Общая характеристика путевых условий

Перевозка угля в дипломном проекте осуществляется из порта Пермь по реке Каме в московский Южный порт. Перевозка осуществляется в границах трех пароходств: от Перми до Соколок – Камское пароходство; от Соколок до Рыбинска – Волжское объединенное речное пароходство; от Рыбинска до Южного порта – Московское речное пароходство. Суда, следующие из Перми в МЮП проходят следующие характерные участки:

1. От порта Пермь до реки Волги водный путь проходит по реке Каме и находящимися на ней водохранилищам: Воткинском, Нижнекамскому и камской части Куйбышевского водохранилища. Опишем подробнее эту часть пути.

Река Кама относится к равнинным водотокам и является самым большим притоком реки Волги. Длина реки Камы 1805 км. На этом протяжении среднее падение поверхности воды составляло 11 см/км. Площадь водосбора составляется 507 тыс. км², среднемноголетний сток в створе Нижнекамского узла 89,2 км³, причем на долю весеннего половодья приходится до 60% годового стока, летней межени – 30%, а на зимний период – 10%. В связи с подобной неравномерностью стока работа транспорта представлялась затруднительной. Шлюзование реки каскадом гидроузлов позволило ослабить неравномерность стока, разрешить транспортные и энергетические проблемы.

Воткинское водохранилище совместно с Воткинским гидроузлом являются второй ступенью Камского каскада. Гидроузел перекрывает русло р. Камы в районе г. Чайковский, введен в эксплуатацию в 1965 г.

Среднемноголетний объем стока составляет 53,7 км³, площадь водосбора в створе гидроузла равна 181 500 км². Воткинское водохранилище имеет длину 349 км, максимальную ширину 9 км и глубину 28 м. Полезный объем водохранилище 3,7 км³. Максимальная высота волн достигает 2,2 м.

Гидроузел оборудован судоходным однокамерным двухниточным шлюзом размером 290х30м. с распределенной системой питания.

Нижнекамское водохранилище – образовалось в результате перекрытия р. Камы Нижнекамским гидроузлом у города Елабуга. Это водохранилище является последней ступенью Камского каскада, имеет зону подпора, распространяющуюся на 178 км от пристани Камбарка до Нижнекамского гидроузла. Площадь водосбора составляет 368 000 км². Среднемноголетний объем стока равен 89,2 км³.

Нижнекамский гидроузел оборудован судоходным однокамерным двухниточным шлюзом размером 290х30 м. с головной системой питания.

2. Следующий участок включает в себя р. Волгу с находящимимся на ней водохранилищами и гидроузлами, такими как: Куйбышевское водохранилище, Чебоксарское водохранилище, Горьковское водохранилище, Рыбинское и Углическое водохранилища.

Река Волга – самая большая река Европы. Её длина равна 3 531 км, а площадь водосбора составляет 1,36 млн. км². Исток Волги располагается на Валдайской возвышенности на высоте 228 м над уровнем моря. Общее падение р. Волги составляет 255 м, а среднее – 7 см/км. Годовой объем стока колеблется от 250 до 255 км³. Волга принадлежит к равнинному типу рек с преимущественно снеговым питанием. На реке Волге построено 8 гидроузлов. Все восемь Волжских водохранилищ имеют относительно однообразный гидрологический режим. Его различия обусловлены разными объемами стока, размерами водохранилищ, режимом регулирования стока гидроэлектростанциями, метеорологическими и другими условиями. На реке Волге расположено множество крупных городов, имеющих развитую промышленность, поэтому река Волга является важной водной магистралью, и играет большую роль в экономике страны.

Кратко опишем Волжские водохранилища по которым проходит маршрут перевозки.

Куйбышеское водохранилище – является самым крупным на Волге, образованное подпорными сооружениями Куйбышевского гидроузла, построенного в районе г. Тольятти в 1958 году. Подпор водохранилища распространился по р. Волге до Чебоксарского гидроузла и по р. Каме до Нижнекамского гидроузла. После наполнения длина водохранилища по реке Волге составляла 580 км., максимальная ширина 30 км и глубина 39 м. После постройки Чебоксарского гидроузла длина водохранилища снизилась до 490 км. Площадь водосбора достигает 1,2 млн. км², среднемноголетний сток воды – 242 км³. 50% всего стока приходится на весенний период. Полезный объем водохранилища составляет более 35 км³. На водохранилище наблюдается неблагоприятный для судоходства волновой режим, так как на отдельных участках озерной части водохранилища высота волн может достигать 2,5 м.

