Реферат: Классификация, характеристика и устройство портов

Московская государственная академия водного транспорта

РЕФЕРАТ по предмету «Общий курс водного транспорта»

Тема: "Классификация, характеристика и устройство портов"

Москва

1999 г.

СОДЕРЖАНИЕ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОРТОВ 3
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕСТЕСТВЕННОГО РЕЖИМА ПОБЕРЕЖЬЯ 5
2.1. ОСНОВНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ 5
2.2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ 6
2.3. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ 6
2.4. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ 9
3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРТА 10
3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 10
3.2. ДЛИНА ПРИЧАЛЬНОГО ФРОНТА 11
3.3. РАЗМЕРЫ ПОРТОВОЙ АКВАТОРИИ 12
3.4. ГЛУБИНА ПОРТА И ОТМЕТКА ПОРТОВОЙ ТЕРРИТОРИИ 13
3.5. РАЗМЕРЫ СКЛАДОВ 14
3.6. ЧИСЛО ПРИКОРДОННЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ 15
4. ПЛАН ПОРТА И ЕГО УСТРОЙСТВО 15
4.1. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ПОРТОВ 15
4.2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПЛАНУ ПОРТА И ЕГО ЭЛЕМЕНТАМ 16
4.3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЙОНИРОВАНИЯ ПОРТОВ 17
4.4. НАЧЕРТАНИЕ ПРИЧАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ПОРТА 21
4.5. НАЧЕРТАНИЕ ВНЕШНИХ ОГРАДИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПОРТА 23
4.6. ВНЕРУСЛОВЫЕ ПОРТЫ 24
4.6. МОРСКИЕ ПОРТЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 25
5. ПРИМЕР СОЗДАВАЕМОГО МОРСКОГО ПОРТА 27
ЛИТЕРАТУРА 28

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОРТОВ

Рассматривая все береговые устройства с прилегающей акваторией, объединяемые общим названием «порты», следует прежде всего обратить внимание на их большое разнообразие. Поэтому порты классифицируются по ряду признаков, что удобно не только для их изучения, но и для производственных целей.

Основными классификационными признаками портов являются;

а) назначение;

б) народнохозяйственное значение;

в) географическое положение;

г) годовая продолжительность эксплуатации;

д) отношение к уровню воды;

е) отношение к международной торговле.

По назначению порты можно подразделить на транспортные, военные, промысловые и порты-убежища.

Транспортные порты, предназначенные для передачи грузов и пассажиров с одного вида транспорта на другой, могут быть разделены на порты общего назначения, в которых перерабатываются самые различные грузы и пересаживаются пассажиры, и порты специальные, предназначенные для переработки какого-либо одного груза (уголь, руда, нефть, лес и т. д.). Как правило, специальные порты имеют мощные высокопроизводительные перегрузочные устройства, которые служат для переработки одного лишь вида груза.

Устройства для перегрузки других видов грузов и пассажирские причалы в специальных портах если и существуют, то имеют второстепенное значение.
Нередко встречаются и специальные пассажирские порты, в которых грузовые операции ограничиваются перегрузкой багажа.

В портах общего назначения перегружаются различные грузы, а перегрузочные устройства более универсальны. Наиболее крупные отечественные и зарубежные порты являются портами общего назначения.

Военные порты или базы флота предназначены для обслуживания военно- морского флота. Они характеризуются наличием больших рейдов, бассейнов для ремонта судов, специальных складов военного снаряжения и продовольствия. На территории военного порта нередко размещаются обширные казармы. Для обороны порта имеются фортификационные и другие инженерные сооружения.

Промысловые порты, из которых наибольшее развитие получили рыбные порты, оборудуются складами-холодильниками и имеют в своем составе перерабатывающие предприятия. Такие порты, являясь базами промыслового флота, располагают, как правило, и собственными судоремонтными устройствами.

Порты-убежища, как это видно из названия, предназначены для укрытия во время шторма судов, которые не рассчитаны на действие крупных волн. Как правило, для портов-убежищ используют естественные бухты и лагуны, производя в них минимальный объем дноуглубительных работ для создания рейдов. В некоторых случаях для создания защищенных рейдов возводят оградительные сооружения (порт Адамовка на Днепре). Максимальное расстояние между портами-убежищами определяется из условия, чтобы суда и плоты могли достичь их, находясь в любой точке судоходной трассы, с момента получения сигнала о подходящем шторме. На водохранилищах иногда организуют сопряженные порты-убежища, используемые судами и плотами в зависимости от направления ветра (рис. 6). К портам-убежищам следует отнести и специальные огражденные акватории у судопропускных сооружений в верхних бьефах водохранилищ (так называемые аванпорты), где суда отстаиваются в ожидании шлюзования в нижний бьеф или выхода в водохранилище.

По народнохозяйственному значению основным классификационным признаком порта является объем выполняемой портом работы.

В зависимости от грузооборота и пассажирооборота все порты подразделяются на несколько категорий. По категории порта определяются: административная структура порта и его эксплуатационные штаты, размеры ассигнований на его эксплуатацию и ремонтные работы, объемы работ по его развитию, класс основных сооружений, отметки территории и расчетные уровни воды. Ввиду неодинаковой трудоемкости переработки различных грузов категория порта определяется по грузообороту в условных тоннах. Нормы технологического проектирования рекомендуют следующие коэффициенты для приведения грузооборота в условные тонны:

|Штучные и тарно-упаковочные грузы |4.6 |
|Грузы в универсальных контейнерах | 3.1 |
|Металлогрузы, оборудование, железобетонные детали и конструкции | 3.4 |
|Уголь каменный | 1.0 |
|Руда | 1.1 |
|Лесные грузы в пакетах | 2.5 |
|Лесные грузы в непакетированном виде | 3.0 |
|Соль. Минеральные удобрения насыпью | 2.1 |
|Камень строительный | 1.3 |
|Гравий и щебень |1.3 |
|Песок и песчано-гравийная смесь, выгружаемые средствами |0.6 |
|гидромеханизации | |
|То же, выгружаемые другими средствами механизации | 0.8 |
|Цемент насыпью | 4.6 |
|Зерновые грузы насыпью | 2.5 |
|Нефтегрузы наливом |1.1 |

Если пассажирские причалы расположены в общем причальном фронте с грузовыми причалами, категорию порта определяют по среднесуточному грузообороту грузового района (в условных тоннах). При проектировании отдельно расположенного пассажирского района его категорию определяют в зависимости от среднесуточного пассажирооборота (в условных пассажирах).
Для приведения числа пассажиров к условным единицам рекомендуются следующие коэффициенты:

|Пассажиры местные |1.00 |
|Пассажиры транзитные | 2.50 |
|Пассажиры пригородные и внутригородские | 0.15 |

Если грузооборот транспортного узла не превышает 50 тыс. т в навигацию или если он предназначен только для пересадки пассажиров местных и пригородных линий, то его называют пристанью. С точки зрения классификационной, пристани относятся к IV категории портов. К внекатегорийным портам РФ относятся Санкт-Петербургский, Новороссийский и
Находкинский.

Морские порты, в зависимости от годового грузооборота, делятся на три основные категории:

По географическому положению различают порты: речные, водохранилищные, устьевые, береговые, лагунные и островные.

Речные порты на свободных реках, в зависимости от расположения на реке, подразделяют на русловые, вся акватория которых и причальный фронт находятся непосредственно в русле реки и внерусловые или затонные, в которых акватория и причальный фронт находятся в естественном затоне или в искусственном ковше; в последнем случае порт называют ковшовым. Внерусловые порты обычно используются и для зимнего отстоя судов, а поэтому имеют в своем составе судоремонтные заводы. Нередко в крупных портах имеются и участки, расположенные в русле реки и участки ковшовые. В этом случае порт относится к категории смешанных портов.

Водохранилищные порты располагаются в верхних бьефах водохранилищ.
Волны во время шторма могут достигать на этих участках значительной высоты.
Поэтому водохранилищные порты, так же как и морские, имеют оградительные сооружения, защищающие рейды и причалы от волнения. Такие порты являются одновременно портами-убежищами.

Устьевые порты характерны тем, что в них сходятся морские и речные водные пути. Почти все крупнейшие порты мира (Ленинградский, Лондонский,
Нью-йоркский, Гамбургский, Роттердамский, Антверпенский и др.) расположены в устьях рек. Портовые устройства размещаются, как правило, по берегам реки или в вырытых в берегу бассейнах. При этом порты стремятся разместить на некотором расстоянии от моря, чтобы избежать строительства оградительных сооружений. В некоторых случаях на крупных реках морские порты располагаются на значительном расстоянии от устья, и их следует отнести к особому разряду внутренних морских портов. Таковы, например, Архангельский и Херсонский порты.

Береговые морские порты создаются на открытом морском берегу, и для защиты их акваторий и причалов от волнения приходится строить оградительные сооружения. Длина этих сооружений в портах на песчаных побережьях измеряется километрами. Если порт размещается в естественной, частично защищенной бухте, то длина оградительных сооружений бывает небольшой.

Лагунные порты размещаются в глубине лагун, образовавшихся на песчаных берегах вследствие отложения естественных кос, отделяющих лагуны от моря. Такие порты не нуждаются в защите от волнения, но имеют подходные каналы, на которых необходимо поддерживать глубины, удаляя наносы землечерпанием.

Островные порты, как видно из названия, располагаются на островах и не имеют сухопутной связи с берегом. Они создаются для перевалки грузов с судов одного типа на другие или для приема судов, которые ввиду большой осадки не могут подойти к причалам главного порта.

По годовой продолжительности эксплуатации порты на внутренних водных путях подразделяют на постоянные и временные. Постоянные порты эксплуатируются в течение всей навигации. Временные сезонные порты функционируют только часть навигации, что обусловливается гидрологическими условиями (продолжительностью периода высокой воды, когда возможен подход судов к причалам) или сезонностью груза (например, продукции сельского хозяйства). Обычно временные порты не имеют больших размеров — это, скорее, пристани. Временные порты, строящиеся для обслуживания крупных строек и функционирующие всего несколько лет, за время своей эксплуатации принимают иногда миллионы тонн грузов.

По отношению к уровню воды морские порты бывают открытые и закрытые.
Закрытые морские порты располагаются в бассейнах, отделенных от моря шлюзами или полушлюзами. Благодаря этому, на закрытой акватории путем поддержания повышенного уровня воды снижается амплитуда приливных колебаний, что значительно удешевляет причальные сооружения и облегчает обработку судов.

По отношению к международной торговле морские порты разделяются на порты мирового, международного и внутреннего значения.

Порты мирового значения являются центрами мировой торговли и принимают суда, плавающие по всем морям и океанам. Порты международного значения принимают суда, плавающие в пределах того бассейна, на котором расположен сам порт. Порты внутреннего значения, или каботажные порты, обслуживают внутренние перевозки между портами одной лишь страны.

2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕСТЕСТВЕННОГО РЕЖИМА ПОБЕРЕЖЬЯ

2.1. ОСНОВНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ

Транспортные узлы, связывающие водный и сухопутный виды транспорта,—порты—размещаются на речных и морских побережьях, где соприкасаются все три среды — атмосфера, вода и суша. Соответственно этому основные природные факторы можно подразделить на три группы: метеорологические, гидрологические и геологические.

