Фіорд- Вузька, глибока і далеко вдалася в гористу сушу затока (бухта) з високими і дуже крутими берегами. Фіорди мають коритоподібне ложе і часто відокремлюються від моря підводними порогами.
Затока, бухта- Частина океану або моря, що вдається в сушу. Бухта- це затока невеликих розмірів. Суворого розмежування між ними немає.
Протока- Вузький водний простір між двома материками, островами або між материками та островами, що з'єднує суміжні океани, моря або їх частини.
Прохід- стиснута, але доступна для наскрізного плавання ділянка водного простору між берегами, островами та небезпеками.
Губа- місцева назва заток витягнутої форми, утворених річковими гирлами.
Лиман- мілководна, затока, що глибоко вдається в сушу, з косами і пересипами, що являє собою затоплену морем долину гирлової частини річки або затоплену прибережну низовину.
Лагуна- витягнута вздовж берега, як правило, мілководна затока (бухта) з солоною або солонуватою водою, з'єднана з морем невеликим проходом або зовсім відокремлена від нього косою.
Плес- порівняно великий та безпечний для плавання район, розташований серед островів, скель, банок та інших перешкод, що допускають маневрування суден.
Фарватер- безпечний шлях плавання суден серед різноманітних перешкод (між островами, підводними небезпеками, у районах, небезпечних мін, тощо. буд.) , показаний карті і зазвичай позначений засобами навігаційного устаткування.
Морський канал- канал, що штучно проритий у морському дні для проходу суден через мілководдя, позначений засобами навігаційного обладнання.
Рейд- ділянка водного простору, біля берега або островів, розташована зазвичай перед портом, гаванню, приморським населеним пунктом або гирлом річки, що використовується для стоянки, а в деяких випадках для перевантаження суден. За рівнем захищеності від вітрів рейди бувають відкриті та закриті. Великим достоїнством рейду вважається наявність ґрунту, що добре тримає, достатніх глибин (але не більше 50 м), широкого і вільного від небезпек входу з моря, а також відсутність перешкод для входу на рейд у будь-який час і за будь-якої погоди.
Гавань-Частина акваторії порту, цілком захищена від хвилювання, облямована портовою територією і призначена для стоянки і вантажних операцій суден.
Аванпорт- рейд, що знаходиться за межами або всередині акваторії порту (але зовні від внутрішніх гаваней), захищений молами, хвилоломами або має природні укриття.
Басейн- частина акваторії порту, утворена причалами, пірсами та молами, призначена для стоянки та вантажних операцій. У портах, де спостерігаються значні коливання рівня моря, басейни ізолюють від решти акваторії спеціальними шлюзами. Такі басейни іноді називають доками.
Порт- прибережна акваторія, природно чи штучно захищена від хвилювання, заносності та наносного льоду та прилегла до цієї акваторії смуга берега (портова територія), обладнана причальними спорудами. За призначенням порти поділяються на торгові, рибні, порти-притулки та військові бази.
Серйозний вплив на маневрування судів надають різні гідротехнічні споруди порту.
Дамба- спорудження у вигляді укріпленого насипу (валу) на березі або поблизу нього, призначене для запобігання берегу від розмивання та затоплення морем, захисту каналів та рейдів від хвилювання та заметів, з'єднання між собою різних ділянок суші.
Мовляв- пов'язане з берегом зовнішню огороджувальну споруду. Кінцева частина споруди, що виступає в морі, називається головою молу, що примикає до берега – коренем молу.
Хвилялом- не пов'язане з берегом зовнішню огорожу.
Пірс- причальна споруда у вигляді дамби, що виступає від берега, і службовець для швартування суден з поздовжніх сторін, а іноді і з головної (мористої) частини.
Естакада- причальна споруда, побудована на окремих опорах.
Дебаркадер (пристань)- понтон, розташований біля берега та призначений для причалу невеликих суден та перевантажувальних операцій.
Причал- місце стоянки суден у порту, гавані тощо. буд. Причалами можуть бути набережні, пристані, естакади, моли, пірси тощо.
Пал- 1) конструкція у вигляді куща паль або забитої в ґрунт залізобетонної труби, встановлена на дні, заповнена і що піднімається над водою настільки, щоб на ній можна було кріпити швартови при самому високому рівніводи; 2) конструкція у вигляді окремих паль або кущів паль, забитих у ґрунт і службовців для захисту від навалу судна на берег.
Основні елементи акваторії порту
Портова акваторія, або площа водної поверхні, складається з наступних основних частин: зовнішнього та внутрішнього рейдів, басейнів чи оперативної акваторії біля причалів.
Найбільшою за площею частиною акваторії є рейди. Зовнішній рейд, за межами основних огороджувальних споруд, зазвичай може бути використаний для:
Відстою судів, для перевантажувальних операцій на плаву;
Бункерування суден, постачання прісною водою, продовольством і т.д.
Внутрішній рейд включає акваторію, що забезпечує зручний вхід та вихід суден, а також їх розворот та маневрування. Внутрішній рейд примикає безпосередньо до причалів, які можуть бути розташовані передньою або на пірсах.
Розміри басейнів та ширина смуги оперативної акваторії біля причалів повинні забезпечувати зручність виконання вантажно-розвантажувальних операцій.
Слід враховувати, що вказаний поділ акваторії на окремі частини носить певною мірою умовний характер. У деяких портах немає поділу на зовнішній та внутрішній рейди. Іноді навантаження на плаву та інші подібні операції проводяться як на зовнішньому рейді, так і на внутрішньому.
До акваторії пред'являються такі основні вимоги: захищеність від хвилювання та занесення, достатня глибина та відповідні планові розміри.
