПЛАНУ ПОРТА И ЕГО ЭЛЕМЕНТАМ

Любой порт, независимо от его расположения, должен соот­ветствовать определенным требованиям, без удовлетворения кото­рых оказывается затруднительным эффективное выполнение ос­новной задачи — быстрой, безопасной и экономичной передачи грузов с одного вида транспорта на другой.

К генеральному плану порта предъявляются следующие общие требования:

1. Подходы к порту с воды должны быть безопасны и доступ­ны в течение всей навигации. Отдельные части порта должны быть так расположены, чтобы суда могли свободно маневрировать на акватории и легко подходить к причалам, не мешая друг другу как при маневрах, так и при стоянке.

2. Подъездные пути с суши — железнодорожные и автомобиль­ные — должны быть удобны, и по возможности иметь меньшее чис­ло взаимных пересечений, в особенности пересечений с водными путями. В связи с повышением интенсивности переработки гру­зов и внедрением прямого варианта должна быть обеспечена воз­можность непрерывной подачи автомобилей и железнодорожных составов непосредственно на причалы. Для этого порт должен располагать развитыми железнодорожными парками и соедини­тельными путями и иметь резервные площадки для стоянки авто­мобилей.

3. Должны быть развиты инженерные коммуникации, обеспечи­вающие бесперебойную работу оборудования и обслуживание су­дов, обрабатываемых у причалов.

4. Компактное расположение на причалах перегрузочных, складских и дорожных устройств, обеспечивающее наикратчайший путь от одного вида транспорта к другому.

5. Правильное районирование порта по видам грузов, удовлет­воряющее требованиям санитарных и противопожарных норм.

6. Порт должен иметь хорошо развитую территорию, на кото­рой должно быть удобно размещено все необходимое для ком­плексного обслуживания флота: базы снабжения продовольстви­ем, бункеровочные базы, здания и сооружения для отдыха и об­служивания рабочих порта и экипажей судов.