Основными элементами морских каналов являются план трассы, продольный и поперечный профили.
План трассы включает, как правило, прямолинейные и криволинейные участки. Прямолинейные участки большей или меньшей длины связаны между собой криволинейными участками, описанными обычно по дуге круга.
Общее направление канала должно удовлетворять ряду противоречивых требований: оно должно обеспечивать по возможности кратчайшее расстояние между заданными крайними точками при минимальном объеме работ, в то же время приходится учитывать устойчивость грунтов, направление течений и волн и другие факторы, определяющие заносимость.
Поперечное сечение канала, имеющее обычно форму трапеции, должно удовлетворять двум требованиям. С одной стороны, необходимо, чтобы сечение было просторным для удобного и безопасного прохода судов с небольшим гидродинамическим сопротивлением, с другой, строительство канала должно быть связано с наименьшими объемами работ.
При расчетах необходимой ширины канала различают:
а) навигационную ширину канала, которая представляет наименьшую гарантированную в течение года сквозную проходную ширину канала. Навигационная ширина измеряется на уровне, соответствующем грузовой осадке расчетного судна, отсчитываемой от минимального расчетного судоходного горизонта;
б) проектную ширину дноуглубительной прорези, которая определяет необходимую для навигации ширину, ширину выемки по дну и поверху с учетом устойчивого заложения откосов;
в) рабочую ширину дноуглубительной прорези, которая определяет действительную среднюю рабочую ширину прорези с учетом местных изменений рельефа и грунтовых характеристик, а также условий работы дноуглубительного снаряда.
Глубина канала характеризуется следующими основными показателями:
а) программная, или проектная глубина участка канала, представляющая его навигационную глубину плюс запас на заносимость;
б) рабочая глубина участка канала, которая слагается из программной глубины и запаса на допустимый перебор глубины дноуглубительными снарядами из-за невозможности точной выемки грунта по проектной горизонтальной плоскости дна канала, а также из-за «просора» грунта из шаланд и заносимости за период между дноуглублением и сдачей работ.
Продольный профильканала получает различные характерные очертания в зависимости от того, является ли канал незащищенным, защищенным или шлюзованным.
В незащищенном морском канале его дно на всем протяжении делается горизонтальным в соответствии с установленными глубинами.
В защищенном канале, проложенном в устьевом участке реки, дно его может быть также горизонтальным, если естественный уклон водной поверхности невелик (не более 0,000001); при наличии же заметного уклона свободной поверхности дну канала также придают уклон, соответствующий уклону свободной поверхности меженных вод, от которых отсчитывается проектная глубина канала.
В шлюзованных каналах с разделением на ступени - бьефы - дно часто оставляют в естественном состоянии при достаточной глубине подпертого бьефа.
Классификация водных путей
Водные пути - это используемые для различных перевозок водные пространства - океаны, моря, озера, образуемые речными гидроузлами водохранилища и подпертые бьефы, и водотоки (реки, их притоки и каналы).
Водные пути принято разделять на внешние и внутренние
Внешние водные пути - моря и океаны - ввиду больших глубин используются для судоходства в основном в естественном состоянии. Лишь на подходах к морским портам, расположенным на мелководных прибрежных участках или в устьях рек, где глубины недостаточны для прохода судов с большой осадкой, в состав внешних водных путей входят искусственные участки - морские каналы. К искусственным внешним водным путям относятся также соединительные каналы между морями и океанами.
Внутренние водные пути подразделяют на естественные и искусственные. Естественными внутренними водными путями являются свободные реки и озера
Внутренние водные пути подразделяются по своему транспортному значению на четыре категории: сверхмагистрали, магистрали, пути местного значения и малые реки
Таблица 5 Категории внутренних водных путей
категория водного пути | глубина судового хода | ||
наименьшая гарантированная | используемая флотом в среднем за навигацию, мес | ||
м | обеспеченностью, % | ||
I — сверхмагистрали II —магистрали III — пути местного значения IV — малые реки | Более 2.6 1,1—2,6 0,6—1,4 0,45—0,8 | Более 3 1,65-3 1—1,65 До 1,0 |