Глава XVIII

ЗАНОСИМОСТЬ МОРСКИХ КАНАЛОВ

§ 56. Причины заносимости морских каналов

При эксплуатации подходных каналов и акваторий морских портов приходится вести систематическую борьбу с отложением в них наносов, мешающих нормальному судоходству. Заносимость дна вызывает уменьшение гарантированной глубины канала, за­носимость откосов — уменьшение гарантированной ширины кана­ла. Изменение глубины канала влияет на величину осадки посе­щающих порт судов и, следовательно, на их грузоподъемность и является основной характеристикой заносимости морских каналов. Заносимость морских каналов происходит под влиянием внешних и внутренних причин. К внешним причинам относится выпадение в прорезь канала части наносов, находящихся в водной среде; к внутренним — изменение профиля прорези канала после землечерпания.

При возникновении волнового движения орбитальная скорость частиц на поверхности определяется формулой

В табл. 38 приведены поверхностные и максимальные донные орбитальные скорости для различных размеров волн и ветровые течения при разных скоростях ветра (Азовское море).

Орбитальные скорости и скорости течений при разных режимах ветра и полнения, м/сек

Наблюдения показывают, что с ростом скорости сгонного ветра растет и высота волны. Однако после достижения ветром скоро­сти 18—20 м/сек высота волны увеличивается незначительно, так как при происходящем в это время сгоне воды глубина водоема уменьшается. Но усиление ветра создает опрокидывание гребней, разрушение волн и образование вихрей, перемешивающих по­верхностные слои, проникающих в глубину и вызывающих уве­личение насыщения воды наносами. При этом происходят беспо­рядочные изменения длин, высот, периодов волн и их направлений. Вследствие трения ветра о воду и его давления на волну возника­ет ветровое течение, которое охватывает всю толщу воды и воспринимает донное трение. Нужно отметить, что на поверхности имеется превышение орбитальных скоростей волнового движения над скоростями течения и возрастание их, как правило, происхо­дит быстрее, чем возрастание скоростей течения. В глубину орби­тальные скорости быстро уменьшаются, скорости течения также уменьшаются, но незначительно.

Формирование морского дна на мелководье происходит в ре­зультате постоянного воздействия волнения. При этом вырабаты­ваются определенные формы морских побережий и подводных береговых склонов. При возведении на таких участках внешних оградительных сооружений и производстве землечерпательных прорезей существенно изменяется естественное развитие берега. Вот почему на мелководных побережьях внешние портовые огра­дительные сооружения выводятся до глубины 2,5—6,5 м и более, чтобы вход в порт и судоходная прорезь находились вне зоны влияния наиболее активных волн (волн перемещения). Процесс формирования морского потока в условиях волнения и течения, транспортирование и отложение наносов в каналах принадлежат к наиболее сложным задачам гидродинамики.

Натурное изучение формирования морского потока на стацио­нарных наблюдательных пунктах в 1930 г. и 1954—1955 гг. (Жда

повском канале) позволило установить, что при возникновении ветра и появлении течения и волнения происходит взмучивание наносов, усиление ветра вызывает увеличение мутности, переход ветров в штормы усиливает турбулентное перемешивание и соз­дает максимальное насыщение морского потока наносами (см. табл. 23). При этом увеличивается и крупность наносов (см. табл. 26).

По наблюдениям на стационарном посту в 1954 г. подсчитан жидкий и твердый расходы за период шторма от сгонного ветра (табл. 39).