9.Компоновка акватории порта. Внешняя акватория. Внутренняя акватория. Вход в порт. Входной рейд. Операционная акватория.

Внешняя акватория.

Внешняя акватория, состоит из:

• Подходной зоны (район кругового движения);

• Зоны расхождения;

• Приемной зоны;

• Зоны ожидания;

• Зоны предрейсового навигационного обслуживания.

Зоны внешней акватории соединяются фарватерами.

Подходная зона имеет форму окружности с радиусом:

(9.1)

где L_y– унифицированная длина наибольшего заданного расчетного судна, выбирается из Приложения 23[1].

N_р – количество рядов движения в одном направлении, принимается N_р = 1;

В_р – ширина маневровой полосы подходного фарватера.

Скорость движения судов в подходном фарватере принимается v 4,0 м/с.

При ширине набольшего заданного расчетного судна В = 10 м, В_р = 35 м; при В = 20 м, В_р = 56 м; при В = 30 м, В_р = 78 м; при В = 40 м, В_р = 100 м.

Для промежуточных значений В значения В_р определяются интерполяцией.

Приемная зона – это место приема лоцмана. Она имеет форму прямоугольника с расширением на 0,6 L_у от ширины входного фарватера и длину L_п.з. ≥ 2L_у

Между приемной и подходной зонами размещается зона расхождения, соединенная боковыми фарватерами с зоной ожидания и зоной предрейсового обслуживания судов и имеющая форму круга с центром в точке пересечения очей фарватеров и радиусом:

(9.2)

Зона ожидания предназначена для отстоя судов в ожидании входа во внутреннюю акваторию и располагается так, чтобы защитить суда от господствующего волнения и ветра. По форме она близка к прямоугольной и имеет площадь не менее 9 кв. миль.

Зона предрейсового навигационного обслуживания предназначена для проведения девиации (размагничивания) и измерения скорости судов. Имеет прямоугольную форму и при этом для расчетных судов, имеющих длину 100, 200, 300 м, ширина данной зоны – 0,3, 0,6 , 0,9 или соответственно. Для промежуточных длин судов, ширина определяется интерполяцией.

Длина зоны составляет 5 миль при эксплуатационной скорости расчетного судна v_с ≤12 узлов, 8 миль при 12<v_с ≤24 узлов, 9 миль при v_с>24 узлов.

Длина подходных фарватеров определяется из условия компоновки порта и акваторий в соответствии с заданы топографическим планом.

Расчеты:

За расчетное судно, примем судно «Сумы». Его осадка d= 9,9 м. Унифицированная длина L_у = 180 м.

Ширина B = 24,6 м, следовательно, ширина маневровой полосы B_р = 60 м.

1. ;

2. Приемная зона = 0,6 · 180 = 108 м;

3. Длина приемной зоны = 2 · 180 = 360 м;

4. ;

5. Расчетная длина судна = 169,5 м, следовательно, ширина данной зоны = 0,5 миль.

6. При скорости движения судов = 4,0 м/с, длина зоны = 5 миль.

Внутренняя акватория.

Внутренняя акватория имеет следующие основные элементы:

• Входной рейд (маневровая зона) – часть внутренней акватории, примыкающая к входным воротам, предназначенная для маневрирования судов при следовании в заданный район порта или при выходе из него;

• Операционная акватория, предназначенная для постановки судов к причалам и выполнения маневров, связанных со швартовкой и перестановкой судов, а также для постановки различных плавсредств у борта транспортных судов;

• Разворотное место, предназначенное для разворота судов при следовании к причалам и в обратном направлении;

• Внутренние судовые ходы, служащие для транзитного движения судов в порту и соединяющие отдельные бассейны;

• Рейды для отстоя транспортных судов в ожидании постановки к причалам или по другим причинам;

• Рейды для производства перегрузочных операций на акватории.

Указанные основные элементы акватории рекомендуется компоновать без взаимного совмещения, имея в виду создание условий для их нормального функционирования.

Подходной канал.

Т.к. естественные глубины, в соответствии с заданным топографическим планом, недостаточны для прохода наибольшего заданного расчетного судна, то необходимо проектировать подходной канал, т.е. ис­кусственную прорезь в морском дне.

Для данной работы проектируется канал неполного профиля, с отко­сами, заканчивающимися ниже уровня воды. Принимается одностороннее движение по каналу со станциями расхождения судов. Скорость движения судов по каналу принимается v_c - 6 уз.

Трассу канала проектировать по возможности прямолиней­ной, но при необходимости искривления трассы радиусы закругления не должны быть менее 3000 м. Генеральное направление трассы должно быть близким к направлению господствующих ветров и течений. Трасса канала должна быть увязана с планом порта с учетом обеспечения наивыгоднейшей компоновки оградительных сооружений - молов и волноломов. Поперечное сечение канала должно быть удобным и безопасным для прохода судов, отвечать условиям наименьшего сопротивления движения судов.

Поперечное сечение канала проектируют исходя из главных размерений расчетного судна: осадки –d, ширине - В, наибольшей длине - L. Обычно проектируют ка­налы с трапецеидальным поперечным сечением прорези.

Ширину канала рассчитывают по формуле:

В_к=В_м+2С₁ +ΔВ_к , м (9.3)

где В_м - ширина маневровой полосы:

С=0,5В - запас ширины между маневровой полосой и откосом прорези;

ΔВ_к - запас ширины на заносимость откосов прорези.

Ширина маневровой полосы принимается: В_м= 63 м (т.к. В=24,6м)

Запас ширины на заносимость откосов прорези рассчиты­вается по формуле:

ΔВ_к = , м (9.4)

где =3,2 – изменение величины откоса канала за период между очередными ремонтами канала;

Н_к – навигационная глубина прорези канала(без запаса на заносимость z₄).

Проектная глубина канала Н_пр рассчитывается аналогично проектной глубине акватории по формуле (6.2) для расчетного (наи­большего) заданного судна с учетом всех запасов.

При этом навигационный запас z₁определяется по Прило­жению 20[1], волновой запас z₂ по Приложению 21[1], скоростной запас прини­мается z₃⁼ 0,30 м, запас на заносимость принимается z₄= 0.40 м.

Запас на крен судна определяется по формуле:

, м, но z₀ (9.5)

где B - ширина расчетного судна,

α = 4° для сухогрузов и лесовозов.

Расчеты для судна «Сумы»:

= м=> принимаем 0,36 м

Н_пр= м

С₁=0,5*24,6=12,3 м

ΔВ_к = м

В_м= 63 м

В_к=63+2*12,3+38,4=126 м

Н_к=12 м

Вход в порт.

Под «входом» в порт понимается совокупность технических элементов, обеспечивающих единовременный вход \ выход одного судна:

- входные ворота;

- участок подходного канала, примыкающий к входным воротам;

- входной рейд,

т.е. элементы, влияющие на безопасность и продолжительность ввода\вывода судов.

«Входные ворота» представляют собой расстояние в свету между головами оградительных сооружений.

За навигационную ширину входа принимается ширина по нормали к оси входа в порт на навигационной глубине для заданного расчетного судна.

В_вх

мол

мол

Ось входа

Рис.2 Схема входа в порт.

Навигационная ширина входа В_вх (при одностороннем движении судов) определяется для судна порожнем по формуле:

В_вх= В ( В₀ +1),м (9.3)

где: В - ширина расчетного (наибольшего заданного) судна;

В₀ - относительная ширина маневровой полосы, которая определяется по Приложению 28[1] в зависимости от скорости течения v_t и курсового угла течения , значения которых принимаются по Заданию;

k_vw =1,03 - коэффициент критерия управляемости при скорости прохождения ворот порта v = 6 узлов;

k_а - безразмерный коэффициент, определяемый по Приложению 29[1] в зависимости от отношения площади парусности надстройки и надводного борта A_q к площади подводного борта A_e расчетного (наибольшего заданного) судна.

K_vd – безразмерный коэффициент, определяемый по Приложению 30[1] в зависимости от водоизмещения судна М.

