Основные элементы морских каналов

Основными элементами морских каналов являются план трассы, поперечное сечение, навигационая обстановка, наносозащитные мероприятия.

План трассы включает, как правило, прямолинейные и криволинейные участки. Прямолинейные участки большей или меньшей длины связаны между собой криволинейными участками, описанными обычно по дуге круга. Общее направление канала должно удовлетворять ряду противоречивых требований: оно должно обеспечивать по возможности кратчайшее расстояние между заданными крайними точками при минимальном объеме работ, в то же время приходится учитывать устойчивость грунтов, направление течений и волн и другие факторы, определяющие заносимость. Стремление к уменьшению заносимости, что особенно важно в открытых каналах, заставляет иногда проектировать трассу, значительно отличающуюся от кратчайшей. По этим же соображениям желательно располагать трассу канала таким образом, чтобы ее направление возможно ближе совпадало с направлением равнодействующей движения волн.

Поперечное сечение канала, имеющее обычно форму трапеции, должно удовлетворять двум требованиям. С одной стороны, необходимо, чтобы сечение было просторным для удобного и безопасного прохода судов с небольшим гидродинамическим сопротивлением, с другой, строительство канала должно быть связано с наименьшими объемами работ. При меньшем сечении каналов уменьшаются также и затраты на его содержание. На основании специальных исследований и практических данных обычно считают, что наименьшее (при низком го­ризонте) подводное сечение канала должно быть в 4-5 раз больше подводной части миделя судна или судов, проходящих одновременно в одном сечении канала, а на участках, подверженных волнению, эта величина должна быть еще больше. Кроме того, при определении ширины канала должны быть строго соблюдены величины навигационных и технического запасов глубин под килем.

Навигационная обстановка на канале и на других участках морского пути предназначается для правильного и безопасного движения судов. Для этого морские пути оборудуются тщательно разработанной и безотказно действующей навигационной обстановкой.

Навигационная обстановка – это совокупность различного рода сигналов и знаков, помогающих ориентироваться при подходе судна к берегу, при прохождении по каналу или фарватеру и при подходе к порту. С помощью таких же сигналов и знаков ограждаются опасные места, расположенные вблизи морских путей.

По расположению знаки навигационной обстановки бывают береговыми (опознавательные, портовые, створные) и плавучими (маяки, буи, вехи). Береговые знаки всегда имеют неизменные места расположения и по ним, с высокой точностью, определяется положение судна. По плавучим знакам невозможно определить точно местоположение судна. Ими ограждают опасные места для судов: вход в канал, повороты канала, вход на акваторию порта, отдельные сооружения на акватории порта, отдельные навигационные препятствия.

По целевому назначению знаки подразделяются на ведущие или створные, предостерегательные, указательные, поворотные, приёмные.

По принципу действия знаки подразделяются на: зрительные, акустичес­кие, радиоакустические (сирены), радиотехнические (радиомаяки), радиоло­кационные (оборудованные пассивными радиолокационными отражателями – ПРЛО, которые устанавливаются на береговых знаках, буях, вехах).

Наносозащитные мероприятия проводятся с целью поддержания навигационных глубин на канале, подверженном заносимости.

В настоящее время в мировой практике для этих целей применяются различные способы. Наиболее распространенными способами борьбы с заносимостью каналов являются:

- назначение запаса по глубине на отложение наносов с удалением их при выполнении ремонтного дноуглубления;

- устройство наносозащитных сооружений в виде дамб или шпор.

Для поддержания глубин в условиях интенсивной заносимости наиболее эффективно сочетание дноуглубления с инженерными сооружениями.

Наносозащитные дамбы – это конструкции откосного профиля, а наносозащитные шпоры – это конструкции вертикального типа.

Головы наносозащитных сооружений обычно доводят до глубины 5 или 6м со стороны господствующего направления перемещения наносов и до 3м- с другой стороны прорези канала. Расстояние между верхней бровкой канала и наносозащитным сооружением зависит от возможности пропуска мелкосидящих судов по забровочной глубине и от намечаемого способа производства ремонтного дноуглубления на канале,- оно должно быть не меньше 30м, но не более 75м.

Из других способов поддержания глубин на каналах следует упомянуть искусственную перекачку песка (байпассинг). Этот способ можно эффективно применять лишь на коротких участках каналов, примыкающих непосредственно ко входу в порт. При избытке песка в карманах оградительных сооружений порта он начинает огибать головы оградительных молов и поступает в канал вблизи входа в порт, что повышает заносимость канала на некотором коротком участке. Для поддержания глубин на таком участке канала и для предотвращения размыва берегов из-за перехвата потока наносов каналом устанавливают систему насосов, перекачивающих песок из карманов оградительных сооружений на подветренную сторону канала. Проектируя перекачивающие устройства, приходится решать задачи, связанные с выбором места и режима отвала песка. Откачку можно осуществлять или из одной постоянной точки или вдоль некоторой оси. В последнем случае насосная установка должна быть подвижной и следовать за возможной эволюцией берега.

Оптимальное сочетание применяемых способов поддержания проходных глубин на каналах (дноуглубление в комплексе с наносозащитными сооружениями) следует обосновывать технико-экономическими расчетами, особенно для каналов, подверженных интенсивной заносимости.