К метеорологическим и климатическим факторам относятся все явления, происходящие в атмосфере, причем наибольшее значение для портостроения имеют ветры, температуры воздуха и воды, осадки и туманы. Важнейшие гидрологические факторы — колебания уровней воды, волнение, течения и ледовый режим.

Помимо основных геологических и геоморфологических факторов—геологического строения района, изменяемости берегов и дна, движения наносов и свойств грунтов — большое, а иногда и решающее, значение оказывает и топография района.

Для решения ряда вопросов портостроения важно знать уровни грунтовых вод и их дебит, а также химический состав воды и жизнедеятельность водных живых организмов.

Совокупность всех природных факторов в данном районе объединяется понятием естественный режим побережья. Для того чтобы при наименьших капитальных вложениях на строительство порта получить наибольший экономический эффект, а также правильно скомпоновать план порта и принять наиболее рациональные конструкции, обеспечивающие бесперебойную работу всех элементов порта, необходимо тщательное изучение всех факторов естественного режима. Более того, в результате строительства порта нарушается естественный режим побережья, где до этого взаимное воздействие природных факторов привело к динамическому равновесию, и нужно заранее прогнозировать возможные последствия этого вмешательства. Практика портостроения насчитывает немало случаев, когда недостаточная изученность отдельных факторов и ошибки в их количественной оценке являлись причиной серьезных аварий сооружений и нарушений нормальной работы портов.

2.2. МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Из всех метеорологических факторов наибольшее значение для портостроения, эксплуатации портов и судоходства имеют: ветер, туманы, осадки, влажность и температура воздуха, температура воды.

Ветер. Ветровой режим характеризуется направлением, скоростью, продолжительностью и повторяемостью. Знание ветрового режима особенно важно при строительстве портов на морях и водохранилищах. От ветра зависят направление и интенсивность волнения, которые определяют компоновку внешних устройств порта, их конструкцию и направление водных подходов к порту.
Господствующее направление ветра должно также учитываться при взаимном расположении причалов с разными грузами.

Температура воздуха и воды. Температуру воздуха и воды измеряют на гидрометеостанциях в те же сроки, что и параметры ветра. Данные измерений оформляют в виде годовых графиков хода температуры. Основное значение этих данных для портостроения состоит в том, что они определяют сроки замерзания и вскрытия бассейна, от чего зависит длительность навигации.

Туманы. Туманы возникают в тех случаях, когда упругость водяного пара в атмосфере достигает упругости насыщенного пара. В этом случае водяной пар конденсируется на частицах пыли или поваренной соли (на морях и океанах) и эти скопления в воздухе мельчайших капель воды образуют туман. Несмотря на развитие радиолокации, движение судов в тумане все же ограничено, а) При очень густом тумане, когда уже на расстоянии нескольких десятков метров не видны даже крупные предметы, иногда приходится прекращать и перегрузочные работы в портах. В речных условиях туманы довольно кратковременны и быстро рассеиваются, а в некоторых морских портах они бывают затяжными и держатся неделями. Исключительным в этом отношении является о. Ньюфаундленд, в районе которого летние туманы иногда держатся 20 дней и более. В некоторых отечественных морских портах на Балтийском и Черном морях, а также на
Дальнем Востоке в году бывает 60—80 дней с туманами.

Осадки. Атмосферные осадки в виде дождя и снега следует учитывать при проектировании причалов, на которых перегружаются грузы, боящиеся влаги. В этом случае необходимо предусматривать специальные устройства, предохраняющие место перегрузки от осадков, или при оценке расчетного суточного грузооборота учитывать неизбежные перерывы в работе причалов. При этом имеет значение не столько общее количество осадков, как число дней с осадками. В этом отношении одним из “неудачных” портов является Санкт-
Петербургский, где при общем количестве осадков около 470 мм в год в отдельные годы бывает более 200 дней с осадками. Данные об осадках получают от Госметеослужбы РФ.

2.3. ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Колебания уровня воды. Эта важнейшая гидрологическая характеристика определяет не только высотные отметки территории порта и глубины на подходах и у причалов, но и форму крепления берега и конструкцию причальных сооружений. При значительных амплитудах колебаний уровня на свободных реках становится нерентабельным применение вертикального крепления берега и приходится переходить на менее удобное в эксплуатации откосное или полуоткосное.

Основной причиной изменения уровня на свободных реках является сезонное изменение расхода воды, хотя на ход уровней могут оказывать влияние и естественные переформирования русла реки и ледовые зажоры и заторы. В многолетнем периоде можно заметить существенное влияние деятельности людей на уровни воды. Так, на некоторых реках, где интенсивно проводились выправительные и дноуглубительные работы, замечается общее значительное снижение уровней воды, создающее серьезные затруднения в эксплуатации ранее построенных причалов.

На падение уровней могут оказать значительное влияние и большие расходы воды, забираемой на орошение и водоснабжение.

С образованием водохранилищ, имеющих большое зеркало водной поверхности, на ход колебаний уровня воды начинает влиять ветер. При действии ветра на поверхность воды на значительном протяжении, в результате трения между воздухом и водой, возникает сначала движение поверхностных частиц, которое затем, передаваясь на глубину, образует ветровое течение.
Это течение способствует повышению уровня у наветренного берега— нагону, и понижению у подветренного — сгону. Амплитуды нагонов и стонов воды на водохранилищах могут в отдельных случаях достигать 1 м и больше.

Еще более значительное влияние ветровые нагоны и сгоны имеют у отмелых берегов морей, в длинных сужающихся заливах и устьях рек. Здесь амплитуды колебания уровня достигают иногда 2—3 м. Так в устье Волги подъем воды при нагоне достигает 2 м, а понижение при сгоне — 1 м. В устье Дона — соответственно 2.5 и 2 м. В устье р. Невы неблагоприятное сочетание ветрового нагона с влиянием циклонов приводит к наводнениям, при которых уровень реки повышается более чем на 4 м.

У берегов открытых морей происходят приливно-отливные колебания уровня под действием астрономических факторов. В отличие от нагонов и сгонов воды, которые по существу случайны, приливы и отливы строго периодичны.

Приливы и отливы на Земле формируются главным образом под действием притяжения Луны и Солнца. Каждая частица водной оболочки Земли будет притягиваться Луной. Кроме того, на эту же частицу действуют центробежные силы от вращения Земли и Луны вокруг оси, проходящей через центр тяжести системы Земля—Луна. В результате сложения этих сил водная оболочка Земли должна деформироваться. В каждой точке земной поверхности в период лунных суток, равных 24 ч 50 мин, дважды наступает прилив (полная вода) и дважды отлив ('малая вода).

Так как приливообразующая сила прямо пропорциональна массе и обратно пропорциональна кубу расстояния, то нетрудно вычислить, что действие Солнца будет примерно в 2.4 раза слабее действия Луны. Когда Луна, Земля и Солнце находятся на одной прямой, приливообразующие силы.

Луны и Солнца складываются и высота прилива будет наибольшей: При квадратурах, когда угол между направлениями с Земли на Луну и Солнце близок к прямому (первая и последняя четверти Луны), приливообразующие силы Луны и
Солнца противодействуют и высота прилива будет наименьшей.

Изложенная выше “астрономическая” схема приливных явлений в значительной степени корректируется “земными” причинами. На общую картину этих явлений накладывается прежде всего влияние инерции водных масс, а различные глубины моря, рельеф дна и очертания берегов в еще большей степени искажают правильный периодический характер приливов и отливов.
Время запаздывания момента наступления полной воды по сравнению с моментом прохождения Луны через меридиан называется лунным промежутком. Средний лунный промежуток называется прикладным часом порта.

Амплитуды приливно-отливных колебаний уровня воды в открытых морях и океанах невелики — 1.5—2.0 м. Однако около морских берегов, в местах значительного влияния дна и берегов, и в особенности в глубине сужающихся заливов, происходит значительное усиление приливно-отливных явлений. Так, например, в заливе Фунди в Северной Америке амплитуда приливов и отливов достигает 15 м, у Атлантического берега Франции она изменяется от 2 до 12 м, у английских берегов—от 7 до 11 м. В отечественных морях эта амплитуда характеризуется следующими величинами: у Мурманского побережья—4.5 м, у горла Белого моря—5.5 м, в Мезенском заливе—6—8 м, в Пенжинской губе
Охотского моря — 11 м.

Во внутренних морях приливно-отливные явления выражены весьма слабо: в Балтийском, Черном и Каспийском морях приливная амплитуда измеряется всего несколькими сантиметрами.

Волнение. На поверхности любого водоема могут возникать и перемещаться волны. Причины возникновения волн различны” но главными можно считать землетрясения, силу притяжения Луны и Солнца и ветер.
Землетрясения, эпицентр которых находится на дне океана, вызывают сейсмические волны, называемые цунами. Волны эти, почти незаметные для кораблей в открытом море, по мере приближения к берегу постепенно увеличиваются по высоте, и в результате на берег обрушиваются уже волны, высота которых может достигать десятков метров. Последствия воздействия таких волн катастрофичны. В 1896 г. действию цунами подверглась северо- восточная часть Японии. В вершинах заливов волны достигали высоты более 30 м, а на других участках побережья, общей протяженностью около 320 км, высота волны была от 4 до 25 м. Волны цунами меньшей разрушительной силы возникают в различных точках земного шара ежегодно. Ввиду того, что от момента землетрясения до подхода цунами к берегу проходят часы, за последние годы в ряде стран, подверженных цунами, удалось наладить службу предупреждения. Поэтому, хотя эти волны по-прежнему производят опустошительные действия на берегах, но число человеческих жертв сводится к минимуму. Ввиду случайной природы цунами ясно, что учет этих волн в инженерных расчетах сооружений затруднителен и связан с большими затратами при строительстве.

Волны приливные в большинстве случаев проявляются лишь в виде медленного подъема и спада уровней.

Наибольший интерес для портостроения представляют волны, возникающие под действием ветра. Размеры и характер ветровых волн зависят как от скорости ветра и его продолжительности, так и от протяженности водной поверхности, на которой ветер действует на воду. Поэтому на реках, если исключить устьевые участки крупнейших рек (Оби, Енисея, Лены и др.), волны не вызывают каких-либо затруднений для перегрузочных работ у причалов, а силовое воздействие волн на сооружения так мало, что его не учитывают. На крупных водохранилищах высота волн достигает 4 м, а у открытых берегов морей и океанов — 10 м и более. При отсутствии естественной защиты на водохранилищах и морях акватории портов приходится ограждать специальными сооружениями — молами и волноломами, которые подвергаются мощному силовому воздействию волн. Для правильной компоновки оградительных сооружений и выбора их конструкции необходимо знать как основные параметры волн, так и повторяемость волн по различным направлениям.

Расчеты по определению исходных параметров волн дают их средние значения: высоты Н, длины К и периода Т. Для проектирования различных портовых объектов нужно знать высоты волн определенной обеспеченности. Под обеспеченностью любого параметра волны в системе волн понимается выраженное в процентах количество волн, у которых числовое значение параметра больше или равно, чем у остальных волн в ряду из 100 волн, проходящих непосредственно одна за другой через рассматриваемую точку акватории.