Чебоксарское водохранилище – образовано в 1980 году в результате перекрытия реки Волги в районе города Новочебоксарск. Современное состояние водохранилища соответствует первому наполнения, что на 5 м ниже, чем предусматривалось проектом. Длина водохранилища составляет 263 км, максимальная ширина 13 км. Среднемноголетний объем стока равен 112 км³. Средняя скорость течения от 5 км/ч в верхней части водохранилища до 0,2 км/ч в нижней.

В состав гидроузла входят судоходные параллельные однокамерные шлюзы (№ 17 и № 18), размерам 290х30х4 м. с распределенной системой питания водой (через продольные донные галереи).

Горьковское водохранилище – образовано в результате перекрытия реки Волги в районе города Городец подпорными сооружениями Горьковского гидроузла. Водохранилище имеет длину 440 км, его подпор распространился вверх по реке до Рыбинского гидроузла. Максимальная ширина водохранилища 14 км, а глубина 22 м. Площадь водосбора равна 29000 км², а полезный объем его составляет 2,5 км³. ГЭС в основном осуществляет недельное и суточное регулирование стока. В границах озерной части водохранилища. На участке ГЭС – г. Юрьевец при сильных ветрах северного и южного направлений возможны сгонно-нагонные колебания уровня воды, достигающие 40 см.

В состав Горьковского гидроузла входят две пары однокамерных параллельных судоходных шлюзов (№№ 13, 14, 15, 16), разделенных межшлюзовым бьефом, протяженностью 1800 м., размеры камер шлюзов равны 290х30 м., глубина на верхнем пороге 4,6 м., а на нижнем 3,25 м. от подпорного уровня. Питание шлюзов водой головное.

Рыбинское водохранилище – расположено в границах Тверской, Вологодской и Ярославской областей. Рыбинский гидроузел был введен в эксплуатацию в 1941 году, однако наполнение водохранилища до нормального подпорного уровня произошло лишь в 1947 году. Основное назначение Рыбинского водохранилища состоит в решении энергетических и транспортных задач. Водохранилище создало благоприятные для судоходства условия на реке Волге от города Рыбинск до города Углич и на нижней Шексне. Эти два направления являются основными частями соответственно канала имени Москвы и Волго-Балтийского водного пути. Рыбинское водохранилища образовано в результате затопления поймы участка реки Волги и устьевых участков рек Мологи, Шексны, Согожи и др. Это придало водохранилищу очертание озеровидного с островами и берегами, изрезанного заливами.

При отметке нижнего подпорного уровень площадь водохранилища составляет 4580 км². Длина озерной части водохранилища достигает 112 км, а наибольшая ширина – 56 км. Подпор по реке Волге распространился на 110 км до Углического гидроузла, по реке Шексне – на 120 км до Шекснинского гидроузла и по реке Мологе – на 226 км. При нижнем проектном уровне глубина максимальная глубина водохранилища достигает 30 м, а средняя глубина – 5,6 м. Среднемноголетний объем стока составляет 35,2 км³, при этом половина стока приходится на период весеннего половодья.

В связи с большими размерами акватории на Рыбинском водохранилище наблюдаются сгонно-нагонные колебания уровня воды под действием ветра, достигающие 0,5 м. На водохранилище наблюдается образование волн до 2 метров при сильном ветре южного, северного и западного направлений.

Компоновка гидроузла специфична: одна группа сооружений (энергетическая) расположена в бывшей устьевой части реки Шексны; другая группа (транспортная) - на реке Волге. Волжская группа сооружений включает в себя однокамерные параллельные шлюзы (№ 11 и № 12), размерами 290х30 м, с глубиной на верхнем пороге 5,0 м., а на нижнем пороге 4,1 м при нижнем подпорным уровне. Шлюзы имеют распределительную систему питания, позволяющую относительно быстро наполнять и опорожнять камеры.

Углическое водохранилище – является второй ступенью Волжского каскада. Углический гидроузел создал подпор на участке реки Волги от города Углич до Иваньковского гидроузла. Окончательное наполнение водохранилища завершилось в 1943 году. До образования водохранилища это участок реки Волги был неблагоприятным для судоходства, это исключало возможность плавания крупнотоннажных судов и составов.

Углическое водохранилище имеет длину 143 км и максимальную ширину 5 км. Годовой сток водохранилища составляет 13,6 км³, при этом половина стока приходится на период весеннего половодья. По гидрометеорологическим условиям Углическое водохранилище относится к разряду «Р» судоходных путей. Лишь при ветрах совпадающих по направлению с наибольшим разгоном волн, на приплотинном участке водохранилища образуются волны высотой 1,2-1,3 м.

Углический гидроузел имеет однокамерный судоходный шлюз размером 290х30х5,5 м. Шлюз имеет головную систему питания. В отличие от других подобных шлюзов здесь опорожнение камер происходит через галерею, расположенную в средней части камеры за пределы нижнего подходного канала.

Иваньковский гидроузел расположен в районе города Дубна. Был построен в 1937 году для питания водой судоходного канала им. Москвы и снабжения водой город Москвы, посредством образованного Иваньковского водохранилища.

Гидроузел имеет в своем составе однокамерный судоходный шлюз, который считается первым шлюзом канала им. Москвы. Размеры шлюза 290х30х5,5 метров. Шлюз имеет головную систему питания водой.

3. Следующим характерным участком маршрута является Канал им. Москвы и река Москва до Южного порта.

Канал им. Москвы, протяженностью 126 км., соединил реку Волгу с рекой Москвой, он введен в эксплуатацию в 1937 году. Наряду с решением транспортной проблемы канал обеспечивает частичное снабжение города Москвы водой. Отдельные участки канала имеют правильные геометрические формы поперечного сечения и пролегают в выемке или насыпи. На некоторых участках трасса канала пересекает русла и долины небольших рек, находящихся в подпоре, или частично совпадает с ними. Разливы в подобных местах получили названия водохранилищ. Судовой ход канала проходит по следующим водохранилищам: Икшинскому, Пестовскому, Учинскому, Клязьминскому и Химкинскому.

На трассе канала расположено 8 судоходных шлюзов (один на реке Волге), имеющих однотипную конструкцию (железобетонный однокамерный (№№ 1-6) или двухкамерный (№7 и №8) и размеры – 290х30х5,5 метров. Система питания шлюзов сосредоточенная (головная).

рис. 1.2. Схема водных путей по перевозке угля из Перми в МЮП

Река Москва, от места соединения с каналом им. Москвы до Южного порта, является продолжением южного склона канала и представляет собой шлюзованный участок реки Москвы протяженностью 42 км. В связи с подпором уровней воды и проведенными дноуглубительными работами очертания русла реки Москвы и рельеф дна приближены к очертаниям канала. Берега реки на значительном протяжении обрамлены набережными откосного и вертикального профилей. Ширина русла реки колеблется от 100 до 300 метров, а глубина по оси судового хода от 3,5 до 7 м.

На пути следования до Южного порта суда проходят Карамышевское водохранилище и одноименный гидроузел. В состав гидроузла входят водосливная плотина и ГЭС, перекрывающие вход в излучину реки Москвы. В спрямлении излучины длиной 0,5 км. расположен однокамерный шлюз с промежуточной головой размером 290х30х5,5 метров. Питание шлюза сосредоточенное (головное).

Весь оставшийся участок длиной 38 км (городской бьеф) находится в подпоре от Перервинского гидроузла. Ширина русла реки на этом участке пути постепенно увеличивается от 140 до 250 м. При этом ширина судового хода составляет 50-80% от ширины русла. Русло имеет многочисленные повороты с радиусом закругления 100-500 метров. Глубины по оси судового хода колеблются от 3,5 до 7 метров. Особенностью движения по этому участку реки является большое число надводных и подводных переходов, причалов местного и внутригородского пассажирского флота. Наименьшая высота составляет 8,6 м. от нижнего подпорного уровня – под мостами: Бородинский, Москворецкий, Устьинский, Новоспасский, Алексеевский. На этом участке пути рекомендуется движение судов с опущенными мачтами.

На всем протяжении пути ограничений по осадке для взятых типов судов нет.

В дипломном проекте есть вариант, предусматривающий обратную загрузку. Этот маршрут предполагает, что в обратном направлении теплоходы с приставкой заходят в порт Касимов, где грузятся промсырьем назначением в порт Набережные Челны. Маршрут следования проходит от МЮП по Москве-реке, вниз по реке Оке до поворота на Касимов. После погрузки промсырья теплоходы следуют вниз по Оке и Волге, затем вверх по Каме до пункта выгрузки. После выгрузки промсырья они следуют порожнем в порт Пермь.

На этом участке пути используются только теплоходы типа «Окский» с приставкой. Загрузка производится не на полную осадку в связи с ограничениями по глубине.

1.3. Эксплуатационно-экономическая характеристика флота

На балансе ООО «Речное пароходство – Грузовые перевозки» находятся следующие виды судов:

Грузовые теплоходы:

пр. 576 – 4 ед.

пр. 559Б – 19 ед.

пр. Р-97 – 2 ед.

пр. Р-97и – 8 ед.

пр. Р-86А – 7 ед.

Итого: 40 ед.

Несамоходный флот: