Проектная глубина ККФ после реконструкции будет равна 14 м. Для этого значения глубины выполним расчет допустимой осадки.
Официальное ограничение Администрациями Морских портов допустимых осадок судов, заходящих в порт или покидающих его, является одним из инструментов обеспечения безопасности мореплавания, предотвращения аварий и защиты окружающей среды от загрязнения.
Необходимость ограничения осадки судов в Российских портах восточной части Финского залива обусловлена недостаточно большими глубинами, не допускающими движение судов с большой осадкой на подходных путях и акваториях портов.
Для обеспечения наибольшей степени безопасности мореплавания и, в то же время, экономической эффективности деятельности порта, в основном применяют два вида ограничений осадки - объявленную осадку порта и проходную осадку.
В настоящее время процедура определения максимально возможной осадки судов для входа в порт или выхода из него, согласно «Перечню нормативных документов морского транспорта, действующих по состоянию на 1 июля 2004 г.» (Класс 6. Безопасность мореплавания, судовождение и связь), регламентируется двумя документами:
- Руководство по назначению объявленной осадки судов в морских портах (РД 31.63.02-83);
- Руководство по оперативному определению проходной осадки судов на подходных каналах к морским портам (РД 32.63.01-83).
Необходимость введения этих руководящих нормативных документов была обоснована в «Методических указаниях по расчету объявленной и проходной осадок судов в морских портах», разработанных институтом «Союзморниипроект» и Гидрографическим предприятием ММФ. В этом документе указывается, что многолетние попытки использовать для эксплуатационных целей проектные нормы оказались несостоятельными, так как запасы глубины под килем, которые влияют на проходные осадки, в проектных нормах рассчитаны на крупные суда и пиковые значения гидрометеоусловий, а вероятность прохода таких судов в момент сочетания наихудших гидрометеоусловий мала.
В Методических указаниях были приведены термины и определения, а также порядок и методика расчетов осадок, которые вошли в руководящие документы - РД 31.63.02-83 и РД 32.63.01-83. Оба документа содержат одинаковую схему вычисления (определения) запасов воды под килем (формулы и номограммы).
В документе РД 32.63.02-83 (Приложение 1 (обязательное) «Терминология и обозначения») приводятся следующие определения:
Объявленная осадка Тоб - величина максимальной осадки судов, которые принимаются портом в течение года или сезона.
Проходная осадка Тпр - максимальная осадка, с которой судно может пройти канал при гидрометеорологических условиях, сложившихся на момент проводки.
Объявленная осадка - величина осадки, с которой суда принимаются портом с вероятностью, практически исключающей простои судов в ожидании улучшения учитываемых условий. Объявленная осадка рассчитывается на продолжительный срок и доводится до сведения капитанов судов установленным порядком.
Большое значение, при определении граничных (критических) условий движения судна по подходным путям и акватории порта, имеет экономический фактор, учитывающий минимизацию затрат на проведение дноуглубительных работ и убытков от простоев судов при ожидании благоприятной ситуации.
Проходная осадка - предельная безопасная осадка, с которой может быть введено (выведено) судно в конкретных условиях волнения, положения уровня воды и скорости движения, существующих (прогнозируемых) на момент проводки (обработки) судна.
Расчет проходной осадки выполнен в соответствии РД 32.63.01-83, которое, в свою очередь, требует, чтобы запасы глубины определялись в соответствии с действующими "Нормами проектирования морских каналов (РД 31.31.47-88)", далее Нормы.
Согласно Нормам расчет навигационной глубины выполняются по формуле (5) п. 3.2:
dn = Т + ΔТ + ΣZ0-3 (1)
где: dn - навигационная глубина, м;
Т - осадка расчетного судна, м;
ΔТ - поправка за отличие солености от стандартного значения, (таблица 2, п. 3.2, раздела 3, здесь и далее ссылки на Нормы);
ΣZ0-3- суммарный навигационный запас глубины.
Суммарный навигационный запас глубины определяется по формуле (7) Норм:
ΣZ0-3 = Z1 + Z2 + Z3 + Z0
где: Z1 - минимальный навигационный запас (таблица 3, п. 3.3.1, раздела 3);
Z2 - волновой запас (п. 3.3.2., графики рис. 3);
Z3 - скоростной запас (п. 3.3.3., графики рис. 4);
Z0 - запас на крен судна,
Z0 = В/2 ´ SinQ
где: Q - суммарный угол ветрового и динамического крена (п.3.3.4., табл. 5 и 6).
При определении запасов глубины, принимались во внимание следующие, влияющие на эту величину, условия и величины:
тип расчетного судна | - танкер (балкер); |
длина судна наибольшая | - 300 м; |
ширина судна наибольшая | - 50 м; |
соленость воды | - 3 ‰ (данные Лоции Балтийского моря); |
грунт | - плотный слежавшийся; |
высота волны 3% обеспеченности в районе судопропускного сооружения С-1 | - 2,7 м; |
угол воздействия волнения | - 60-90°; |
угол динамического крена | - 0° (табл. 6 Норм); |
скорость воздействия ветра | - 15 м/с (3%); |
скорость судна на волнении и мелководье | - 6 уз. |
Для расчета проходной осадки расчетного судна формула (1) была обращена относительно Т и приведена к виду:
Т = (dn - Z2 - Z3 - Z0) / (1 + k1 + k2)
где: k1 - коэффициент, выбираемый из таблицы 2, п. 3.2, раздела 3 Норм;
k2 - коэффициент, выбираемый из таблицы 3, п. 3.3.1, раздела 3 Норм.
Расчет по формуле дал следующие значения проходной осадки расчетного судна длиной 300 м и шириной 50 м при плавании по новому участку ККФ (при уровне воды на нуле Кронштадтского футштока):
для глубины ККФ 14 м – 12,4 м.
В 1987 г. ЛВИМУ были проведены исследования, которые изложены в отчете НИР «Разработка рекомендаций по пропуску судов через судопропускное сооружение С-1 с учетом гидрометеоусловий». В работе были рассмотрены вопросы, связанные с обгоном судов, двухсторонним движением и др.
В 1988-1990 гг. ЛИВТом были выполнены работы «Предварительные рекомендации по организации оповещения о гидрометеорологических условиях судоходства в районе судопропускных сооружений С-1 и С-2» и «Разработка методов обеспечения безаварийного режима работы комплекса судопропускных сооружений С-1 и проводки судов в сложных гидрометеорологических условиях».
В соответствии с результатами математического моделирования движения судов (расчетное судно - ролкер типа Ро-60) через С-1 и С-2 опасность потери управляемости для отдельных судов наступает при увеличении скорости течения в районе затвора дамбы свыше 2,2 м/с и скорости ветра 15 м/с. Скорость течения в подходных каналах С-1 и С-2 в створе дамбы определяется перепадом уровней воды в Финском заливе и в огражденной части акватории.
В работах сделан вывод, что в качестве оценки средней за год повторяемости опасных для судоходства ситуаций (сочетание критических значений скорости течения и ветра) принята повторяемость течений в створе С-1 более 2,2 м/с, равная 3,2%. Таким образом, суммарное время возникновения гидрометеорологических ситуаций, в которое не может быть осуществлен пропуск судов через С-1, при круглогодичной навигации составляет в среднем около 12 суток, Этот период не включает времени закрытых затворов при экстремальных подъема уровня.
Выводы и рекомендации
Существующая в восточной части Финского залива система обеспечения безопасности судоходства, ее функции, материально-техническая база и организационная структура достаточны для обеспечения безопасного плавания судов по строящимся и реконструируемым Кронштадтским фарватерам, проходящим через судопропускные сооружения С-1 и С-2 Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений. В регионе обеспечивается морская радиосвязь, функционирует аварийно-спасательный центр. Существующая организация лоцманского, буксирного и ледокольного обеспечения позволяют осуществлять круглосуточную и круглогодичную навигацию.
Новый участок Кронштадтского Корабельного фарватера, также как и реконструируемый Северный Кронштадтский фарватер и новый Западный Кронштадтский фарватер являются составной частью существующей системы установленных путей движения судов в Невской губе на подходах к Большому порту Санкт-Петербург. Запроектированное увеличение габаритов (ширины и глубины) этих подходных путей безусловно улучшит условия плавания судов в порт, однако до реконструкции других участков фарватера № 2 в порт Санкт-Петербург смогут ходить только суда, разрешенные действующими Обязательными постановлениями.
После проведения реконструкции остальных участков фарватера № 2 ограничения на движение судов больших размерений и тактика плавания могут быть определены на основе компьютерного моделирования. Такая работа может быть выполнена на этапе рабочего проектирования при наличии подробной информации о технических и маневренных характеристиках судов, запланированных к приему у причалов порта, а также сведений о реальных габаритах данных участков ККФ на момент рабочего проектирования.
Новый участок ККФ от приемного буя до пикета 352:
- имеет одно колено и проходит через судопропускное сооружение С-1. Участок прямолинейный и имеет достаточную протяженность, чтобы судно могло стабилизироваться на курсе перед проходом через судопропускное сооружение, как с одной, так и с другой стороны;
- проектная ширина нового участка ККФ – 150 м обеспечивает одностороннее движение расчетных судов длиной 300 м и шириной 50 м со скоростью от 6 до 12 узлов под воздействием бокового ветра не более 11 м/с;
- длина участка и трассировка канала соответствуют нормативным требованиям;
- значения проходной осадки расчетного судна длиной 300 м и шириной 50 м при плавании по новому участку ККФ (при уровне воды на нуле Кронштадтского футштока) для глубины 14 м составляет 12,4 м;
- строительство светящих навигационных знаков (4-бровочных и 2-створных) и постановка плавучих предостерегательных знаков решает задачу по ограждению нового колена Кронштадтского Корабельного фарватера средствами навигационного оборудования;
- в качестве дополнительного средства навигационного оборудования нового участка ККФ, позволяющего повысить безопасность плавания, особенно в условиях плохой видимости, характерной для данной акватории, планируется использование лазерного створного маяка типа «Скалс» с внешней стороны защитных сооружений для обеспечения движения судов от нового приемного буя к судопропускному сооружению С-1.
Подходы к Большому порту Санкт-Петербург располагаются среди большого количества различных режимных районов, зон и специальных полигонов, что ограничивает свободу маневрирования и создает дополнительные сложности при плавании судов. Совместно с Лен ВМБ необходимо проанализировать использования этих районов по назначению и принять решение о целесообразности их наличия в районе столь интенсивного судоходства.
Необходимо еще раз рассмотреть вопрос о наличии и состоянии минной опасности в Финском заливе и отмены в связи с этим существующих ограничений плавания судов в рассматриваемом районе.
Наряду с представленным проектом реконструкции и строительства подходных фарватеров через КЗС и параллельно с выпуском соответствующей рабочей документации необходимо разработать специальный комплекс организационно-технических мероприятий по обеспечению безопасности судоходства через судопропускные сооружения С-1 и С-2 и принять его к реализации на этапах завершения строительства, ввода в строй и опытной эксплуатации КСЗ.