Большое значение для портостроения имеет дифракция волн — искривление лучей и изменение высоты бегущих волн, огибающих препятствия, или проходящих через узкость. При проникании волн на акваторию порта волны распластываются, а так как их гребни постепенно удлиняются, то высота волн довольно быстро уменьшается. На этом принципе основана защита акваторий портов от волнения при помощи оградительных сооружений. На акватории порта, кроме дифракции, может проявляться и рефракция волн под влиянием переменных глубин; кроме того, на волновой режим оказывает влияние отражение волн от оградительных и причальных сооружений, а также рассеяние энергии волн на участках с малыми глубинами.

Течения. На свободных реках скорости течений и их направления зависят от многих факторов, из которых важнейшими являются уклон реки, изменение уровня воды, плановая форма русла и распределение глубин.

При строительстве русловых портов на свободных реках следует по возможности не нарушать естественного режима реки устройством выступающих в русло сооружений. Образующиеся в зоне выступающих частей сооружений местные вращательные течения могут быть опасны как для судов, так и для самих сооружений— возможен размыв основания. Кроме того, такое вмешательство в жизнь руслового потока может привести к нежелательным явлениям на прилегающих участках русла реки. При эксплуатационных расчетах учитывают влияние скорости течения на движение судов.

У морских побережий течения вызываются различными причинами: ветром, волнами, приливно-отливными явлениями, разницей в температуре, плотности и солености воды и, наконец, разностью широт различных точек моря. Большое влияние на характер морских течений оказывает рельеф дна и конфигурация берега. Наибольшее практическое значение для портостроения имеют ветро- волновые и приливные течения, а также компенсационные течения, возникающие близ берегов у естественных или искусственных препятствий.

При фронтальном действии ветра образуется нагон, дополняемый перемещением воды вследствие волнения. Скапливающиеся у берега массы воды в отдельных местах узкими потоками периодически прорывают поток, образуя течения с большими скоростями. Если ветер действует под углом к линии берега, то образуются течения вдоль берега, затухающие по мере прекращения шторма. Скорость таких течений достигает иногда 1 м/с и больше. Не представляя опасности для судоходства и сооружений, эти течения нередко являются причиной заносимости подходных каналов и акваторий портов.

Приливно-отливные течения, почти не заметные в море, могут достигать значительных скоростей в проливах и устьях рек. Такие явления происходят, например, в горле Белого моря и в устье реки Мезени, где максимальные скорости достигают нескольких метров в секунду.

Ледовый режим. Реки и их различные участки, в зависимости от географического положения, замерзают в разные сроки. Продолжительность ледостава весьма различна — от нескольких дней до нескольких месяцев, а некоторые северные реки бывают покрыты льдом больше половины года.
Желательно по возможности избегать участков берега, подвергающихся интенсивному воздействию льда во время ледохода. При всех условиях необходимо знать уровни воды во время ледохода и учитывать опасную зону действия движущегося льда на сооружения. В отдельных случаях необходимо прибегать к устройству специальных льдозащитных сооружений, устраняющих или ослабляющих воздействие льда на основные причальные сооружения порта. Для устранения влияния термического воздействия льда на сооружения рекомендуется устройство полыней. С этой целью используют специальные ледорезные машины или пневматические установки, стимулирующие таяние льда благодаря .подъему глубинных более теплых масс воды.

Замерзание водохранилищ в зоне подпора ввиду отсутствия течений происходит в более ранние сроки, чем на участках свободных рек; освобождение ото льда водохранилищ происходит с запозданием. Разница в сроках нередко достигает 10—15 дней. Ледоход отсутствует — лед тает на месте. Так же спокойно происходит образование льда и у морских побережий.
Можно лишь отметить, что замерзание морской воды вследствие ее солености происходит медленнее, чем пресной, а морской лед отличается большей вязкостью и пластичностью.

Вскрытие и замерзание отдельных участков реки, в зависимости от географического их положения, может происходить в сроки, отличающиеся до месяца (например, участки р. Волги у Астрахани и у Нижнего Новгорода).
Неодновременно происходят эти явления и на различных участках у морского побережья. Даты конца весеннего ледохода и начала осеннего определяют физическую длительность навигации. К сожалению, физическая длительность навигации весьма подвержена изменениям, и поэтому для правильного выбора расчетной ее величины необходимы данные многолетних наблюдений. По этим данным составляют графики обеспеченности длительности навигации и по ним назначают расчетную длительность, используемую в процессе проектирования портов. Чем больше навигационный период, тем большее количество грузов может быть перевезено по водному пути.

2.4. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

При строительстве портов весьма важно знать геологическую структуру берегов и условия залегания пластов. Особенно опасны высокие речные (и морские) берега, на которых, ввиду неблагоприятного напластования грунтов, проявляются оползневые явления, Причина этого — наличие наклоненных в сторону реки подстилающих верхние грунты водоупорных слоев, по которым и скользят расположенные выше массы грунта. Остановить движение оползневых масс грунта при значительном их объеме и большой высоте берега иногда весьма трудно и требуются дорогостоящие работы по глубокому дренированию берега, уположиванию откосов и перераспределению земляных масс. Поэтому, как правило, при выборе места для постройки портовых сооружений избегают таких мест и стремятся найти более устойчивые участки берега.

Огромное значение для портостроения имеет переформирование берегов под действием климатических и гидрологических факторов, из которых влияние последних проявляется в значительной степени.

На реках основной причиной, вызывающей переформирование берегов, является течение. Большинству равнинных рек свойственна извилистая меандрическая форма русла. Если река, развивая извилистость, подойдет к участкам долины, сложенным слабо размываемыми породами, то излучины перестают увеличиваться и начинают сползать вниз по течению, сохраняя свою форму. Если же поток не стеснен склонами долины, то излучины превращаются в петли с хорошо выраженными перешейками. В случаях, когда при высоких уровнях вода свободно переливается через перешеек излучины, даже при большой его ширине может произойти прорыв перешейка с резким изменением русла.

Характер изменения русла реки легко устанавливается сопоставлением топографических планов за различные годы. Если имеется тенденция к изменению русла, то необходимо предусматривать мероприятия, закрепляющие его в районе порта.

На водохранилищах и морях основной причиной изменения берегов в плане является волнение, которое стремится сгладить резкие неровности берега и образовать плавную прямую береговую линию. Когда волны накатываются на берег, они выносят на него, на некоторую высоту от уреза воды, частицы грунта. Обратное скатывание твердых частиц вместе со струями воды происходит по линии наибольшего ската, нормально к линии уреза. Нетрудно заметить, что при этом на выпуклом берегу будет происходить рассеивание частиц и, следовательно, можно ожидать его размыва; на вогнутом берегу, наоборот, будет возникать намыв, а при прямолинейном очертании берега и подходе фронта волн под некоторым углом к берегу—транзит наносов.

Действительный характер воздействия волн отличается от этой примитивной схемы ввиду описанного выше явления рефракции волн, но следует заметить, что рефракция, концентрируя энергию волн на выступающих частях берега, лишь способствует процессу выравнивания берегов. На морских побережьях этот процесс за многие тысячелетия в основном уже завершился.
Лишь на отдельных участках происходит сравнительно небольшой размыв берега с интенсивностью около 1—2 м в год.

Иначе протекает процесс на вновь образуемых водохранилищах. Здесь в некоторых случаях возможен размыв выступающих частей суши с интенсивностью до 100—150 м в год. При любом строительстве на таких берегах необходимо тщательное изучение процесса переформирования берега путем организации наблюдений я его прогнозирование на основе соответствующих расчетов.

Пологий песчаный характеризуется профилем динамического равновесия, который зависит от крупности фракций грунта, слагающих берег, и интенсивности волнения и течений. Если первоначальный уклон дна больше того, который свойствен профилю динамического равновесия (при данных конкретных условиях), то происходит интенсивный размыв берега. В случае, когда первоначальный уклон меньше этого “критического” значения — берег намывается. Такого рода переформирования берега весьма часто происходят на водохранилищах, тогда как на морских побережьях этот процесс, как правило, уже закончен. На отдельных участках Балтийского побережья, а также на побережье Бельгии и Франции, дюны тянутся на десятки километров, охватывая прибрежные полосы большой ширины (до нескольких километров). Высота песчаных валов, обычно не превышающая нескольких метров, доходит до 100 м, ив этом случае их закрепление является уже сложной инженерной проблемой.

Крутой профиль характерен для берега из плотных, метаморфических или осадочных пород. Под совместным действием волнений, течений, ветров и замерзания воды, проникающей в расщелины, первоначальное положение коренного берега. Всякое строительство на пляже, находящемся в динамическом равновесии, возможно только при защите берега от действия волн. Если же такого ограждения не делается, то сооружения должны размещаться обязательно за пределами изменяющейся части пляжа.

Движение наносов является одним из важных факторов, влияющих как на строительство, так и на эксплуатацию портов. Движение наносов непосредственно связано с явлением переформирования берегов и течениями.
Речной поток всегда несет какое-то количество взвешенных и влекомых донных наносов. Всякое вмешательство в жизнь реки при строительстве портов приводит к изменению режима движения воды и наносов, с образованием в одних местах зон с более высокими скоростями движения, а в других — зон с пониженными скоростями. Соответственно в первом случае возможен размыв русла, а во втором неизбежно отложение наносов. По длине реки в верхней ее части в общем преобладает явление размыва и насыщения потока наносами, в нижней, с падением уклонов и скоростей течения, более характерно выпадение наносов. Процесс выпадения наносов наиболее интенсивен в устьях рек. При впадении реки в залив резко уменьшаются скорости течения, что сопровождается осаждением взвешенных и донных частиц. В результате такого осаждения наносов перед устьем реки образуется обширное мелководье, называемое устьевым баром. С течением времени мели поднимаются, образуя острова; речные воды, стремясь к морю, промывают в них протоки, создавая многочисленные разветвления. Образуется обширное пространство треугольной формы в плане, состоящее из многочисленных островов, рукавов, боковых проток, отделившихся озер. Такие устья называются дельтами и занимают обширные площади в несколько тысяч квадратных километров. Так, дельта Волги имеет по основанию 120 км, по длине 200 км и площадь более 12000 км2; дельта Северной Двины имеет в основании 50 км и длину 50 км; Санкт-
Петербург располагается на многочисленных островах дельты р. Невы. Нижняя граница дельты непостоянна: при половодье дельта продвигается в море, затем волнение размывает отложения наносов, а течения переносят их вдоль побережья.

3. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРТА

3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

После выбора технологической схемы прохождения грузов (и пассажиров) через порт его основные составные элементы подвергают расчету.
Рассчитываемыми непосредственно по заданному грузообороту характеристиками элементов порта являются: 1) длина причальной линии; 2) размеры акватории;
3) глубины порта; 4) размеры складов; 5) количество прикордонных и тыловых железнодорожных путей.

Размеры портовой территории определяются в процессе компоновки порта, исходя из условия удобного размещения в плане всего основного и вспомогательного оборудования порта, зданий и сооружений. Нормальная ширина основной части территории, непосредственно примыкающей к причалам, в зависимости от вида грузов и технологических схем их обработки колеблется в пределах 120—250 м. Недостаточная ширина этой оперативной полосы территории порта создает значительные эксплуатационные затруднения и снижает пропускную способность причалов. Характерными примерами в этом отношении являются Новосибирский, Ростовский и Московский Северный порты, где ширина отдельных участков оперативной территории менее 50 м.