Гранична допустима висота хвиль на акваторіях морських портів залежить від виду операцій, які повинні здійснюватися на даній ділянці акваторії, напрямки хвиль щодо осі судна та розміру суден. Стоянка суден водотоннажністю понад 10 тис. т. у стаціонарних причалів допускається при висотах не перевищують 1 м. При напрямку хвиль, що збігається з поздовжньою віссю судна, висота може бути кілька збільшена до 1,5 м. Для суден - водотоннажністю більше 50 тис. т. т допускаються хвилі заввишки 1,5 і 2 м. Стоянка на рейді біля плавучих причалів може допускатися при хвилях на 30 - 50% більше за вищевказані. Слід врахувати, що причали, у яких спостерігаються хвилі більшої висоти, при їх повторюваності, не можна використовувати досить ефективно. Це призводить до значних втрат внаслідок простою суден у штормову погоду.
Глибина на акваторії порту
Вихідною величиною для визначення глибини акваторії є осад розрахункового судна в повному вантажі на рівний кіль. Глибина визначається стосовно відлікового рівня для даного порту. Залежно від інтенсивності суднообігу судин, що глибоко сидять, відлікові рівні призначаються на основі графіка багаторічної тривалості стоянь фактичних рівнів за навігаційний період із забезпеченістю 98 - 90%. Забезпеченістю називається час у відсотках, коли рівень води стоїть вищим або збігається з розрахунковим.
При малому суднообігу у припливних морях допускається розрахунковий рівень із меншою забезпеченістю. Однак, враховуючи, що вартість простою сучасного великотоннажного судна дуже велика, нині зазвичай прагнуть забезпечити його прохід порт з мінімальними перервами, т. е. при найбільшої економічно виправданої забезпеченості. Навіть значне збільшення днопоглиблювальних робіт цілком виправдовує при усуненні тривалих простоїв судів.
При визначенні глибини слід враховувати низку чинників. Насамперед необхідно забезпечити вільне маневрування судна, ефективну роботу гвинтів та безпеку корпусу судна. Цей запас глибини зазвичай називають навігаційним, величина навігаційного запасу залежить від типу судна та її довжини.
Істотний вплив на запас під кілем має хвилювання, яке викликає коливання судна у вертикальному напрямку, а також бортову та кільову хитавицю. Вертикальні коливання судна під впливом хвилювання на мілководді зазвичай не дуже суттєві. Велике значення мають крен та диферент, вплив яких взаємно накладається. Явища, які при цьому відбуваються, дуже складні та потребують спеціального вивчення. Запас на хвилювання ( Z 2)може бути розрахований за формулою:
Z 2 = 0,3 h - Z 1 (8)
h- Розрахункова висота хвилі на акваторії;
Z 1- Навігаційний запас.
Якщо величина Z 2виходить негативною, її приймають рівною нулю.
При визначенні глибин у басейнах на підходах до причалів, де судно може рухатися зі значною швидкістю, необхідно враховувати додаткове збільшення опади, яке залежить від цілого ряду факторів: швидкості судна, глибини, запасу під кілем, рівномірності осідання судна у стані спокою, основних розмірів та форми корпусу судна. Існують різні способи визначення збільшення опади на перебігу судна. Збільшення опади судна під час його руху:
Z 3 = K ск V (9)
K ск= 0,033 для суден завдовжки понад 165 м;
K ск= 027 – для суден завдовжки 165 –125 м;
K ск= 0,022 - для суден завдовжки 125 - 85 м і K ск= 0,017 - для суден завдовжки меншою 85 м;
V- Швидкість руху судна.
Ця формула вимагає уточнення, особливо якщо судно рухається каналом обмежених розмірів.
При визначенні глибини акваторії необхідно врахувати запас на заносність ( Z 4), що визначається за очікуваною інтенсивністю відкладення наносів за період між ремонтними черпаннями. Запас повинен бути не меншим за товщину шару грунту, при якій можлива успішна робота днопоглиблювальних снарядів.
Розташування огорожних споруд
З точки зору розташування огороджувальних споруд порти можуть бути віднесені до таких типів:
Порти без огороджувальних споруд з природним захистом, розташовані в бухтах або гирлах річок, у закритих або відкритих басейнах
(Рис. 8 а, б, в)
Порти, розташовані в бухтах, з додатковим захистом одиночними молами або хвилоломами, а також комбінаціями тих та інших (рис. 8);
Порти на відкритих узбережжях, захищені системою хвилеломів та молів (рис. 8 з-л).
Вибір накреслення огороджувальних споруд представляє дуже складну проблему, тому що при цьому необхідно забезпечити одночасне вирішення цілого ряду завдань, що вимагають іноді протилежного підходу.
Основні завдання – забезпечення захищеності акваторії та таке розташування причальних споруд, що припускає зручний підхід суден до причалів та під'їзд рухомого складу на прикордонну територію. Споруди повинні мати мінімальну довжину, розташовуватись на невеликих глибинах і водночас допускати, по можливості,
безперешкодний розвиток порту. Кожну з наведених рекомендацій не можна розуміти безумовно. Так, скорочуючи довжину огороджувальних споруд, необхідно забезпечувати достатню площу захищеної акваторії.
Для усунення штовханини у причалів огороджувальні споруди повинні розташовуватися від них на відстані не менше чотирьох довжин розрахункових хвиль. Крім того, обираючи трасу споруди, необхідно врахувати ґрунтові умови у районі будівництва. Може виявитися, що споруда, що має більшу довжину, але зведена на кращих ґрунтах, матиме меншу вартість, ніж коротка споруда на слабких ґрунтах.
Переносячи споруду на ділянки з малими глибинами, де, здавалося б, можна зменшити обсяги робіт з будівництва споруди, потрібно пам'ятати, що при зменшенні глибин менш певної межі хвилі перетворюються на прибійні та розбиті, що мають більший силовий вплив, що потребує посилення профілю споруди та Отже, збільшення його вартості. Вибираючи планове розташування огороджувальної споруди, що використовується також і для захисту від занесення, необхідно враховувати зміну конфігурації берегової лінії під впливом новозбудованої споруди. При виборі контуру огороджувальних споруд необхідно, по можливості, враховувати наявність природних перешкод, що захищають акваторію порту, островів, мілин, закрутів берега, мисів і т.п.
