Проектирование судовых ходов на водохранилищах

На водохранилищах прокладывают следующие судовые ходы: транзитные; дополнительные; на подходах к портам, пристаням, убежищам и рейдам; на подпертых участках притоков.

По транзитному судовому ходу осуществляется основное (сквозное) судоходство через водохранилище в обоих направлениях. Гарантированная глубина на транзитном судовом ходу отсчитывается от проектного уровня, за который принимается установленный проектом водохранилища уровень навигационной сработки. На свободных реках обеспеченность проектного уровня колеблется от 99 до 80%, в зависимости от класса пути. На водных путях, где свободные участки пути чередуются с водохранилищами, целесообразно иметь одинаковую обеспеченность проектных уровней на водохранилищах и на свободных участках рек.

Дополнительные судовые ходы прокладывают для сокращения пути при высоких уровнях и для плавания при ветрах, создающих сильное волнение на транзитном судовом ходу.

Судовые ходы на подходах к портам, пристаням, убежищам и рейдам обеспечивают безопасный подход к ним с транзитного судового хода.

Трассирование судовых ходов на водохранилищах выполняют исходя из условий обеспечения наиболее короткого пути и экономической целе­сообразности затрат на дноуглубительные работы. При этом учитывают ветроволновой режим водохранилищ и прокладывают транзитный судо­вой ход так, чтобы он по возможности проходил вдоль берега, со стороны которого дуют ветры господствующих направлений.

Для обеспечения безопасного плавания по водохранилищу при ветрах разных направлений проектируют судовые ходы вдоль обоих его берегов.

Для транзитного судового хода и подходов к портам и пристаням в качестве расчетного принимают судно, имеющее наибольшую осадку из числа судов, предназначенных для плавания по водохранилищу.

Наименьшая глубина, необходимая для безопасного плавания по водохранилищу расчетных судов или плотов при проектном уровне, т.е. гарантированная глубина судового хода, определяется по формуле

Т_г = Т_с + h₁+h₂ + h₃ + h₄, (4.29)

где: Т_c – осадка расчетного судна;

h₁ – навигационный запас под днищем судна (устанавливается от 0,15 до 0,35 м в зависимости от осадки судов и характера грунтов);

h₂, h₃ и h₄ – запас соответственно на волнение, на ветровой сгон воды, на увеличение осадки судна при движении (на дифферент).

Запас на волнение в водохранилище определяется по соотношению

h₂ = 0,3h_w – h₁,

где h_w – высота волн с обеспеченностью 1% на данном участке судового хода при наибольшем разгоне и скорости ветра с многолетней навигационной обеспеченностью 1%.

При отрицательном значении h₂ запас на волнение не учитывается. Высота волн h_w определяется по СНиП 2.06.04-82 (см. п. 3.3). Запас на ветровой сгон воды в водохранилище определяется по соотношению

H₃ = h_c- h_l,

где: h_c – наибольшая на участке судового хода высота сгона воды при скорости ветра, принятой для определения h₂.

Наибольшая высота сгона устанавливается на основании гидравлических расчетов и корректируется по материалам натурных наблюдений. При получении отрицательного значения h₃ запас на сгон не учитывается.

При определении суммарного запаса глубины на сгон и на волнение учитывается наиболее неблагоприятное сочетание значений сгона и волнения при разных направлениях ветра.

На ходу судна его корма погружается, а нос приподнимается – возникает дифферент, который при современных скоростях судов может быть значительным. Запас на дифферент оценивается по эмпирическому соотношению:

h₄ = kv_c,

где: k – размерный коэффициент (при изменении длины судна от 100 до 200 м меняется в примерных пределах 0,015-0,030);

v_с – скорость судна, км/ч.

Ширина судового хода на водохранилищах

В_с = B₁+В₂+2В₃ + В₄, (30)

где: В₁ и В₂ – ширина полосы судового хода, занимаемая расчетным составом (плотом) соответственно низового и верхового направлений;

В₃ и В₄ – запас ширины судового хода соответственно между судном и кромкой судового хода и между встречными судами.

Ширины В₁ и В₂ полосы судового хода определяются по формулам

B₁=L₁sinα₁, (31)

B₂ = L₂sinα₂ (32)

где: L₁ и L₂ – длина наибольшего расчетного состава соответственно низового и верхового направлений;

α₁ и α₂ – угол дрейфа состава соответственно низового и верхового направлений.

Запас В₃ ширины судового хода между судном и кромкой судового хода колеблется от 20 до 10 м, запас В₄ между встречными судами колеблется от 50 до 10 м (в зависимости от назначения судового хода).

Угол дрейфа состава от дрейфового (поперечного) течения

α = k_w arc sin v_T/v_c, (33)

где: k_w = 1,5 ÷1,20 – коэффициент, учитывающий воздействие удара волн о боковую поверхность состава;

v_T – скорость дрейфового течения, причем v_T = k_T W (k_T = 0,25 – опытный коэффициент).

Ширина судового хода на различных участках водохранилища может быть неодинакова для разных условий движения составов, судов и плотов.

Криволинейные участки судовых ходов очерчивают радиусом r_с, равным не менее чем пяти длинам L_C расчетного судна (r_c ≥ 5L_C). В зоне выклинивания подпора, где при нормальном подпорном уровне меженные бровки не затопляются, на отдельных участках допускается уменьшение радиусов кривизны до трех длин расчетного судна (r_c ≤3L_C).

Для улучшения условий движения судов и плотов на водохранилищах предусматривается очистка от деревьев, кустарников и прочих препятствий не только судового хода по всей его ширине, но и дополнительной полосы шириной от 100 до 50 м (в зависимости от назначения судового хода) с каждой стороны судового хода. Одновременно с проектированием судовых ходов на водохранилищах выбирают места расположения убежищ для укрытия судовых составов и плотов во время шторма. Расстояние между убежищами не должно превышать двойной длины пробега расчетного состава за время, истекшее после получения ими штормового предупреждения. При таком расстоянии между убежищами судовой или плотовой состав, получив штормовое предупреждение, успеет до наступления шторма зайти в убежище, расположенное впереди, или вернуться назад к убежищу, которое он прошел. Расчетное расстояние между убежищами

L_y=2v_ct_п, (34)

где: v_с – скорость движения расчетного состава;

t_п – время от момента предупреждения до момента наступления шторма (принимается равным 6 ч).

Убежища располагают по возможности в естественных укрытиях-заливах, затопленных устьях речек, впадающих в водохранилища, затопленных устьевых участках оврагов и других защищенных от волнения акваториях.

При отсутствии естественных укрытий для создания защищенных от волнения акваторий убежищ приходится строить волнозащитные сооружения. В некоторых случаях убежища размещают на акваториях, защищенных от волнения не при всех направлениях ветра, а только при определенных, господствующих направлениях.

Для обеспечения большей безопасности плавания по водохранилищу рекомендуется создавать убежища на всех естественно укрытых акваториях (независимо от расчетного расстояния между убежищами), если это не требует значительных затрат. Кроме того, в дополнение к убежищам или для частичной их замены вблизи судового хода под защитой берега, островов или отмелей создают рейды укрытия составов от ветров.

Материалы для доработки