3.2. ДЛИНА ПРИЧАЛЬНОГО ФРОНТА

Причальная линия порта состоит из отдельных прямолинейных участков берега. Если прежде основные причалы выполняли сплошными по длине, то за последнее время, в связи с появлением стационарных высокопроизводительных перегрузочных машин, нередко причалы делают в виде отдельных опор (бычки, кусты свай) при откосном креплении берега.

Общая длина причального фронта — это отчетная характеристика и представляет собой сумму длин причальных линий отдельных районов или причалов, предназначенных для переработки самых различных грузов. При проектировании рассматриваются отдельно не только грузы различной категории, но и различные по характеру перевозок, направлению движения, по типам судов, на которых они перевозятся, и т.д. Расчет ведется отдельно для каждой выделенной, в соответствии с приведенной ранее классификацией, доли грузооборота и лишь после определения количества причалов рассматривается целесообразность совмещения однородных грузов на причалах. Так, например, могут совмещаться различные категории штучных грузов, перевозимых на разных судах в разных направлениях, или различные категории навалочных грузов
(минерально-строительные материалы и руда, уголь и руда) и т.д.

Необходимая для перегрузки груза данной категории длина причального фронта определяется в зависимости от длины расчетного судна и полученного по расчету числа причалов.

В зависимости от длины и типа судна, от профиля или типа причального сооружения Нормы технологического проектирования предусматривают целую сетку величин разрывов между судами — от 10 до 25 м.

В целях уменьшения общей длины причальной линии, если это возможно, концевые причалы делаются неполной длины. Отдельно стоящие причалы также могут иметь уменьшенную длину.

Наконец, нефтяные отдельно стоящие причалы могут иметь основную часть, обеспечивающую размещение технологического оборудования, минимальной длины. В этом случае для швартовки судов устраиваются специальные палы, не связанные с основной конструкцией причала. В некоторых случаях приходится, наоборот, увеличивать длину причала. Так, например, если предусматривается передвижка судна в процессе перегрузочных работ, то при расчете длины причала к длине судна следует добавить и величину передвижки. Иногда удлинение причальной линии может быть продиктовано и компоновочными соображениями (размещение складов требуемой длины, подход железнодорожных прикордонных путей на концевом причале).

Если на причалах совмещается перегрузка различных грузов, то число причалов увеличивается: на 10% — при двух видах грузов, на 20% — при трех и на 30% — при четырех видах груза.

Пропускная способность причала зависит от технических и эксплуатационных факторов, а также метеорологических условий.

Таким образом, в расчетах учитываются все факторы кроме экономических. Поэтому расчеты дают лишь минимально необходимое значение пропускной способности причала, но не ориентируют на оптимальное экономическое решение.

Стоимость суточной эксплуатации современных судов весьма высока и при определении приведенных затрат по береговым устройствам (причалы плюс их оборудование) и флоту нередко оказывается, что экономически целесообразно иметь резерв пропускной способности причала.

Потребность в причалах определяют раздельно для каждой линии
(туристской, пассажирской дальнего следования, скоростной” местной, пригородной внутригородской). При достаточно большом пассажиропотоке, желательно для каждой линии предусматривать самостоятельный причал. В особенности это относится к туристским линиям и к скоростным, обслуживаемым судами на подводных крыльях. В морских портах также предусматривают, как правило, устройство отдельных причалов для линий заграничного плавания, экспрессных и скорых, туристских и грузопассажирских. Пропускная способность пассажирских причалов в морских портах ограничивается обработкой одного-двух судов в сутки.

За последнее время стали интенсивно развиваться паромные переправы.
Время занятости паромного причала невелико: от 0.5 ч— для паромов на внутренних водных путях, до 2 ч — для морских портов. Паромные переправы работают строго по расписанию. Поэтому пропускная способность паромного причала обычно превышает число заходов паромов и для паромной линии предусматривают, как правило, один специализированный причал. При необходимости число паромных причалов может быть определено в соответствии с принципами, изложенными выше для грузовых причалов.

3.3. РАЗМЕРЫ ПОРТОВОЙ АКВАТОРИИ

Наиболее сложный состав имеет акватория речного порта. В общем случае акватория речного порта может иметь следующие рейды: 1) сортировочный или формировочный; 2) оперативный или перегрузочный; 3) навигационный; 4) причальный; 5) для отстоя плотов.

Размеры сортировочного рейда так же, как и длину причалов, определяют после детального анализа грузооборота отдельно для каждого выделенного
“грузопотока. Каждое несамоходное судно, перевозящее рассматриваемую долю общего грузооборота, дважды попадает на рейд: прибывая в порт и отправляясь из него. Поэтому, если известны средняя грузоподъемность судна, коэффициент использования грузоподъемности и среднее время нахождения судна на рейде, то

после определения числа скапливающихся судов по каждой отдельно рассматриваемой части грузооборота их суммируют, имея в виду, что необходимо предусматривать отдельные рейды для нефтеналивных судов и для сухогрузных судов с легковоспламеняющимися и огнеопасными грузами.

Навигационный рейд речного порта служит для свободного подхода судов к причалу обязательно против течения. Минимальная ширина навигационного рейда для беспрепятственной циркуляции судна на подходах должна быть равна по крайней мере трем длинам судна. Учитывая размеры современных крупных судов, обеспечить такую величину удается весьма редко. В большинстве случаев приходится уменьшать ширину навигационного рейда соглашаясь с необходимостью сложных маневров судна при подходе к причалам.

Причальный рейд занимает акваторию вдоль причала. Ширина причального рейда определяется шириной акватории, занимаемой двумя ошвартованными судами, и запасом между бортом крайнего судна и кромкой судового хода.

Особо решается вопрос о величине бассейнов (или по аналогии о расстоянии между смежными пирсами). Если через бассейны не предусматривается транзитное движение судов, то при нескольких причалах по длине бассейна желательно предусматривать возможность разворота судов на кормовой чалке. Для коротких бассейнов, имеющих по длине не более двух причалов, можно не предусматривать разворота судов. Тогда ширина бассейна должна определяться из необходимости иметь свободную минимальную полосу воды для движения судов, равную утроенной ширине судна.

При транзитном движении судов через бассейн ширину его следует назначать из условия создания свободной полосы для каждой линии движения.
Площадь рейда для отстоя плотов определяется исходя из расчетного суточного грузооборота.

Речной порт на водохранилище является нередко одновременно и портом- убежищем для проходящих транзитом составов и плотов.

Основная часть акватории морских портов состоит из навигационных и причальных рейдов.

Навигационные рейды морского порта располагаются непосредственно у входов в порт и должны позволять разворот судов без помощи буксиров.
Например, при длине расчетного судна 120м диаметр навигационного рейда будет 420 м, следовательно с использованием буксиров порт может принимать суда длиной до 420:2=210 м или даже до 420:1.5=280 м.

Размеры причального рейда морского порта и размеры бассейнов определяются так же, как и для речного порта.

Ширина узких бассейнов, в которых не предусматривается разворот судов, а сами суда подводятся буксирами, определяется в зависимости от ширины судна и длины бассейна.

В морских и водохранилищных портах предусматривается устройство специальных рейдов для отстоя судов. Их назначение — стоянка транспортного флота в ожидании причала, груза, распоряжения, по метеорологическим и другим причинам.

Число рейдовых отстойных мест в морских портах принимается равным
20—30% числа береговых эксплуатационных причалов — для сухогрузных судов;
30—40% — для нефтеналивных и 5—10% — для пассажирских судов. Из этого количества 10—25% отстойных мест размещаются на внутренней защищенной от волнения акватории порта, а остальные — на внешнем рейде. Рейды отстоя судов на внутренней акватории оборудуются швартовными бычками или палами.

На внешних рейдах суда часто отстаиваются на одном якоре. Очевидно, что из-за возможности разворота судна на 360° площадь, необходимая для отстоя одного судна, будет равна площади круга с радиусом длины якорного каната, равной восьмикратной глубине.

Отстойные места внутри акватории размещают на свободной воде за пределами навигационного и причального рейдов и внутреннего судового хода.

3.4. ГЛУБИНА ПОРТА И ОТМЕТКА ПОРТОВОЙ ТЕРРИТОРИИ

Глубины порта являются одной из важнейших его характеристик.
Желательно иметь по возможности большие глубины для обеспечения приема любых судов, независимо от положения уровня воды в течение всей навигации и независимо от заносимости подходов. Однако увеличение глубин связано и с большими затратами на дноуглубление и со значительным увеличением стоимости причальных сооружений. Поэтому при назначении глубин прежде всего тщательно учитывают гидрологический режим акватории и возможную перспективу его изменения. Расчетное судно выбирают также с учетом перспективного развития порта и возможного увеличения размеров судов, посещающих порт. Последнее очень важно для определения расчетной глубины у причалов, так как обычные их конструкции не позволяют последующего увеличения глубины путем дноуглубления. Вследствие специфических особенностей речных и морских портов определение глубин для них следует рассматривать раздельно.

Расчетные уровни воды и глубина речного порта. Проектная навигационная глубина акватории порта отсчитывается от расчетного низкого судоходного уровня, назначение которого различно для портов на свободных реках и на водохранилищах.

Для портов на свободных реках за расчетный низкий судоходный уровень
ПСУ принимается уровень воды, имеющий средне-многолетнюю обеспеченность (по кривой обеспеченности ежедневных уровней воды) за навигационный период, равную для портов I и II категории — 99%, III и IV категории — 97%, пристаней— 95%.

Выбранный расчетный НСУ не должен быть выше утвержденного проектного уровня воды на прилегающих участках водного пути с учетом перспективы его изменения (на свободных реках) и выше расчетной отметки навигационной сработки (на водохранилищах). Для портов, расположенных на водохранилищах с многолетним регулированием стока, отметка расчетного НСУ устанавливается на основании специального технико-экономического расчета. В некоторых портах в целях увеличения рабочего периода предусматривают зимнюю или преднавигационную загрузку судов. Для этого случая за отметку НСУ могут приниматься соответствующие зимние или преднавигационные уровни.

В соответствии с Нормами технологического проектирования проектная навигационная глубина акватории порта определяется суммой следующих показателей: Т — грузовая осадка расчетного судна (плота); навигационный запас под днищем; запас глубины на дифферент судна; запас глубины на волнение; запас глубины на заносимость.

Расчетные уровни воды и глубины в морских портах.

Расчетные уровни воды портовых акваторий и подходных каналов для приливных и безливных морей назначаются на основе графика многолетних наблюдений за ходом колебаний фактических уровней. В зависимости от интенсивности судооборота глубоко сидящих судов за расчетный принимается уровень с обеспеченностью за навигацию от 98 до 99.5%. Для устьевых портов или для различных участков устьевого канала учитывается поверхностный уклон реки. В портах, расположенных на приливных морях, при малом судообороте иногда за расчетный принимают уровень меньшей обеспеченности.

Проектные глубины в морском порту определяются по той же методике, что и для речных портов. Отличие заключается в том, что для различных частей акватории морского порта (канал, маневровый рейд и причалы) принимаются разные глубины.

Навигационный запас глубины для морских портов сильно зависит от размеров судов. Так, для судов длиной 85 м и меньше 0.3—0.5 м (меньшая величина — для илистых грунтов дна и большая — для скальных), а при длине судов 250 м этот запас будет уже равен 1.4—1.6 м.