Великі складнощі виникають при будівництві портів на відкритих узбережжях, де захист від хвилювання і занесення доводиться в основному забезпечувати штучними спорудами. Іноді акваторія таких портів утворена басейнами, відкритими в корінному березі або між штучно освіченими пірсами і ділянкою акваторії, огородженою молами і хвилоломами. Огороджувальні споруди в цьому випадку можуть бути:
Волноломи, паралельні березі, зі шпорами, спрямованими перпендикулярно або під кутом до берега;
Паралельні моли, розташовані перпендикулярно чи майже перпендикулярно до берега;
Моли, що сходяться, спрямовані під кутом до берегової лінії;
Комбінації молів, спрямованих під кутом до берега, з хвилями.
Хвильоломи, паралельні березі, зі шпорами зазвичай споруджуються при порівняно крутих ухилах дна. Перевагою такого розташування огороджувальних споруд є можливість розвитку порту шляхом збільшення довжини хвилелому у потрібний бік (Марсель, Генуя). Захід судів у такі порти викликає деякі труднощі. У зв'язку з великими витратами при будівництві молу на великих глибинах зазвичай акваторія цих портів виходить стиснутою. Вісь входу в порт доводиться розташовувати під невеликим кутом до берега, що небажано з навігаційної точки зору, оскільки виникає небезпека викиду судна на берег під час хвилювання. Для усунення цієї небезпеки одну зі шпор доводиться подовжувати, перетворюючи її на мол. Такі порти зазвичай споруджуються за відсутності значного вздовж берегового потоку наносів. Комплекс хвилелому, шпори та молу суттєво порушує природний режим узбережжя. При цьому можливе відкладення наносів біля входу в порт, а також проникнення на його акваторію.
Порти з огороджувальними спорудами у вигляді парних паралельних молів, спрямованих перпендикулярно або під гострим кутом до берега, зазвичай розміщуються біля входу у вузьку бухту або в гирлі невеликої річки в районах зі значним уздовжбереговим потоком наносів. Причали порту при цьому мають у своєму розпорядженні в басейнах відритих на березі річки. За наявності значних припливно-відливних коливань виникають течії, що промивають підхідний канал, що знаходиться між молами, сприяючи таким чином підтримці необхідних глибин.
Довжина парних молів, їх напрямок та відстань між ними залежать від глибин біля узбережжя, характеру та інтенсивності руху наносів у прибережній зоні, напрямки та інтенсивності вітрів та течій. Зазвичай доцільно подовжити один із молів, найбільш схильних до впливу заносності, хвилювання і течії. Внутрішні укоси молів рекомендується робити більш пологими та шорсткими. Таким чином вдається уникнути відображення хвиль та утворення товкотнечі в каналі.
Для усунення проникнення хвиль, спрямованих осі каналу, безпосередньо біля входу в порт іноді влаштовується аванпорт у вигляді басейну з пологими укосами дна, що забезпечують гасіння хвиль, що входять в аванпорт.
Огороджувальні споруди у вигляді парних молів, що сходяться, обмежують гарне хвилювання, так як поступове розширення акваторії від входу до берега сприяє поступовому затихання хвиль (рис. 8к). Моли, що сходяться, можуть бути розташовані симетрично або асиметрично. Асиметричне розташування молів нерідко поєднується з подовженням одного з них, що дозволяє прикрити вхід у порт від хвилювання небезпечного напрямку, а також забезпечити обтікання наносами порту для того, щоб не допустити їх проникнення на акваторію, і відкладення біля входу в порт і на підходящому каналі. Огородження акваторії порту молями, що сходяться, має недолік - при необхідності мати достатню протяжність території порту вздовж берегової лінії моли повинні бути ламаного або криволінійного обрису, що може призвести до товстішого на акваторії порту. У подібних випадках у портах значних розмірів доводиться використовувати систему захисних споруд, що складається з кількох молів та хвилеломів. Вибір контуру огороджувальних споруд слід поєднувати з іншими заходами, що забезпечують хвилювання і усунення штовханини. До цих заходів відносяться збереження природних пляжів, будівництво штучних укосних споруд, особливо поблизу входу в порт і в інших місцях, куди можливе проникнення високої волі та утворення товкотнечі. При будівництві причальних споруд слід віддавати перевагу спорудам з підпричальним укосом.
У деяких портах (Сочі, Туапсе, Батумі, Алжир, Кейптаун) виникає дуже несприятливе для експлуатації суден явище «тягуна». Причиною виникнення тягуна є довгоперіодні хвилі, що викликаються місцевою зміноюатмосферного тиску та іншими причинами. Тягун викликає коливання суден із невеликими вертикальними та дуже значними горизонтальними амплітудами. Період коливань судна при тягуні зазвичай значно перевищує період при звичайних морських хвилях. У разі небезпеки виникнення довгоперіодних хвиль рекомендується вивчити вплив проміжних розділових споруд, які можуть служити одночасно і причалами.
Розділяючи великі басейни на частини, іноді вдається усунути небезпечні резонансні коливання на акваторії порту. Слід мати на увазі, що споруди з начерки можуть виявитися проникними для длиннопериодных хвиль.
Розташування та розміри входу в порт
Вхід до порту насамперед має задовольняти вимогам зручності та безпеки проходу суден. Через вхід не повинні проникати хвилі, небезпечні з точки зору нормальної експлуатації суден на акваторії та біля причалів порту.
Якщо хвилювання та вітер у районі проектованого порту можуть значно змінювати напрямок, залишаючись небезпечними за величиною, може виявитися доцільним влаштовувати два або кілька входів у порт.
Наявність другого входу полегшує маневрування суден, покращує умови пожежної безпеки в порту, а також доцільно з погляду спеціальних вимог.
Іноді входи в той самий порт мають різні розміри і призначаються для суден різного тоннажу. Число входів у порт іноді ставлять у залежність від суднообігу порту. Наближено вважають, що на вхід та вихід у середніх умовах потрібно 2 год. пропускна здатністьвходу складає близько 400 транспортних суден на місяць. Ця величина потребує уточнення за умов кожного конкретного порту. Вона може бути значно підвищена при хорошому оснащенні порту буксирами та чіткій їх роботі.
За наявності інтенсивних потоків наносів повинні бути враховані вимоги запобігання занесеності підходящих каналів. Вхід у порт зазвичай розміщують у найбільш глибоководній частині акваторії та у найбільшому віддаленні від берега. Для усунення небезпеки навалу судна на голови огороджувальних споруд судно при вході в порт має рухатися по можливості прямолінійно і лише після заходу на захищену акваторію може здійснювати поворот кривою. Вісь входу має бути з навігаційних міркувань спрямована під можливо меншим кутом до напряму панівного вітру та хвилювання. Таким чином, зменшується небезпека знесення судна на огороджувальні споруди. Однак такий напрямок входу в порт є найбільш небезпечним з точки зору проникнення хвиль на акваторію. У зв'язку з цим кут між віссю входу і напрямом променя хвилювання має перебувати в межах 45 - 70° (рис 9).
Для усунення небезпеки викиду судна на берег іноді встановлюється друге обмеження щодо направлення входу. Кут між віссю входу в порт та напрямком берегової лінії bмає бути більше 30 °. Цю вимогу часто важко задовольнити при одночасному дотриманні першої вимоги щодо кута. ά , а тому вимога до кута bу багатьох існуючих портах не дотримано. Якщо за місцевими умовами неможливо повністю одночасно задовольнити вимоги захищеності та навігаційні, доводиться розробляти заходи для додаткового захисту акваторії шляхом влаштування хвилезахисних шпор або інших подібних заходів.
Дотримання вимоги, щоб вісь входу в порт не була близькою до напрямку берегової лінії, може бути дещо пом'якшеною при значній відстані від входу в порт до лінії проектних глибин біля берега. І тут небезпека викиду судна на берег зменшується. Для можливості маневрування судна біля входу відстань його від проектних глибин має бути не менше двох-трьох довжин судна. Такої умови дотримано, наприклад, у Новоросійському порту.
Визначення основних розмірів акваторії порту
Розміри акваторії складаються з частин, необхідних для маневрування суден, частин акваторії, прилеглих до причалів, та частин акваторії, що використовуються для вантажно-розвантажувальних операцій на плаву, а також для відстою суден на внутрішньому рейді.
При визначенні розмірів частини акваторії, призначеної для маневрування суден, необхідно врахувати величини швидкості, що допускається при вході в порт, а також швидкості маневрування судна на акваторії порту. Швидкість суден при вході в порт може коливатися в межах 2-4 вузлів. Це зазвичай відповідає малому передньому ходу, в окремих випадках-середньому.
Діаметр циркуляції для суден нафтоналивного флоту становить близько трьох довжин судна, для суховантажних суден – близько п'яти.
Судно заходить прямо на захищену акваторію і знижує швидкість, одночасно розгортаючись у потрібному напрямку. Довжина початкової прямолінійної ділянки траєкторії дорівнює 3-5L (L- Довжина судна). Мінімальний радіус закруглення перехідної криволінійної ділянки траєкторії судна зазвичай приймається в межах 3-5L. Мінімальний радіус розворотного кола приймається рівним 2L, при переміщенні з буксирами- L.
Якщо маневрування судів найбільших розмірів, що відвідують даний порт, все ж таки виявляється неможливим, то доводиться переходити до маневрування з буксирами. При кільватерному розташуванні судна, носового та кормового буксирів загальна довжина каравану становить:
L= L+2L +2L бт (10)
L- Довжина судна;
L в- Довжина буксира;
L бт- Довжина буксирного троса.
Якщо врахувати величину ΔL- запас на коливання судна при маневруванні, то з достатньою точністю діаметр басейну для маневрування з буксирами можна прийняти рівним 2-3Lзамість 4-5 Lпри маневруванні своїм перебігом.
Між траєкторією судна, що рухається, і причальними спорудами повинен бути залишений просвіт В мщо допускає постановку судна з плавучим бункерувальником та баржами, а також прохід для зустрічного судна з буксирами. Величина В мможе бути визначена за схемою (рис.12).
В м = 2,55 Вс + В п, + 2В л + ЗВ б + ΔВ + ΔВ1 (11)
У с- ширина морського судна;
В п- ширина плавучого перевантажувача
В л- Ширина баржі-ліхтера;
В б- Ширина буксира.
Іноді у довгих басейнах або біля голів пірсів передбачають акваторії для розворотного кола діаметром 2L.Площа басейнів дорівнює
S б = У б L б (12)
тут довжина басейну визначається за умови
L б = nL c + (n + 1) ΔL(13)
n- кількість судів
L c- Довжина розрахункового судна;
ΔL- середній зазор між суднами, а також між торцями пірсу та басейну та носом (кормою) найближчого судна.
Наведені вище розрахунки в окремих випадках вимагають уточнення відповідно до технологічних схем перевантажувальних робіт, що застосовуються на розглянутих причалах, і способами обслуговування суден. Зокрема, до пасажирських та нафтоналивних суден з боку вільного борту зазвичай встановлюються лише плавучі бункерувальники.
Вказані вище схеми відносяться до випадків постановки суден до причалу лагом. Тим часом на деяких спеціалізованих причалах суду встановлюються перпендикулярні лінії кордону. Так зазвичай встановлюються судна технічного флоту, пороми та судна деяких інших типів, наприклад, трейлеровози, що завантажуються з носа або корми. У цьому випадку біля причалу має бути передбачена акваторія, що забезпечує зручний підхід суден.
Розташування причального фронту
Причали в портах поділяються на берегові та рейдові. Причальна лінія, вздовж якої розташовуються берегові причали, може мати різну форму, контур якої вибирається в залежності від: місцевих умов, що включають топографічні фактори (риса берегової лінії, форма рельєфу берега і дна), гідрологічних факторів (режими хвилювання, течії, льодовий режим) , геологічних факторів (вид та форма залягання ґрунтів на території та акваторії порту); прийнятої технології переробки та зберігання вантажів; наявності та можливості створення водних та сухопутних підходів до причалу.
Вітчизняний та зарубіжний досліди портобудування показують, що в даний час використовується наступне розташування причальних ліній:
Фронтальне (рис. 13 а-в), при якому причали розміщуються вздовж прямих або ламаних ліній, слідуючи один за одним уздовж берегової лінії, у басейнах та біля споруд, що обмежують акваторію порту (моли);
Пірсове (рис. 13 г, д), коли причали розміщені по периметру висунутих в акваторію виступів - пірсів, що мають форму прямокутника, паралелограма, трапеції тощо;
Ступінчасте (рис. 13 е), при якому причали розташовані на ламаній лінії, що має форму щаблів.
Перелічені форми причальної лінії мають свої переваги та недоліки, які мають враховуватися під час проектування.
Фронтальне розташування причалів має такі переваги:
Найпростіша формою акваторія, не соромлящаяся виступаючими частинами причального фронту, що полегшує маневрування судів і зменшує можливість накопичення льоду на акваторії;
Спрощується створення широкої портової території, що особливо важливо при будівництві причалів для навантаження контейнерів та деяких інших видів спеціалізованих причалів, що потребують великих складських площ;
Ґрунти по довжині причалів зазвичай виявляються одноріднішими, що сприятливо відбивається на конструктивних формах причалів;
Спрощується будівництво причальних споруд, прокладання комунікацій, розміщення тилових складів та зв'язок їх із причальним фронтом.
До недоліків фронтального розташування причалів відносяться:
Менш компактне, розтягнуте компонування порту, пов'язане іноді з недостатньо ефективним використанням берегової лінії, з подовженням сухопутних та водних підходів, а також комунікацій:
За наявності штучних огороджувальних споруд виникають складнощі для розвитку та реконструкції порту;
Ускладнюється зображення сухопутних під'їзних шляхів; необхідно. самостійне відгалуження залізничних колійна кожні 5 - б причалів;
Виникають труднощі при районуванні та спеціалізації причалів порту, пов'язані зі створенням розривів між групами причалів, оскільки територія і Берегова лініяу зоні цих розривів можуть виявитися невикористаними.
Фронтальне розташування причального фронту зазвичай застосовується на подовжених акваторіях, що йдуть у глиб території (густьові ділянки річок, лимани, фіорди), штучно освічених відкритих і закритих басейнах, рідше - на відкритих узбережжях і бухтах, огороджених молами і волноломами.
Компактна пірсова система зображення причального фронту застосовується частіше, ніж фронтальна. Вона також має свої недоліки:
Деяке недовикористання території у місцях розташування залізничних та автодорожніх з'їздів на пірси;
Труднощі у використанні торцевих частин пірсів як причалів;
Труднощі у створенні значних площ території безпосередньо біля причального фронту на пірсах та віддалення від лінії кордону тилових складів, що розташовуються на основній території;
Ускладнення проектування та будівництва пірсів у порівнянні з береговими причалами у зв'язку зі зміною природних глибин та ґрунтів по довжині пірсу.
Перелічені недоліки пірсової системи менш істотні, ніж переваги. У зв'язку з цим фронтальна система має обмежене застосування.
Залежно від призначення пірси поділяються на широкі та вузькі. Широкі пірси (240-300 м і більше) зазвичай використовуються для генеральних вантажів, що перевантажуються кранами і потребують розміщення на пірсах залізничних колій і, по можливості, хоча б транзитних складів.
На вузьких пірсах, що використовуються як спеціалізовані причали, зазвичай не прокладаються залізничні колії. Вони служать розміщувати спеціалізованих перевантажувальних пристроїв чи шлангопідйомників для нафтопричалів. Вузькі пірси можуть мати різну форму. Сам пірс має порівняно невелику довжину, що забезпечує досить надійний контакт, судна та споруди. Крім того, до складу причалу входять естакада, що з'єднує вузький пірс із берегом, та окремі опори – пали.
У деяких випадках основна причальна частина споруди повертається паралельно до берега і вузький пірс перетворюється на Т- або Г-Образний причал (рис. 14). За сполучною естакадою залежно від призначення причалу прокладаються конвеєрні лінії або трубопроводи. Якщо причал розташований на значній відстані від берега, можливе використання острівної конструкції причалу без сполучної естакади. Вантаж у цьому випадку подасться підводними трубопроводами або за допомогою підвісної канатної дороги. Ступінчасте накреслення причального фронту є проміжним між фронтальним та пірсовим, воно має деякі переваги та недоліки цих двох систем. У певних місцевих умовах воно може знайти та знаходить успішне застосування.
При визначенні лінії причального фронту повинні враховуватись технологія та планування, проте істотне значення мають міркування економічності та надійності прийнятого рішення. Підставою споруди по можливості мають бути щільні ґрунти. Потрібно прагнути до скорочення обсягу виїмки скального ґрунту. При нескельних ґрунтах обсяги виїмки повинні бути приблизно рівними обсягу насипу, особливо при можливості використання ґрунтів, взятих з виїмки, для утворення територій.
Крім берегових, в порту є і рейдові причали, які можуть бути стаціонарними у вигляді палів, острівних причалів або веж, що обертаються, зі швартовкою за кілька причальних буїв, з використанням одиночних буїв спеціальної конструкції.
Портова територія
Територія порту складається з наступних основних частин:
Прикордонні площі, що включають оперативну смугу, розташовану біля причалу;
Площі, зайняті під склади, розташовані на першій та другій лініях;
Площі, на яких розташовані всі види під'їзних колій біля причалів та складів, а також розриви між ними;
Тилові площі для критих та відкритих складів;
Площі, зайняті всіма видами під'їзних шляхів, а також сортувальними станціями та стоянками автомашин у тиловій зоні порту;
Площі для службових, адміністративних, побутових та допоміжних будівель;
Площі для судноремонтних підприємств;
Площі, зайняті промисловими підприємствами, якщо вони мають спеціалізовані причали біля порту і розташовані у безпосередній близькості від берегової лінії.
Найбільш важливе значенняз погляду безпосереднього виконання перевантажувальних робіт мають прикордонні площі. Однак нормальна робота всього порту в цілому можлива лише за достатньої величини загальної площіта вдале розміщення всіх частин портової території. Схеми поперечного перерізу причалу для штучних вантажів із початку цього століття значно змінилися. У зв'язку зі зміною способів перевантаження вантажів і переміщення їх у межах і поза порту ширина території біля причалу поступово збільшилася з 40 до 150-300 м при перевантаженні звичайних штучних вантажів у пакетах і піддонах і до 250-600 м для контейнерних причалів. Територія біля причалу складається з кількох зон. Для причалів, де перевантажуються штучні вантажі Союзморніїпроектом, запропоновано наступний поділ прикордонної смуги на зони (рис. 15): А- зона від кордону до підкранової колії; 
Б- зона прикордонних, підкранових та залізничних колій; У- зона від підкранових та залізничних колій до критого складу; Г- Зона критих складів; Д- зона тилових залізничних колій; Е- Зона тилових відкритих складів; Ж- Зона тилової автомобільної дороги.
Розміри зони Авизначаються за умов забезпечення безпечної роботи портальних кранів та усунення можливості пошкодження їх суднами, що підходять під кутом або з креном, а також при виробництві вантажно-розвантажувальних операцій або стоянці судна біля причалу під час хвилювання. Ця зона використовується також для встановлення прикордонних тумб, колонок для електропостачання та іншого обладнання. У зв'язку з цим останніми роками є тенденція до збільшення ширини зони. Адо 3 м. Ширина зони А= 2,25 м допускається тільки для причалів, суміжних з існуючими, у яких вона дорівнює цій величині.
У зоні Букладаються шляхи для портальних кранів, а також залізничні вантажно-розвантажувальні та ходові шляхи. Ширина цієї зони складається з ширини колії підкранової колії та ширини смуги, яку займає залізнична колія, розташована за порталом крана у бік берега.
Залежно від кількості колій, що прокладаються під порталом, ширина колії буде рівна для одноколійного порталу 6 м, для двоколійного 10,5 м і триколійного 15,3 м. Відстань між осями залізничних колій під порталом приймається рівним 4,8 м, а для колій , розташованих поза порталом 4,5 - 5,3 м. Кількість залізничних колій, що укладаються поза порталом, визначається інтенсивністю та технологією вантажних робіт. Число залізничних колій на причалах, обладнаних спеціалізованими перевантажувальними комплексами, уточнюється спеціальними розрахунками. Це уточнення потрібно також при значному видаленні сортувальних парків та в інших подібних випадках.
Зона У, називається іноді оперативним майданчиком, поділяється на кілька окремих смуг, розміри яких і призначення є різними для складів з рампою та без рампи.
Зони Гі Е- це зони критих та відкритих складів. Зона Двикористовується для розміщення тилових залізничних колій. У тиловій зоні, як правило, розташовуються два шляхи, а при розташуванні складів у дві лінії – три.
Ширина зони тилової автомобільної дороги Жскладається з проїжджої частини дороги шириною 7 -10 м, пішохідного тротуару шириною 1,5 м та смуги зелених насаджень 4 - 5 м. Загальна ширина зони Ж– 10 -17 м. Ширина всієї смуги прикордонної площі біля причалу виходить шляхом підсумовування зон А - Ж.
Ці розміри в окремих випадках вимагають серйозного коригування залежно від місцевих умов і вантажно-розвантажувальних пристроїв, що застосовуються. Є тенденція до збільшення ширини території, що покращує умови експлуатації перевантажувального обладнання та складських площ.
При розробці проекту портової акваторії визначають навігаційну глибину, необхідну для безпеки пересування розрахункового типу судна із заданою швидкістю за найнесприятливіших розрахункових умов, за формулою:
Де - осідання розрахункового типу судна в вантажі, м;
Мінімальний навігаційний запас (що забезпечує безпеку та керованість судна при русі), м;
Хвильовий запас (на занурення краю судна при хвилюванні), м;
Швидкісний запас (на зміну посадки судна на ходу в порівнянні з посадкою судна на стоянці при спокійній воді), м;
Запас глибини на крен та диферент судна внаслідок неправильного його завантаження, переміщення вантажу, а також при циркуляції судна, м.м.
Як розрахунковий приймають судно, що має найбільше осаду з усіх судів, що приймаються до розрахунку.
Мінімальний навігаційний запас визначають залежно від осідання судна та характеристики ґрунту:
Глистий ґрунт - =0,04*;
Наносний грунт (пісок замулений, черепашка, гравій) - = 0,05 *;
Злежаний грунт (щільний пісок, глина) - = 0,06 *;
Скальний ґрунт - =-0,07*.
Хвильовий запас визначається за такою формулою:
Де h-розрахункова висота хвилі, м.
Розрахункова висота хвилі визначається за формулою:
Де – кутова швидкість вітру, м/с.
Розмір швидкісного запасу визначається за табл.9. швидкість судна задається самостійно.
Таблиця 9 - Швидкісний запас
Запас на крен та диферент судна визначається залежно від типу судна за табл.10.
Таблиця 10 - Запас на крен судна
Окрім навігаційної розраховується проектна глибина акваторії порту за формулою:
Де - запас на занесення, м.кв.
Запас на занесення та засмічення внутрішньої акваторіїпорту слід приймати в залежності від очікуваної інтенсивності відкладення наносів у період між ремонтними днопоглиблювальними роботами (з урахуванням засмічення акваторії сипучими вантажами), але не менше величини, що забезпечує продуктивну роботу землеснаряду, що дорівнює 0,4, але і не більше 1,2 м.
Отриману проектну глибину акваторії порту необхідно округлити до стандартної більший бік. Згідно з Нормами технологічного проектування морських портів стандартними є глибини, м: 5,0; 6,5; 7,25; 8,25; 9,75; 11,5; 13,0; 15,0.
Визначення площі акваторії порту
Площа акваторії порту складається із суми площ маневрового рейду, операційної частини акваторії та рейдових стоянок. Розраховується судном з найбільшими габаритами.
Вхідний рейд
Вхідний рейд повинен мати розміри та обриси в плані, які дають можливість при сильному вітрі здійснювати будь-які маневри, які потрібні при вході або виході з порту:
Можливість гасіння інерції судна, що входить;
Можливість розвороту судна власними коштами на потрібний кут дугою циркуляції;
Можливість віддачі якоря та тимчасової аварійної стоянки.
Зазначені вимоги дотримуються за умови: якщо на площі вхідного рейду може бути вписано коло діаметром, що дорівнює не менше D=3,5*. Мінімальна відстань прямолінійної ділянки по осі входу в конкретних випадках може бути збільшена до 4,5* з урахуванням маневрених характеристик розрахункових типів суден, а також гідрометеорологічних умов (льодовий режим, течії, вітер) порту, що проектується.
Площа вхідного рейду визначається площею кола, діаметр якого дорівнює 3,5 довжин судна:
Де d - діаметр кола, дорівнює d = 3,5 *.
Межі площі, призначеної для маневрування, повинні бути розташовані на відстані не менше 2* (- ширина судна) від огороджувальних та інших споруд. Ця площа не повинна накладатися на інші площі, виділені для відстою судів та рейдових операцій, а також на операційну акваторію.
Операційна частина акваторії
Під операційною частиною акваторії розуміють вступний простір, що примикає до причальних фронтів, у тому числі:
Водне місце між пірсами;
Водну поверхню врізаних у територію басейнів;
Ділянки акваторії, що примикають до фронтально розташованих причалів і пірсів, що окремо стоять.
При передньому розташуванні причалів ширина операційної частини акваторії залежить від числа причалів. Якщо кількість причалів більше двох, то ширина визначається за формулою
Де – ширина буксира, м;
Ширина баржі-ліхтера, м;
Ширина плавучого перевантажувача, м;
Просвіт між судами, що стоять і рухаються, м;
Просвіт між судами, що рухаються, м. н.
У розрахунках приймається
Площа операційної частини акваторії розраховується за формулою
Де – довжина операційної частини акваторії.
Довжина операційної частини акваторії дорівнює довжині причального фронту.
На відміну від елементів морських портів, що працюють в режимі постійної взаємодії з хвильовими навантаженнями, акваторії річкових і водосховищних портів знаходяться в більш сприятливих умовах. Вітрові хвилі, що виникають на поверхні річок, як правило, не мають істотного впливу на судноплавство та експлуатацію портів. У зв'язку з цим річкові, котрий іноді водосховищні порти характеризуються передусім, відсутністю огороджувальних споруд. У ряді випадків огороджувальні споруди в річкових портах створюють для захисту від льоду, що рухається, або утворення відокремлених акваторій. затонів , призначених для зимового відстою та ремонту суден.
| |
Рис.2.1. Основні елементи акваторії морського порту: 1-підхідний канал; 2-судноплавна обстановка; 3-зовнішні огороджувальні споруди; 4-акваторія порту; 5-причальний фронт; 6-берего-зміцнення; 7-територія порту; 8-перевантажувальний рейд; 9-навігаційний рейд
Проте склад акваторії порту на внутрішніх водних шляхах виявляється, як правило, складніше, ніж у морського порту.
У складі водних підходів до річкового чи водосховищного порту виділяють (крім перерахованих у 2.2) такі основні елементи (рис.2.2.).
Основний судновий хід- використовуваний протягом усього навігаційного періоду транзитний судновий хід, яким здійснюється основний обсяг перевезень вантажів і пасажирів переважно у великотоннажних суднах і складах.
Додатковий судновий хід- транзитний судновий хід, призначений для скорочення шляху проходження суден і складів, або для їх захисту від хвильового впливу в складних гідрологічних умовах.
Місцевий судновий хід- судновий хід для зв'язку з окремими пунктами річки, а також пунктами, які розташовані на її притоках з основним судновим ходом.
Водний підхід до причалу- судновий хід, що з'єднує пасажирський чи вантажний причал із місцевим чи транзитним судновим ходом.
 |
Рис.2.2. Схеми суднових ходів та водних підходів до річкових та водосховищних портів: 1- основні; 2- місні; 3-водні підходи до причалів
Перевезення вантажів на внутрішніх водних коліях здійснюється як самохідними, і несамохідними суднами. Несамохідні судна (як правило, з різнорідними вантажами) формуються у склади та транспортуються за допомогою буксирів. Для розміщення прибувальних складів та сортування суден за видами вантажів у річкових та водосховищних портах передбачають сортувальний рейд . У великих портах може бути організовано декілька таких рейдів зі спеціалізацією по групах суден, а також виділено рейди для комплектування складів несамохідних суден, що відправляються з порту. У зв'язку з цим до складу елементів річкового чи водосховищного порту можуть входити рейд прибуття і рейд відправлення .
У портах, розташованих на стику ділянок річки або її приток з різними прохідними глибинами, частину суден зазвичай обробляють на перевантажувальний рейд за допомогою плавучих кранів. У деяких випадках роблять не повне розвантаження судна, а лише часткове (розпаузку), з метою зменшення опади та можливістю подальшого руху по мілководних ділянках річки, або підходу до медичного причалу.
Рис.2.4. Основні елементи водосховищного порту: 1-акваторія; 2-територія;
3-причальний фронт; 4-рейд відправлення; 5-огогороджувальні споруди; 6-рейд відстою під час шторму; 7-рейд прибуття
Слід зазначити, що у внутрішніх водних шляхах весь склад перерахованих вище елементів акваторії порту використовується лише несамохідними суднами. Самохідні вантажні, пасажирські та вантажопасажирські судна підходять до причалів, минаючи сортувальний, а в більшості випадків і перевантажувальні рейди.
3.4. ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ТЕРИТОРІЇ ПОРТУ
Територія порту- ділянку прибережної зони, що примикає до причального фронту, на якій розташовується портове берегове господарство: перевантажувальне обладнання, криті склади та відкриті складські майданчики, будівлі, споруди, під'їзні шляхи, комунікації тощо.
У складі території порту виділяють три основні частини (рис.2.5): I – прикордонну (оперативно-виробничу); II – тилову; III- припортову.
Прикордонна (оперативно-виробнича)частина примикає безпосередньо до причального фронту та включає територію від лінії кордону до тилових оперативних складів. У прикордонній частині порту розміщується комплекс елементів, необхідних для забезпечення технологічного процесу роботи порту: перевантажувальне обладнання, прикордонні залізничні колії, автомобільні проїзди, прикордонні склади, освітлювальні щогли, струмоприймачі тощо. На пасажирських причалах у прикордонній частині території мають у своєму розпорядженні морські або річкові вокзали.
 |
Рис.2.5. Основні частини території руслового порту: I – прикордонна (оперативно-виробнича); II – тилова: 1) гараж; 2) склади довгострокового зберігання вантажів; 3) майстерні; 4) матеріальний склад; 5) трансформаторна підстанція; III – припортова: 6) управління порту; 7) пожежне депо; 8) їдальня; 9) автостоянка
З урахуванням перспективи розвитку порту під час проектування передбачають резервну територію .
Тиловачастина території порту призначена для розміщення виробничих та службово-допоміжних елементів: складів тривалого зберігання вантажів, складів матеріально-технічного та виробничого постачання, майстерень, гаражів, контор вантажних районів, трансформаторних підстанцій тощо.
Припортовачастина території включає будівлю управління порту, їдальню, пожежне депо, автостоянки тощо.
У межах трьох основних частин порту виділяють п'ять функціональних зон:
1) операційну;
2) виробничу;
3) загальнопортових об'єктів;
4) передпортову;
5) пасажирських операцій.
Перші три зони є режимними - з огорожею та пропускною системою. Передпортова та зона пасажирських операцій утворюють нережимну частина території. У великих портах зону пасажирських операцій поділяють на дві ділянки: далеких та приміських сполучень.
У річкових портах, при значних (понад 6 м) сезонних коливаннях рівня територія то, можливо, розташована одному горизонті (одноярусний порт) чи мати дві групи причалів різних горизонтах (двоярусний порт).
В склад сухопутних підходів до порту входить система залізничних колій, автошляхів та трубопроводів. Найбільшу частину сухопутних підходів займають залізничні пристрої, до складу яких входять портові та районні сортувальні станції та парки, вантажно-розвантажувальні та сполучні колії.
Крім основних елементів, призначених для забезпечення вантажно-розвантажувальних та пасажирських операцій, на території порту розташовуються й низка допоміжних служб та споруд: бункерувальні та будівельні бази, об'єкти комплексного обслуговування транспортних суден, судноремонтні підприємства.
3.5. ОСНОВНІ ВИМОГИ ДО ЕЛЕМЕНТІВ ПОРТІВ
Незалежно від розташування, призначення, розмірів вантажообігу та суднообігу елементи портів повинні відповідати основним вимогам, що забезпечують безаварійну, безперервну та ефективну роботу порту. Загалом ці вимоги поділяють на судноплавні, експлуатаційні, будівельні та економічні.
Судноплавні(навігаційні) вимоги випливають із умов безпеки при підході суден до порту (або відході від нього), а також маневрування на акваторії порту. Відповідно до судноплавних вимог елементи акваторії порту повинні забезпечувати:
· Безпека та зручність підходу до порту в несприятливих гідрометеорологічних умовах;
· надійну захищеність акваторії порту від хвиль, течій, наносів та льоду;
· Достатні розміри акваторії для повного гасіння інерції судна, його маневрування власними засобами та підведення до причалів;
· Достатні прохідні глибини на підхідному каналі, вхідному рейді та операційній акваторії.
Експлуатаційні вимогиповинні забезпечувати ефективну транспортно-виробничу діяльність порту та включають:
· Незатоплюваність території;
· Відповідність основних розмірів елементів порту розрахунковому та перспективному вантажо-і суднообігу;
· Оптимальну захищеність оперативних басейнів порту від хвилювання;
· Забезпечення виробництва вантажно-розвантажувальних робіт та пасажирських операцій за несприятливих гідрометеорологічних умов;
· Раціональне розміщення порту по відношенню до водних та сухопутних шляхів та його ув'язування з містом;
· Раціональне зонування та районування території порту з урахуванням екологічних вимог та санітарних норм;
· Забезпечення найкоротшого шляху руху вантажу через порт;
· Забезпечення пожежної безпеки, умов охорони праці та збереження вантажів;
· Виконання операцій комплексного обслуговування флоту;
· сприятливі умови праці для працівників порту та екіпажів судів;
· Можливість ефективного використання замерзаючого порту в міжнавігаційний період.
Економічні вимогипередбачають забезпечення високої ефективності будівництва та експлуатації порту та передбачають:
· Застосування найбільш економічних конструкцій та методів будівництва;
· максимальне використання місцевих будівельних матеріалів;
· Організацію роботи замерзаючих портів у міжнавігаційний період (наприклад відвантаження та накопичення масових вантажів після закриття навігації, здавання критих складів в оренду тощо);
· Застосування прогресивних технологічних схем та ефективної перевантажувальної техніки.
Будівельні вимогипередбачають:
· Вибір раціональних та економічних типів споруд;
· Забезпечення необхідної стійкості та надійності;
· Забезпечення високоефективної організації та технології будівельних робіт;
· можливість подальшого розвиткута реконструкції порту.
Контрольні питання на тему