Ширина входа должна быть не менее длины расчетного судна. При наличии подходного канала ширина входа может быть уменьшена, но должна быть В≥0,8L. Для портов, эксплуатируемых в период ледового режима, ширина В определенная по формуле (9.3), должна быть увеличена на 10 - 15º.

Угол между осью входа в порт и общим направлением береговой линии на подходе к порту должен быть не менее 30 градусов, а с направлением господствующих ветров угол должен быть не более 45 градусов.

Перекрытие входа в порт оградительным сооружением (молом или волноломом) рекомендуется устраивать, если навигационная ширина входа не обеспечивает необходимой защищенности портовой акватории от волнения или когда под действием сильных ветров может быть затруднен заход в порт при заданном топографическом плане.

Расчеты:

1. По схеме судна рассчитаем коэффициент k_а = = 1,5 = 1,13;

2. В₀ = v_t sin = 0.6 · 0,99 = 0. В₀= 3.73;

3. K_vd = 1,48, т.к.

4. 182,7 м

Ширина участка подходного канала = 182,7 м, длина = 340 м.

Входной рейд (маневровая зона).

Входной рейд (маневровая зона) должен иметь такие размеры и плановое очертание, которые дают возможность при сильном ветре осуществлять любые маневры, требующиеся при входе\выходе судна из порта, в частности, гашение инерции входящего судна, возможность разворота судна собственными средствами на требуемый угол по дуге циркуляции, возможность отдачи якоря и временной аварийной стоянки.

На площади входного рейда вписывается окружность диаметром D_ц 3,5L, при этом ось входных ворот должна пересекать или касаться это окружности.

Акватория, в которую вписывается окружность, должна иметь на всей площади расчетные глубины и не должна накладываться на площади, выделенные для отстоя судов, производства рейдовых работ, а также на операционную акваторию.

Длина прямолинейного участка по направлению входа, считая от входных ворот L_вх  3,5 L расчетного судна.

Для обеспечения безопасности плавания границы площади, предназначенной для маневрирования, должны быть расположены на расстоянии не менее 2В_р.с. расчетного судна от оградительных и других сооружений. Значение В_р.с. определяется по Приложению 31[1].

Ширина внутренних судовых ходов (фарватеров) принимается B_с..х.  2 B_р.с. при одностороннем движении. Судовые ходы не должны накладываться на участки, отводимые для операционной акватории у причалов и рейдовых стоянок.

Расчеты:

1. Диаметр маневровой зоны = 3,5 · 169,4 = 593,3 м;

2. Длина прямолинейного участка по направлению входа = 3,5 · 169,5 = 593 м;

3. В_р.с. = 20 м;

4. Ширина внутренних судовых ходов = 2 · 24,6 = 49,2 м,

при двухстороннем = 3 · 24,6 = 73,8 м.

Операционные акватории.

Размеры операционной акватории определяются условиями обеспечения безопасности и удобства подхода и отхода при швартовных операциях и обслуживания судов расчетных типов. На размеры операционной акватории существенное влияние оказывает начертание причального фронта: фронтальное, ковшовое или пирсовое.

Ширина операционной акватории В_о.а., измеряется по нормали от линии кордона до границы судового хода или гидротехнического сооружения. При фронтальном начертании причального фронта и самостоятельном проведении швартовых операций и при постановке судна лагом к причалу:

В_о.а. 3В_р.с. (9.4)

В_р.с. - ширина расчетного типа судна, для которого предназначен данный причал и размещаемый на нем ПК.

Зоны безопасности плавания:

- для сооружений, используемых при швартовке и стоянки судов лагом:

B_без. = 3 B_р.с., м (9.6)

- для сооружений, не используемых при швартовке и стоянки судов:

B_без. = 1,5 B_р.с., м (9.7)

Расчеты:

- для сооружений, используемых при швартовке и стоянки судов лагом:

B_без. = 3 B_р.с., м

1. «Новгород»: 3 · 20,6 = 61,8 м;

2. «Джанкой»: 3 · 18,0 =54 м;

3. «Сумы»: 3 ·24,6 = 73,8 м;

4. «Влас Ничков»: 3 · 21 = 63 м;

5. «Симон Боливар»: 3 · 21 = 63 м .