Запас глубины на дифферент судна при движении определяется в зависимости от скорости движения судна. Запас на дифферент судна следует учитывать только при определении глубины подходного канала. На маневровой акватории, где судно идет малым ходом (или разворачивается буксирами), и у причалов этот запас не учитывается.

Запас на волну учитывается дифференцированно: для подходного канала и открытого рейда принимается максимальная расчетная высота волны; для закрытой акватории (маневрового рейда) подставляется максимальная высота волны, полученная расчетом дифракции волн через ворота порта; у причалов этот запас, как правило, не учитывается.

Запас глубины на отложение наносов определяется в зависимости от ожидаемой заносимости на том или ином участке акватории порта. Величина его так же, как и для речных портов, назначается не менее 0.4 м (но и не более
1.0 м) с учетом периода между ремонтным дноуглублением.

Если для определения глубины подходного канала принимается осадка наибольшего расчетного судна, то у причалов учитывается осадка конкретных судов. Служебные причалы для портового флота делаются с глубинами 5.0—6.5 м. При окончательном назначении глубин у причалов следует иметь в виду, что увеличение глубины после постройки причала невозможно без сложной его реконструкции и поэтому выбор расчетных судов необходимо делать с учетом перспективного пополнения флота новыми судами.

Расчетные уровни воды и отметка портовой территории.

Выбор отметки территории порта зависит как от требований, предъявляемых работой самого порта, так и от местных условий. В первую очередь отметка территории зависит от режима навигационных уровней воды, но имеют значение и уровни ледохода, и топография берега.

Для нормальной работы порта необходимо прежде всего, чтобы в течение навигации, при самых высоких расчетных уровням в паводки или при попусках из водохранилищ, территория порта не затоплялась. Это необходимо и для бесперебойной работы перегрузочного оборудования, и для нормального функционирования подземных коммуникаций, и для сохранности грузов.

В речных портах, расположенных на свободных реках, отметку территории назначают на уровне пика половодья с расчетной вероятностью превышения уровня воды для портов I категории — 1%, II и III категорий — 5%, IV категории и пристаней — 10%.

В морских портах отметка территории назначается исходя из двух норм — основной и поверочной. Основная норма устанавливает возвышение кордона, обеспечивающее удобство производства перегрузочных операций, работу сухопутного транспорта и нормальную работу подземных коммуникаций.
Поверочная норма устанавливает возвышение кордона, обеспечивающее незатопляемость территории причалов. Отметка территории принимается по наибольшему из двух значений.

Для грузовых и пассажирских причалов местного сообщения, а также для причалов служебно-вспомогательных судов основная норма снижается до 1.0 м.

Для причалов, которые могут быть подвержены воздействию волн высотой более 0.5 м, возвышение кордона должно быть достаточным, чтобы гарантировать от захлестывания воды на территорию, а для свайных сооружений эстакадного типа — от ударов волн о ростверк снизу.

3.5. РАЗМЕРЫ СКЛАДОВ

Различие режима работы водного и сухопутного транспорта и, в особенности, различие в грузовместимости судов и сухопутных транспортных единиц вынуждают к тому, что, несмотря на все видимые преимущества “прямого варианта”, значительная часть грузов проходит через склад. При этом роль склада не ограничивается лишь временным хранением грузов. На специализированных складах, в зависимости от рода груза и характера перевозок, производится сортировка грузов и подбор партий определенного сорта, упаковка, просушка (зерно), взвешивание и другие операции.

По характеру работы склады порта можно подразделить на транзитные
(буферные) и базисные.

Транзитные склады служат для краткосрочного хранения грузов с целью компенсации неравномерности работы водного и сухопутного транспорта. Сроки хранения штучных грузов в складах

ограничиваются в зависимости от рода груза 2—10 сутками на речном транспорте и 6—18 сутками на морском. Располагаются такие склады в непосредственной близости от кордона.

Базисные склады служат для накопления и длительного хранения грузов.
Многие речные и морские конечные порты, получая грузы в течение навигации, обеспечивают их доставку сухопутным транспортом круглогодично. Иногда, наоборот, в портах отправления грузы накапливают в межнавигационный период.
В морских портах, особенно при экспортных перевозках, необходимость подбора крупных партий односортных грузов или уменьшения сезонной неравномерности поступления отдельных видов груза, а иногда и коммерческие соображения могут служить причиной устройства базисных складов. Сроки хранения грузов на базисных складах могут достигать нескольких месяцев.

Склады бывают открытые, в виде специальных площадок для грузов, допускающих хранение под открытым небом (песок, гравий, руда, уголь, круглый лес и др.), и закрытые — для некоторых видов штучных грузов, цемента, апатита, зерна и других грузов, хранение которых под открытым небом недопустимо. При этом крытые склады делают общего назначения или для хранения какого-либо одного груза (зернохранилища, холодильники, склады для пылевидных грузов и т. д.).

Чем короче путь прохождения груза на территории порта, тем меньше себестоимость его обработки. Поэтому для большинства грузов, исключая лишь грузы, требующие специально оборудованных хранилищ, стремятся склады разместить вдоль всей причальной линии.

Полезная высота склада (от пола до несущих конструкций) принимается равной 6.0 м.

За последние годы в целях ликвидации промежуточных внутренних опор разработаны типовые проекты однопролетных складов шириной 48 и 60 м. Длина склада должна быть пропорциональна шагу наружных опор, обычно равному 12 м.
Полученные при расчете габариты складов уточняются в соответствии с этими данными. Если расчетная ширина крытого склада окажется больше 60 м, то устраивается многоэтажный склад; в отечественной практике число этажей складов доходит до четырех (высота верхних этажей уменьшается до 4.5 м).

Размеры склада для нефтегрузов зависят от числа баков, в которых они хранятся, и их размеров. Если нет данных о размерах баков, то ориентировочный расчет может быть сделан исходя из следующих соображений.
Задаются радиусом бака—20 м и, считая высоту равной радиусу, определяют число баков. Площадь склада нефтегрузов определится исходя из необходимости обеспечить противопожарные разрывы между отдельными баками, равные двум- трем диаметрам бака, и обязательной обваловать каждого из них. Места погрузки и выгрузки следует удалять от территории склада не менее чем на
100 м.

3.6. ЧИСЛО ПРИКОРДОННЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ

Для случаев размещения перегрузочных путей и складов в виде непрерывной линии вдоль всего причального фронта (см. рис. 49 и 50) их количество определяется исходя из следующих соображений.

Число прикордонных путей рассчитывается на долю суточного грузооборота, обрабатываемого по прямому варианту. Учитывая, что для установки вагонов необходимо устраивать разрывы между вагонами в промежутках между причалами, где обычно размещаются съезды с одного пути на другой, полезная длина путей на причалах принимается равной 0.8 от общей.

Тогда количество путей, необходимых для установки расчетного числа вагонов, будет равно

Если пути проходят последовательно через несколько причалов, то для обеспечения независимой смены вагонов на причале добавляется дополнительно один обгонный путь. Ранее указывалось на высокую эффективность переработки грузов по прямому варианту с одного вида транспорта на другой, минуя склад.
Поэтому желательно с целью предоставления такой “резервной” возможности, независимо от проектируемого коэффициента прохождения грузов через склад проверить максимальную пропускную способность прикордонных путей.

4. ПЛАН ПОРТА И ЕГО УСТРОЙСТВО

4.1. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ПОРТОВ

Под планом порта понимают общее расположение отдельных его частей, рационально скомпонованных в одно целое. Размещение отдельных элементов порта должно способствовать наилучшему выполнению ими своих функциональных заданий, в осуществлении общей работы порта как транспортного узла.
Проектирование порта должно вестись не только на заданный грузооборот, но и с учетом дальнейшей перспективы развития. В 70-е. годы время для ряда крупных портов СССР были составлены генеральные схемы возможного развития на 2000 г., и проектирование развития на ближайшие годы рассматривалось как этап строительства общей перспективной схемы порта. Такой подход к проектированию порта, возможный только при социалистической плановой системе хозяйства, давал возможность гармоничного (и экономичного) развития всех элементов порта по мере увеличения грузооборота. В то же время преобладание военно-политических и других неэкономических факторов при выборе того или иного решения приводило к неэффективному и убыточному использованию капитальных вложений. Так например трассировка соединительного канала "Прорва" через дельту р. Дунай не учитывала динамику дельты, наблюдаемую в течении более 100 лет. Что вызывало необходимость в значительных регулярных ремонтных дноуглублениях. То же можно сказать и об островном нефтетерминале в порту "Южный".

Стихийное развитие плана порта, характерное для недавнего исторического прошлого, привело к тому, что отдельные районы портов, обслуживание которых железнодорожным транспортом оказалось технически невозможным, стали отмирать. Акватории многих морских портов (например,
Ждановский, Потийский и Одесский порты) в своем развитии поглощали прежние участки и в современном виде оказываются разделенными «внутренними» оградительными сооружениями, создающими неудобства для судоходства. Нередко старые районы портов оказывались со временем настолько зажатыми городскими кварталами и промышленными предприятиями и настолько неудобными для обслуживания сухопутным транспортом, что приходилось покидать их, создавая новые районы, иногда значительно удаленные от старого порта. Все это относится главным образом к морским отечественным портам. Речные порты в значительной степени избежали этой участи только потому, что их развитие происходило уже после революции, хотя и здесь есть примеры портов с недостаточно развитой территорией, что снижает их пропускную способность.

В капиталистических странах конкуренция и периодические кризисы являлись дополнительными факторами, приводившими к диспропорции развития отдельных районов порта и даже целых портов. С обострением конкуренции в период общего кризиса капиталистической системы эта диспропорция между техническими возможностями портов и фактическим грузооборотом выступила особенно резко: многие порты работают со значительной недогрузкой, большие капитальные вложения в их строительство и оборудование оказались омертвленными.

Принципиальное различие между современными отечественными портами и портами капиталистических стран проявляется в районировании портов. Вместо бессистемной организации грузовых районов капиталистических портов, когда одни и те же грузы перегружаются в нескольких, разбросанных по всему порту районах, принадлежащих разным владельцам, в портах Советского Союза для каждой категории грузов выделяется отдельный район, в котором сосредоточиваются все грузы данной категории, проходящие через порт. Это создает благоприятные условия для применения мощных специализированных перегрузочных машин и складов.

4.2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПЛАНУ ПОРТА И ЕГО ЭЛЕМЕНТАМ

Любой порт, независимо от его расположения, должен соответствовать определенным требованиям, без удовлетворения которых оказывается затруднительным эффективное выполнение основной задачи — быстрой, безопасной и экономичной передачи грузов с одного вида транспорта на другой.

К генеральному плану порта предъявляются следующие общие требования:

1. Подходы к порту с воды должны быть безопасны и доступны в течение всей навигации. Отдельные части порта должны быть так расположены, чтобы суда могли свободно маневрировать на акватории и легко подходить к причалам, не мешая друг другу как при маневрах, так и при стоянке.

