Специфика работы морского порта предопределяет в составе используемой им площади наличие водных участков, предназначенных для обеспечения движения и стоянки обрабатываемых и обслуживаемых судов. Эти участки, объединенные общими границами порта, образуют портовые воды.
С функциональной точки зрения портовые воды делятся на зоны и фарватеры.
Зоны – водные участки, предназначенные для маневрирования и стоянки, фарватеры – для следования (движения) судов по назначению. Каждая зона и фарватеры функционально специализируются.
Согласно классификации портовые воды состоят из подходов, внешней и внутренней акватории.
4.1 Определение элементов внешней акватории
В состав внешних портовых вод входят подходы и внешняя акватория.
Внешние портовые воды – водное пространство, находящееся за пределами оградительных сооружений и состоящее из нескольких зон и фарватеров.
Подходная зона – место соединения судоходных коммуникаций с фарватером, ведущим на акваторию порта (подходной фарватер). Она имеет форму окружности с радиусом Rп
Rп = 4Lmax + (Np – 0.5)*Bp = 4*211,16 + (1-0,5)*69,6=879,44 м,
где Lmax - унифицированная длина расчетного судна, м (за расчетное выбирается наибольшее из судов, посещающих порт Lmax = 211,16 м);
Np – количество рядов движения в одном направлении (принимается равным единице);
Bp - ширина маневровой полосы наибольшего ряда подходного канала (принимается по таблице3 в зависимости от скорости движения судна и его ширины).
Таблица3
Скорость, м/с | Ширина судна, м | |||
2,0 | ||||
4,0 | ||||
6,0 |
Для расчетного судна, ширина которого В = 23 м, Bp =69,6 м
Подходная зона соединяется с приемной зоной подходным фарватером. Приемная зона – это место приема лоцмана. Она имеет форму прямоугольного уширения на 0,6L входного фарватера (это участок фарватера от приемной зоны до ворот порта) и длину ≥2L.
От ворот порта вглубь акватории порта начинается входной рейд – это прямолинейный участок длиной Lв.р. ≥ 4L, предназначенный для гашения инерции судна, входящего в порт своим ходом.
Между входной и приемной зонами на подходном фарватере находится зона расхождения, которая соединяется боковыми фарватерами с зоной ожидания и зоной предрейсового навигационного обслуживания судов. Зона расхождения имеет форму круга с центром в точке пересечения осей фарватеров и радиус
Rр = 2Lmax + (Np – 0.5)*Bp =2*211,16 + (1-0,5)*69,6 = 457,12 м
Зона ожидания располагается так, чтобы защитить судно от господствующего волнения и ветра, по форме она близка к прямоугольной и имеет площадь не менее 9 кв. миль.
Зона предрейсового навигационного обслуживания предназначена для девиации (размагничивания судна) на ходу или на стоянке. При этом зона мерной линии, т.е. зона, в которой измеряется максимальная скорость судна, имеет прямоугольную форму, которая фиксируется в зависимости от длины расчетного судна.
4.2 Определение элементов внутренней акватории
Внутренняя акватория – это водное пространство, ограниченное с одной стороны причальным фронтом, с другой – оградительными сооружениями. Начинается она от входных ворот порта, которые образуют вход в порт. Ширина входа определяется для максимального судна по формуле
Ввх = (0,8-1,0) Lуниф.
Принимаем Ввх ≈ Lуниф = 210 м
От ворот порта начинается входной рейд, в пределах которого помещается разворотный круг (круг циркуляции) диаметром
Дц = 3,5 Lуниф =3,5*211,16 = 739,06 м,
Расстояние от самых выступающих частей причальных и оградительных сооружений до разворотного круга должно составлять не менее 100м.
В пределах акватории порта назначается ось входа судна в порт. Она должна быть согласована с направлением господствующего ветра и ближайшего берега таким образом:
· β – угол между направлением господствующего ветра и осью входа должен находится в пределах от 45° до 70°. Так обеспечивается безопасность прохода судна через ворота порта и при подходе к воротам.
· α – угол между осью и ближайшим берегом должен составлять не менее 30°. Так обеспечивается безопасность движения судна по каналу и предотвращается возможность его выброса на берег под действием волны.
Глубина акватории в пределах разворотного круга определяется по формуле
da = Тmax +z0+z1 + z2+ z3 +z4,
где da - глубина акватории в пределах разворотного круга, м;
Тmax – осадка расчетного судна, м;
z1 - минимальный навигационный запас, который зависит от вида грунта дна
z1 = 0,04*Т;
z2 – волновой запас, м, т.е. запас на погружение оконечности судна при волнении, зависящий от соотношения длины судна и высоты волны (принимается равной 1,5м) и определяемый по таблице4
Таблица4
Lmax , м | z2 , м |
2,8 | |
2,0 | |
1,5 | |
1,0 | |
0,7 |
Для расчетного судна принимаем z2 = 1,5
z0 – запас на крен (дифферент) судна, м
z0 = 0,5* z1;
z3 – скоростной запас, м, определяемый по таблице5
Таблица5
V, м/с | z3, м |
1,5 | 0,15 |
2,1 | 0,3 |
Для расчетного судна принимаем z3 = 0,3м
z4 – запас на заносимость для акватории, м
z4 =0,5 м;
Таким образом, получаем
da = 9,2+0,386+0,184+0,5+0,3+1,2= 11,75м
Глубина каналов рассчитывается по формуле
dк = Тmax +z0+z1 + z2+ z3 +z4,
где z2 – волновой запас при высоте волны 4м. Определяется он по таблице6.
Таблица6
Lmax , м | z2 , м |
1,36 | |
1,08 | |
0,92 | |
0,8 | |
0,68 |
Принимаем z2 = 0,85 м
z4 – запас на заносимость для канала, м
z4 = (0,6-1,2)м
Принимаем z4 = 0,9м (остальные данные соответствуют предыдущему расчету).
dк = 9,2+0,386+0,184+0,9+0,3+0,85 = 11,82м