2. Подъездные пути с суши — железнодорожные и автомобильные — должны быть удобны, и по возможности иметь меньшее число взаимных пересечений, в особенности пересечений с водными путями. В связи с повышением интенсивности переработки грузов и внедрением прямого варианта должна быть обеспечена возможность непрерывной подачи автомобилей и железнодорожных составов непосредственно на причалы. Для этого порт должен располагать развитыми железнодорожными парками и соединительными путями и иметь резервные площадки для стоянки автомобилей.

3. Должны быть развиты инженерные коммуникации, обеспечивающие бесперебойную работу оборудования и обслуживание судов, обрабатываемых у причалов.

4. Компактное расположение на причалах перегрузочных, складских и дорожных устройств, обеспечивающее наикратчайший путь от одного вида транспорта к другому.

5. Правильное районирование порта по видам грузов, удовлетворяющее требованиям санитарных и противопожарных норм.

6. Порт должен иметь хорошо развитую территорию, на которой должно быть удобно размещено все необходимое для комплексного обслуживания флота: базы снабжения продовольствием, бункеровочные базы, здания и сооружения для отдыха и обслуживания рабочих порта и экипажей судов.

7. Обеспечение возможности перспективного развития за пределами расчетного срока без нарушения эксплуатационного режима действующего порта.

Эти основные требования следует дополнить еще одним — необходимостью правильного сочетания порта и города.

Порты и города неразрывно связаны между собой. Более того, постройка крупного порта неизбежно вызывает к жизни и строительство сопряженного с ним жилого массива, который быстро перерастает в город; существует и обратная закономерность. Вместе с тем при стихийном развитии порта и города создается известная конкуренция между ними. Порт в своем развитии стремится занять все новые и новые участки побережья, оттесняя город от воды. В свою очередь город стремится сохранить выходы к воде для устройства парадных набережных, спортивных сооружений и пляжей. В условиях частной собственности и отсутствия перспективного планирования в этой неравной борьбе побеждают, как правило, порты. Города оказываются отрезанными от воды с вкраплением в жилые районы пылящих и отравляющих атмосферу районов порта; при этом жилые кварталы города пересекаются шумными магистралями железнодорожных и автомобильных подъездов к портовым районам. Правда, и порты в этом случае бывают настолько зажаты городскими кварталами, что не имеют достаточной территории для размещения складов и вспомогательных служб. Так развивались многие порты капиталистических стран; так развивались, например, в дореволюционное время Астраханский и Феодосийский порты. Даже в столичном Петрограде речные причалы были размещены в десятках пунктов по берегам каналов и рек среди жилых кварталов.

Современные принципы отечественного портостроения предусматривают гармоническое сочетание интересов порта и города:

основные грузовые районы порта выносятся за городскую черту, а основные участки берега, примыкающие к городским кварталам, отдаются для устройства парадных набережных, парков, спортивных и бальнеологических зон.

Речные порты с годовым грузооборотом до 500 тыс. т располагаются, как правило, компактно, на одном берегу реки, а по отношению к населенному пункту — отдельно от него и ниже по течению реки. Встречаются две формы плана речного порта: русловая — при высоком береге, большой амплитуде сезонных колебаний уровня и значительной ширине реки и ковшовая — при низменном береге, малой амплитуде уровня и небольшой ширине реки. Между портом и городом предусматривается устройство зеленой защитной зоны.
Развитие порта предполагается вниз по течению; города — в противоположную сторону. При необходимости, в пределах городской черты устраиваются пассажирские причалы. При такой схеме удается избежать обрастания порта городскими кварталами, как это наблюдается в западноевропейских речных портах. В более крупных портах, сочетающихся обычно и с крупными городами, основные грузовые районы также выносятся за пределы города. Однако в городской черте, у территории промышленных предприятий, устраиваются специализированные причалы, обслуживающие эти предприятия. Пассажирские районы размещаются в пределах городской территория или выносятся за город при условии хорошего сухопутного сообщения.

Порты верхних бьефах водохранилищ и морские порты ввиду необходимости искусственной защиты акватории дорогостоящими оградительными сооружениями имеют компактную форму. И здесь соблюдается тот же принцип — отделение порта от жилых кварталов города при тесном контакте порта с промышленными районами и обеспечение возможности независимого планомерного - развития всех элементов комплекса.

Создание удобств для населения возможно и необходимо при реконструкции старых уже сложившихся комплексов город — порт. Характерным примером является Санкт-Петербург. Речной порт Санкт-Петербурга ранее состоял из многочисленных причалов, разбросанных по всему городу. Суда разгружались в основном плавучими кранами, набережные загромождались штабелями груза, расположенными почти под окнами жилых домов. За последние годы создано несколько хорошо механизированных районов. При этом район штучных грузов остался в центральной части города, а район навалочных грузов вынесен на окраину. Разобраны старые склады Калашниковского района, построена гранитная парадная набережная. Лишь у некоторых крупных предприятий оставлены в пределах города специализированные причалы; все остальные ликвидированы. Такая реконструкция речного порта оказалась в конечном итоге полезной не только городскому населению, но и самому порту, так как сосредоточение грузов в определенных районах позволило применить передовую технику, обеспечившую и высокую пропускную способность причалов, и экономичность переработки грузов.

4.3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЙОНИРОВАНИЯ ПОРТОВ

Проектирование плана речного порта как нового, так и развития существующего следует начинать с районирования, которое является одним из наиболее важных моментов при составлении проекта порта. От принятого решения по районированию во многих случаях зависит общее внутреннее устройство порта, план вновь создаваемого или развиваемого порта, удобство и качество его эксплуатационной работы.

Для наиболее эффективного решения районирования порта в техническом проекте разрабатываются два, а иногда и несколько вариантов размещения районов порта, которые затем сопоставляются по их технико-экономическим и эксплуатационным показателям; при этом учитываются размер капиталовложений, удобство подходов с воды и суши, резервы дальнейшего развития каждого района, надлежащее сочетание порта с прилегающим населенным и промышленным центром, удаление районов с пылящими и огнеопасными грузами, удобное расположение пассажирских районов, целесообразное взаимное размещение районов различных специальных грузов и т. д.

Так как в каждом отдельном случае районирование порта получает специфический местный характер, зависящий от особенностей конфигурации реки в плане и топографии прибрежной полосы, характера ветров, расположения населенного и промышленного пунктов в районе проектируемого порта, трассы железнодорожных подходов к этим пунктам, выработать конкретные правила айонирования не представляется возможным, а могут быть изложены лишь общие принципы.

Грузы местного потребления, прибывающие на причалы общего пользования на грузопассажирских судах, размещаются обыкновенно в городской зоне в возможной близости к потребителям, чтобы избежать транспортных пробегов внутри города и облегчить эксплуатацию грузопассажирских судов, одновременно обслуживающих пассажирское движение на специальных пассажирских причалах. Последние, как правило, располагаются в центральном городском районе, как это предусматривается часто самой планировкой городских кварталов и городского транспорта, поблизости от пассажирских причалов.

Специальные участки в районе пассажирских причалов должны быть отведены для местных и пригородных линий. Особое место вблизи селитебных районов города должно быть отведено для приема судов с сельскохозяйственными продовольственными грузами. Грузы местного потребления, прибывающие в адрес промышленных предприятий и различных клиентов, расположенных непосредственно у воды, размещаются на причалах этих предприятий и обслуживаются ими по установленным положениям и нормам министерств морского и речного флота.

Перевалочный район обыкновенно размещается вне городской зоны, так как береговую линию, занятую городом или промышленными предприятиями, нерационально отводить для перевалочных операций на железную дорогу и обратно.

Основным условием рациональной компоновки порта и организации его работы является четкое районирование по видам грузов. При значительном грузообороте рекомендуется создание отдельных районов для штучных, навалочных, лесных, зерновых и - наливных грузов; выделяется пассажирский район, а также район (или участок внутри одного из грузовых районов) для комплексного обслуживания транспортного флота. В некоторых случаях, при значительном потоке однородного груза, могут создаваться специальные районы
(район по перегрузке песка, угольный район, рудный район, контейнерный район и т. д.).

Районы (или причалы) таких навалочных грузов, как уголь, руда, цемент и продукты химической промышленности, должны удаляться от остальных районов на расстояние не менее 200 м, а в случае открытой перегрузки пищевых продуктов (соль и зерно навалом) — до 300 м. При этом желательно их размещение с подветренной стороны. С другой стороны, при малом грузообороте возможно совмещение даже на одном причале нескольких видов грузов, например, штучных грузов, оборудования, лесных грузов и контейнеров, угля и руды с соблюдением во всех случаях принципа отделения пылящих грузов от остальных.

Следует, по возможности, избегать совмещения на одном причале грузопотоков разных направлений (с воды на берег и обратно). Также нежелательно совмещение с другими таких грузов, для которых требуются специальные условия перегрузки и хранения (зерновые, свежие фрукты и овощи). Как правило, для них должны предусматриваться отдельные причалы.

При районировании как речных, так и морских портов следует, по возможности, так размещать причалы, чтобы при необходимости можно было сосредоточивать береговые перегрузочные машины для скоростной обработки судов. Для этого необходимо предусматривать на причалах района однотипную механизацию.

Рыбный район должен иметь отдельное место в порту, в этом районе располагаются не только склады, но и рыбопромышленные объекты (консервный завод, фабрика по производству удобрений, жиротопня и т. п.). В некоторых случаях, в морских устьях рек, рыбный район создается в виде специального рыбачьего порта, удаленного от селитебных районов города и имеющего иногда специальное судоремонтное хозяйство и гавань для отстоя рыболовецкого флота. При назначении места для рыбного района необходимо учесть нежелательность его соседства с селитебными районами города.

Нефтяной район выносится на край портовой территории, в удаление от селитебных районов города. В речном порту нефтяной район располагают с низовой стороны по течению реки с тем, чтобы нефть при случайном попадании в воду не загрязняла пригородных водных участков, а в случае пожара — не давала бы распространения огня по воде в сторону порта.

Особые требования предъявляются к расположению нефтебаз, для которых являются обязательными специальные технические условия, согласованные с
Главным управлением пожарной охраны Министерства внутренних дел СССР.
Нефтебазы должны размещаться на специально отведенной территории и примыкать к дорогам общего пользования или соединяться с ними проездами для обеспечения быстрого и бесперебойного прибытия пожарных команд.

Нефтебазы, возводимые у берегов рек, должны размещаться ниже по течению реки, чем причалы, постоянные места расстановки судов, судостроительные и судоремонтные заводы, мосты и гидротехнические сооружения — на расстоянии от них не менее 300 м.

В отдельных случаях, когда невозможно расположить нефтебазы ниже по течению реки, чем указанные объекты, допускается, в зависимости от их размеров, размещать нефтебазы выше по течению реки на расстояниях не менее
1000—3000 м.

Прокладка дорог общего пользования через территорию нефтебазы не допускается. Резервуары на территории резервуарного парка можно размещать в одиночку или группами, причем емкость группы наземных резервуаров не должна превышать 40 000 м3, а подземных резервуаров — не ограничивается.

Нефтепричалы могут располагаться параллельно берегу или выходить в акваторию в виде пирсов. Они должны устраиваться из несгораемых материалов и такой ширины, которая позволяет проложить по ним все необходимые нефтепроводы и пожарные проезды.

Нефтепричалы в морских и речных портах должны размещаться в отдалении от сухогрузных, пассажирских и служебных причалов; при использовании причалов для перегрузки нефтепродуктов с температурой вспышки паров 28°С и ниже разрыв не должен быть менее 300 м, а для прочих нефтепродуктов — не менее 200 м.

При пирсовой схеме нефтепричалов расстояние между смежными пирсами должно быть не менее 200 м — при операциях с нефтепродуктами, имеющими температуру вспышки паров 28°С и ниже, и 150 м — при операциях с прочими нефтепродуктами, но в обоих случаях — не менее длины судна.

Помимо перечисленных районов, целесообразно предусмотреть в порту судоремонтные предприятия (заводы, мастерские), а также и судостроительные верфи, расположение которых в пределах порта необязательно, но возможно.

При распределении в пределах портового узла грузовых районов необходимо учитывать существующее размещение береговых участков клиентуры, под которой понимаются промышленные, торгово-хозяйственные учреждения, как- то: заводы, фабрики, заготовительные базы зерна, леса, нефтяные базы.

Таковы общие указания по районированию речного порта, характеризующегося в основном рассредоточенностью отдельных районов по одному или обоим берегам реки, иногда на значительном ее протяжении.

Эта вынужденная исторически сложившаяся рассредоточенность создает ряд неудобств в эксплуатации порта и удорожает его строительство, препятствуя объединению служб, блокированию зданий и других устройств.

Поэтому следует стремиться к возможно более компактному размещению районов порта и к созданию общей акватории и территории иногда путем устройства, где это допускают условия берега, вырытых гаваней.

Порты на побережьях водохранилищ, морей и озер, огражденные от волнения внешними сооружениями, обычно имеют сосредоточенную общую форму, при которой все районы компактно расположены рядом друг с другом для уменьшения протяжения дорогих внешних сооружений. В этом случае могут быть даны следующие рекомендации. Ближе к входу в порт надо располагать участки срочных пассажирских линий, в особенности обслуживаемых судами больших размеров; это избавляет последние от медленного и осторожного продвижения во внутренние районы порта. В отдельных случаях эти обстоятельства могут привести к вынесению пассажирского района даже за пределы существующего порта, к большим глубинам, иногда на значительное расстояние от основного порта, конечно, при условии обеспечения надлежащего сухопутного сообщения с основным портом и близлежащим населенным пунктом. При достаточных глубинах водный вокзал желательно располагать ближе к городу, обеспечив удобное сообщение между ним и центром города и железнодорожным вокзалом.

Рекомендуется обособленно располагать судостроительные и судоремонтные предприятия, которые должны находиться в стороне от оперативных (грузовых) районов порта, обладать резервами акватории и территории для своего развития и быть легко доступны судам, в особенности аварийным, следующим на ремонт. Если вблизи порта есть удобная защищенная бухта, то возможно отдельное размещение в ней судостроительной и судоремонтной баз.

Обособленное расположение внутри порта следует предусматривать также для базы технического флота, основная деятельность которого сосредоточивается на подходах к порту.

При обособленном расположении порта, судоремонтных предприятий и базы технического флота в одном географическом пункте необходимо, однако, при проектировании их стремиться к тому, чтобы эта обособленность не препятствовала общему для всех них решению вопросов электроснабжения, водоснабжения и т. п., поскольку это может удешевить строительство.

При проектировании оперативных (грузовых) районов порта, занимающих, как правило, основную внутреннюю часть порта, желательно размещать район штучных грузов ближе к городу, если кварталы его по общей планировке подходят к порту. Районы лесных и навалочных грузов, для которых требуются более или менее значительные территории, естественно, располагают на более удаленных от городских кварталов участках берега, чем районы штучных грузов.

Так же, как и в речных портах, угольный район морского порта, вследствие вредного влияния на другие грузы, хранящиеся на открытых площадках, в особенности на лес (пиломатериалы, балансы), следует отделять либо достаточным разрывом, либо портовым участком, менее чувствительным к такой пыли. При этом необходимо учитывать направление господствующих ветров, переносящих угольную пыль на значительное расстояние, до нескольких сот метров.

Те же предосторожности, хотя и в меньшей мере, должны быть приняты в отношении цементных грузов при значительном их грузообороте. Весьма пылящим грузом является также апатитовый концентрат, поэтому перегружать и хранить его следует обособленно и в закрытых помещениях.

Так же, как и в речном порту, отдельное место должно быть отведено рыбному району в случае расположения в этом районе, кроме простых складов, также и рыбопромышленных объектов.

Обособленное место в порту должно быть отведено району нефтяных грузов. Этот район следует удалять от других грузовых и прочих районов порта, а также от городских кварталов на возможно большее расстояние, в особенности при значительной емкости нефтяных складов на портовой территории. При этом акватория, прилегающая к этому району, должна быть отделена от остальной акватории порта и устроена в виде закрытой гавани либо окружена боновыми ограждениями.

В составе порта различают следующие территориальные зоны: оперативная территория грузовых причалов, тыловая территория грузовых причалов, режимная территория общепортовых объектов, территория пассажирских причалов и нережимная территория.

Оперативная территория грузовых причалов включает элементы, непосредственно участвующие в перегрузочном процессе: причалы, перегрузочное оборудование, склады, оперативные (прикордонные и тыловые железнодорожные) пути.

Тыловая территория грузовых районов непосредственно примыкает к оперативной. Она включает железнодорожные районные парки, отдаленно расположенные базисные склады и различные вспомогательные объекты, обслуживающие причалы района (материальные склады, мастерские, столовые, административные здания).

Режимная территория общепортовых объектов служит для размещения центральной мастерской порта, служебных зданий, гаража, пожарного депо и объектов комплексного обслуживания судов. Здесь же размещаются стоянки для индивидуального транспорта работников порта.

Нережимная территория располагается вне ограждения. На ней размещаются как здания порта, так и здания организаций, обслуживающих судоходство.

Территория пассажирских причалов находится вне зоны действия контрольно-пропускного режима. Она включает территорию причалов, пассажирский вокзал или павильоны и привокзальную площадь.

Из всех указанных выше территориальных зон порта только оперативная территория определяется по расчету в соответствии с принятой технологической схемой. Необходимые для нормального функционирования порта площади остальных зон обычно принимают в зависимости от величины площади оперативной территории, а именно: тыловая территория — 50%; режимная территория общепортовых объектов — 30—40% и нережимная территория — 20—30%.
Недостаточное развитие этих «вспомогательных» территорий снижает пропускную способность портов. Производственные и служебно-вспомогательные здания должны размещаться таким образом, чтобы они наилучшим образом выполняли свои функции. Так, диспетчерская порта должна быть расположена в месте, обеспечивающем обзор основных районов; ремонтно-механическая мастерская — вблизи районов с наибольшим количеством транспортного оборудования; пожарное депо — у причалов с наиболее пожароопасными грузами; пункты питания не должны быть удалены от основного производственного участка более чем на 300 м, а спортивные площадки и места для отдыха должны размещаться вблизи пунктов питания.

При проектировании портовых зданий как производственных, так и административно-хозяйственных целесообразно их блокировать по производственным и строительным признакам. Так, например, на тыловой территории в одном блоке уместно соединить: контору грузового района, столовую, медицинский пункт, душевые и служебные помещения грузового района. Удобно также размещение в одном общем здании гаража автопогрузчиков, районной ремонтно-механической мастерской и районного инвентарного склада.

Для портов различных категорий имеются типовые проекты служебно- вспомогательных и производственных зданий.

В целях сокращения времени нахождения судов в портах до минимума следует уделять особое внимание организации комплексного обслуживания транспортных судов.

Комплексное обслуживание транспортных судов — это совокупность всех услуг, оказываемых судну и его экипажу с момента подхода судна к порту и до его ухода из порта. Подготовка к работам по обслуживанию судна (например, комплектование материально-технического снабжения и продовольствия) может начинаться и до подхода судна к порту. К объектам комплексного обслуживания относится все вспомогательное оборудование, размещенное за пределами оперативной территории и обеспечивающее бесперебойное функционирование основного оборудования портов. В базовых крупных портах, к которым приписано большое число судов и в которых производится их зимний отстой, транспортные суда должны получить все виды необходимого им обслуживания и снабжения. Соответственно этому базовые порты имеют наиболее полный вспомогательный комплекс, включая специальные причалы.

В остальных портах состав объектов обслуживания определяется в зависимости от объема работ по обслуживанию судов, структуры грузооборота, времени пребывания судов в порту и других факторов, характеризующих взаимоотношения порта и пароходства. Вся система обслуживания должна быть организована так, чтобы обеспечивалась нормальная работа судов на линиях в течение всей навигации. В системе Министерства морского флота РФ порты подразделяются по диапазону обслуживания на три класса. Если в портах I класса транспортные суда получают любые услуги, то в портах III класса объем обслуживания ограничивается минимумом, без которого невозможно поддерживать нормальное судоходство. Нормативные документы содержат полные перечни объектов комплексного обслуживания, в зависимости от класса порта.

При районировании порта должна быть учтена возможность дальнейшего развития порта и его отдельных районов. Для этого по каждому району, и в особенности по районам, обладающим тенденцией усиленного роста, необходимо, во избежание коренного изменения первоначального районирования и разборки существующих сооружений, предусмотреть резервы территории, причальной линии и акватории.

Необходимо также обеспечить плану порта известную гибкость, позволяющую при изменении грузовой конъюнктуры без особой ломки реконструировать отдельные районы порта, а также использовать районы для других грузов.

При размещении грузовых районов необходимо уделять большое внимание начертанию транспортной сети — железнодорожным и автомобильным подходам, которые должны обслуживать различные участки порта; эти подходы должны быть тщательно продуманы и согласованы с городскими организациями.

Наконец, районирование порта должно быть увязано с генеральным планом железнодорожного узла, разрабатываемым проектной организацией Министерства путей сообщения. С этим планом должно быть увязано железнодорожное оборудование порта.

4.4. НАЧЕРТАНИЕ ПРИЧАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ПОРТА

Рассматривая планы портов, можно установить три основные формы образования причального фронта: открытую (иногда ее называют фронтальной), в виде бассейнов, и форму гребенчатых причалов, называемых пирсами. Выбор той или иной формы зависит в первую очередь от естественных условий, площади территории, а также от условий подхода железнодорожных путей.

Открытый причальный фронт является наиболее распространенной формой, особенно в речных портах. Более того, если рассматривать только отечественные речные порты, то можно заметить, что открытый причальный фронт характерен для подавляющего числа портов. Плановое начертание открытого причального фронта в основном соответствует форме уреза берега.
Поэтому обычно для устройства порта не требуется большого количества земляных работ. Территория порта имеет вид полосы шириной 100—300 м, вытянутой вдоль берега иногда на несколько километров.

Прямолинейное расположение причалов характерно для всех небольших портов. Оно применяется в русловых портах, если имеются прямолинейные участки берега достаточной длины. При числе причалов более пяти-шести становится затруднительной бесперебойная независимая перемена вагонов на отдаленных (по ходу железнодорожной линии) причалах. Чтобы избежать этого недостатка, иногда применяют ступенчатое расположение отдельных групп причалов. Благодаря этому упрощается смежное размещение разнородных причалов при их компоновке и разделяются железнодорожные подъезды к различным причалам. Как показано на рисунке, нередко тыловые пути одной группы причалов переходят во вторую как прикордонные. Недостаток ступенчатого расположения причалов — необходимость дополнительных затрат для устройства торцовых участков причальной линии.

Ломаное начертание причалов приходится применять на криволинейном участке русла, когда спрямление линии кордона обычно связано с чрезмерно большим объемом земляных работ. При небольших углах поворота перевод прикордонных путей с одной группы причалов на другую не вызывает больших затруднений, хотя для этого обычно надо делать небольшую прямолинейную вставку в переходной зоне. При больших углах поворота уже приходится прибегать к довольно сложной системе железнодорожных путей, а иногда на отдельные группы причалов вообще не удается провести железную дорогу.

Общий недостаток всех видов открытого причального фронта — чрезмерная растянутость всех коммуникаций. При сосредоточении всех районов порта в одну линию затрудняется его районирование. К положительным качествам следует отнести свободу маневрирования судов при подходе их к причалам и обычно малую заносимость акватории.

В водохранилищных и морских портах в тех случаях, когда акваторию приходится защищать от волнения, открытый причальный фронт, занимающий значительную длину береговой черты, оказывается неприемлемым и приходится переходить к бассейновой или пирсовой форме.

Бассейновая форма причального фронта применяется в виде отдельных бассейнов, в которых сосредоточены все грузовые причалы — при сравнительно малом грузообороте, или в виде группы бассейнов со специализацией
(районированием) отдельных бассейнов для определенного вида груза — при значительном грузообороте. Первоначально бассейновая форма развивалась при строительстве устьевых портов, расположенных на побережьях ливных морей, когда отдельные бассейны или целые их группы отделяли от моря шлюзами и в них удерживали высокие приливные уровни. Это значительно уменьшало объемы дноуглубительных работ и высоту причальных сооружений, что удешевляло строительство причалов по сравнению с открытым причальным фронтом. Таково, например, устройство основных причалов Лондонского порта. Преимущества бассейновой формы — компактность всего порта и удобство связей с городом и промышленностью — послужили причиной широкого их распространения при строительстве крупных внерусловых портов в Западной Европе (Роттердам,
Гамбург, Франкфурт-на-Майне и многие другие). Площадь открытых (не шлюзованных) бассейнов колеблется в значительных пределах от нескольких до
100 и даже 200 га. Особенно часто бассейны применяются для устройства изолированных нефтяных гаваней со специальными боновыми плавучими затворами на случай пожара.

Если по топографическим и геологическим условиям создание бассейнов не вызывает чрезмерные затраты, то бассейновой форме причального фронта должно отдаваться предпочтение перед открытым причальным фронтом.

Пирсовая форма характерна для морских и водохранилищных портов при крутом падении берега и сравнительно узкой береговой полосе для территории порта. Пирсы образуются в виде искусственных сооружений, вынесенных в акваторию порта. Различают широкие и узкие пирсы.

На широких пирсах размещаются перегрузочные машины, склады, железнодорожные оперативные (прикордонные и тыловые) пути, а также автомобильные дороги. При использовании пирсов с обеих сторон их ширина доходит до 200—300 м и по своему оборудованию они не отличаются от хорошо оборудованных причалов открытого причального фронта. В целях удобства подвода железнодорожных путей на пирсы, особенно при желании использовать примыкающий участок берега для устройства причалов (см. рис. 59, а), пирсы располагают под углом к береговой линии. При размещении рядом нескольких пирсов получается система причального фронта, аналогичная групповому расположению бассейнов. Разница заключается лишь в способе строительства — бассейны роют в целине берега, а для пирсов территорию отвоевывают у воды.

При строительстве Нью-йорского порта в прошлом веке причальная линия образовывалась в виде узких пирсов, перпендикулярных линии берега, расположенных в продолжении поперечных улиц городских кварталов. Длина пирсов позволяла швартовку одного, максимум двух судов. На пирсах по всей ширине размещался склад. Железнодорожные подъезды, как правило, отсутствовали. Такая система пирсов, получившая название «американской» (в отличие от «европейских» широких пирсов), ввиду ограниченности объема складов, а еще больше из-за отсутствия механизации на причалах дальнейшего развития не получила.

Узкие пирсы вполне целесообразны при устройстве причалов для грузов, хранение которых сосредоточено в обособленных хранилищах (зерно, нефть).
Для зерновых причалов ширина пирса определяется только необходимостью размещения конвейерной эстакады и устройством пожарного проезда. Габариты нефтяного пирса определяются условиями размещения трубопроводов. При этом, учитывая возможность сосредоточения перегрузочных шлангов в средней части судна, длина пирса делается укороченной, а для швартовки судна в его продолжении устраиваются палы, соединенные с пирсами переходным мостиком.

Основным преимуществом пирсовой формы расположения причалов является ее компактность, что имеет решающее значение для устройства портов на защищаемых акваториях в морских и водохранилищных условиях. К недостаткам пирсов следует отнести трудности в использовании торцовых участков. Иногда эти участки используются как причалы для пассажирских судов, но обычно служат местом швартовки вспомогательного флота или же остаются свободными.
Ограниченность ширины не позволяет при необходимости развивать склады — приходится их переносить на берег, что приводит к значительным пробегам внутрипортового транспорта. Тем не менее, из-за указанного выше преимущества пирсовой системы она является основной в практике морского портостроения.

4.5. НАЧЕРТАНИЕ ВНЕШНИХ ОГРАДИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПОРТА

Внешние оградительные сооружения, ограждающие акваторию порта, подразделяют на: молы — сооружения, одним концом соединенные с берегом, и волноломы — сооружения, не имеющие соединения с берегом.

Оградительные сооружения могут иметь различную форму в плане: прямолинейную, криволинейную и ломаную. Вогнутость или изломы оградительных сооружений, направленные в сторону открытой воды, не допускаются, так как наблюдения в натуре и исследования показали, что в этих местах (входящих углах) возникает весьма неблагоприятный волновой режим с увеличением нагрузок вдвое, по сравнению с нормальным воздействием волн на прямолинейных участках. Молы и волноломы — наиболее дорогостоящие сооружения в портах. Их компоновка подчиняется противоречивым требованиям: удобства маневрирования судов на акватории ориентируют на ее увеличение, а это при условии надлежащей защиты от волнения приводит к такому увеличению расходов на строительство ограждающих сооружений, что ставится под сомнение сама целесообразность создания порта. Поэтому при выборе места расположения порта стремятся, по возможности, использовать участки с естественной частичной защитой от волн — заливы и бухты, когда при сравнительно небольшой длине оградительных сооружений удается защитить акваторию достаточных размеров.

Сложность и многоообразие естественных факторов, влияющих на строительство порта, не позволяют выработать какие-либо четкие рекомендации по компоновке оградительных сооружений. Во избежание дорогостоящих ошибок, окончательное решение принимается, как это уже указывалось в § 9, на основании лабораторных исследований крупномасштабных моделей портов.

При компоновке портов, в зависимости от местных условий, оградительные сооружения могут возводиться в самых различных комбинациях.
Простейшая компоновка порта получается при ограждении одним молом, что оказывается возможным в условиях полубухты, защищенной с одной стороны выступающим мысом. Классическим примером такой компоновки является
Ялтинский порт. Мол с внутренней стороны уширен и используется для швартовки пассажирских судов. Размер защищаемой акватории невелик.
Поэтому применение одиночных молов ограничивается случаями устройства небольших портов.

Один волнолом применяется обычно для защиты бухт у приглубых берегов.
В этом случае порт имеет два входа. В некоторых случаях, при строительстве портов на открытом берегу, для защиты рейдов и причалов приходится строить волнолом значительной длины (Марсельский порт). Делались попытки защиты акватории одиночным волноломом и на пологих песчаных берегах. При этом предполагалось, что наносы, движущиеся вдоль берега, будут транзитом проходить через акваторию порта. Практически оказалось, что в области волновой тени за волноломом акватория начинает интенсивно заноситься и такая защита акватории от волнения сопряжена с большим объемом ремонтного дноуглубления.

Мол и волнолом применяются для защиты акватории в тех случаях, когда преобладающие ветры распространены по значительному сектору, что не позволяет обойтись одним молом или одним волноломом. Примером защиты акватории посредством мола и волнолома является порт Коломбо на о. Цейлон,
Интересно, что первоначально полубухта была ограждена лишь одним молом, а волнолом построили впоследствии, когда выяснилось, что защита акватории неудовлетворительна.

Два мола применяются весьма часто как для портов на приглубых побережьях, так и на отмелых песчаных. Отличие заключается прежде всего в том, что на приглубых побережьях, как правило, порт располагается в бухте, а поэтому общее протяжение оградительных сооружений сравнительно невелико.
Отсутствует и подходный канал. Один из молов обычно выдвигают в сторону открытой воды, так как это способствует лучшей защите акватории от вкатывания волн через вход: при сохранении ширины входа уменьшается его проекция, совпадающая с фронтом волны.

На песчаных побережьях для защиты акватории от волн и наносов также весьма распространена схема защиты парными сходящимися молами. Характерным примером является приведенный на рисунке порт Вентспилс. Первоначально порт располагался в устье р. Венты и молы предназначались практически только для защиты подходного канала и аванпорта. В настоящее время на аванпорте акватория углублена и построены причалы. После строительства порта внешний угол у южного мола постепенно заполнился наносами и поток наносов, огибая голову мола, попадает на незащищенную часть подходного канала, что вызывает необходимость довольно большого объема ремонтного дноуглубления.

В крупных портах акваторию ограждают молами и несколькими волноломами. Такие порты имеют обычно один или два основных входа; остальные разрывы для судоходства не используются. Установить какую-либо закономерность в компоновке сооружений в этом случае затруднительно, тем более, что оградительные сооружения в таких портах строились по мере развития порта для защиты дополнительных участков акватории и современное начертание оградительных сооружений даже трудно объяснить, не рассматривая истории развития порта.

На свободных реках оградительные сооружения применяются не для защиты от волн, высота которых невелика, а для того, чтобы предохранить суда от действия льда во время ледохода. Обычно такое сооружение в виде дамбы перекрывает протоку между островом и коренным берегом (рис. 61). В результате образуется затон, в котором размещается порт, а в межнавигационный период он используется для зимнего отстоя судов. В том же затоне размещается обычно и судоремонтный завод.

Важное значение для работы порта имеет правильный выбор положения и размеров входа. Расположение входа определяется на основании анализа режима волнения и заносимости, ветрового и ледового режима, грунтовых условий, топографии и других факторов. Трудность решения задачи усугубляется тем, что постройка порта, в свою очередь, серьезно нарушает установившееся равновесие различных факторов естественного режима. Так, прогноз возможных последствий постройки порта на песчаном побережье при наличии транзита наносов возможен только на основании тщательного изучения масштабных моделей в лаборатории.

Практика портостроения выработала некоторые общие рекомендации, которые могут уточняться в зависимости от местных условий.

Вход в порт должен располагаться по возможности на отдаленном от берега участке внешних оградительных сооружений. Во избежание риска попадания судна па прибрежные отмели направление входа в порт должно составлять с береговой линией угол не менее 30°. Вместе с тем, угол между осью входа и направлением господствующего ветра не должен превышать 70°.
Другое ограничение этого угла (

Реферат: Классификация, характеристика и устройство портов

Похожие работы: