Виды и основные средства водного транспорта

Водный транспорт основан на использовании в качестве пути естест­венных и искусственных водоемов для передвижения грузов в судах и сплавом. Различают два вида водного транспорта: морской, путями пере­движения которого являются океаны, моря, заливы, морские каналы и устья крупных рек, и речной (внутренние водные пути), путями передвиже­ния которого служат реки, озера и водохранилища.

Морской транспорт широко применяется для внешнеторговых и внут­ренних (каботажных) перевозок как между портами одного моря, так и между портами разных морей.

Речной транспорт перевозит пассажиров и грузы преимущественно по внутренним водным путям сообщения.

Основными производственными средствами водного транспорта явля­ются:

• путь - водоток или водоем в естественном или искусственном со­стоянии, приспособленный для судоходства;

• флот (суда) для перемещения грузов, пассажиров и технического обслуживания водных путей;

• пристани и порты с соответствующими устройствами для выпол­нения грузовых и пассажирских операций и технического обслу­живания флота и водных путей.

• судоремонтные заводы, находящиеся, как правило, вблизи крупных морских портов и осуществляющие случайный, периодический и капитальный ремонты, а также реконструкцию судов. Важными элементами судоремонтных заводов являются сухие и плавучие до­ки, которые во многом определяют технические возможности заво­дов.

• средства связи, предназначенные для управления всеми производ­ственными подразделениями водного транспорта и перевозочным процессом.

По условиям ветроволнового режима все судоходные внутренние вод­ные пути (каналы, реки, водохранилища и озера, включая Аральское море) разделены на 4 разряда: «М», «О», «Р» и «Л». В основу этого деления по­ложены максимальная высота и длина волны. Если высота волны достигает 3 м и длина - 40 м, то водный путь относится к разряду «М», соот­ветственно 2 и 20 м - к разряду «О», 1,2 и 12 м - к разряду «Р». К разряду «Л» отнесены водные пути, не вошедшие в разряд «Р». Это, например, реки: Ока, Западная Двина, Днестр.

Водный транспорт является дешевым видом транспорта, он требует меньше энергетических затрат на перевозку, чем другие виды транспорта. Для передвижения груза по воде (при малых скоростях) требуется двига­тель в 6-7 раз (а при буксировке плотов в 10 раз) меньше мощности дви­гателя, необходимого для перемещения груза по железной дороге.

Судоходные пути

Под судоходным путем принято понимать водный путь, по которому возможны безопасное движение судов, судовых составов и буксировка плотов в обоих направлениях.

Судоходные водные пути подразделяются на естественные и искусственные, на пути с гарантированными габаритами и без них, на пути с освещаемой и неосвещаемой обстановкой.

Под термином "морской путь" понимают водное пространство морей и океанов, включая естественные проливы и искусственные каналы. Особен­ность морских путей в том, что они не требуют предварительных работ по их сооружению и поддержанию в эксплуатационном состоянии. Однако это не относится к каналам и акваториям портов.

Для судоходства пригодно не все водное пространство реки, озера или водохранилища. Это объясняется наличием мелей и других навигационных опасностей, препятствующих плаванию судов. Для безопасного плавания необходимо, чтобы глубина на используемой для судоходства части про­странства водного пути была больше осадки плавающих судов, а ширина достаточной для маневрирования судов и составов. Радиусы поворотов должны, быть не менее тройной длины наибольшего состава, плавающего по данному пути, чтобы суда в местах поворота не выходили за пределы ширины.

Положение судового хода на водной поверхности обозначают бе­реговыми и плавучими навигационными знаками. Комплекс береговых и плавучих навигационных знаков, указывающий судоводителям положение судового хода, называется навигационным оборудованием водного пути.

Береговые знаки устанавливаются на берегах рек, водохранилищ и озер, устанавливаются на воде и удерживаются на нужном (штатном) месте с помощью якорей.

Для обеспечения безопасного плавания и правильной эксплуатации судоходных путей по каждому из них должны быть составлены и по мере изменения судовых ходов корректироваться и переиздаваться:

• лоцманская карта с нанесенным на нее судовым ходом и лоция, содер­жащая описание особенностей судоходства на данном водном пути;

• маршрутник, содержащий перечень всех характерных пунктов, расположенных в пределах судоходного участка (населенные

• пункты, перекаты, пороги, острова, воложки, убежища и т. п.) с указанием расстояния между этими пунктами по судовому ходу;

• атлас волнения на судоходных трассах и акваториях водохранилищ и озер в зависимости от направления и силы ветра.

Каждое самоходное судно, плавающее по данному водному пути, должно иметь все указанные документы.

Основными эксплуатационными характеристиками судоходного пути являются:

• сроки и длительность физической навигации;

• габариты судового хода;

• средние скорости течения;

• ветроволновой режим водохранилищ и озер;

• пропускная способность пути.

Период времени, в течение которого осуществляется движение судов, называется навигацией.

Длительность физической навигации на рассматриваемом судоходном участке охватывает период с момента очищения реки ото льда весной до момента появления ледостава осенью. Эта длительность навигации различ­на по отдельным судоходным участкам водного пути и значительно колеб­лется по годам. Поэтому длительность физической навигации устанавлива­ется по каждому характерному судоходному участку: озеро, водохранили­ще, канал и свободный участок реки.

Судоходная обстановка предназначена для обеспечения на внутренних водных путях безопасного и беспрепятственного плавания судов, судовых и плотовых составов. Знаки судоходной обстановки бывают береговые и пла­вучие. Они указывают направление, границы и габариты судового хода, границы акваторий портов, пристаней и рейдов, места свальных течений, начало и конец однопутных участков и возможность движения по ним в том или ином направлении, судоходные пролеты мостов, подводные и надвод­ные переходы и места, где суда должны подавать сигналы. Специальными знаками судоходной обстановки регулируется движение судов, судовых и плотовых составов через судопропускные сооружения.

Судоходная обстановка - совокупность разных береговых и плавучих знаков навигационного ограждения судовых ходов, предназначенных для обеспечения безопасного, бесперебойного плавания по внутренним водным путям судов, судовых и плотовых составов.

В зависимости от требований судоходства обстановка может быть раз­личной, и по характеру действия она подразделяется на освещаемую и неосвещаемую.

Положение судового хода на водной поверхности обозначают бе­реговыми и плавучими навигационными знаками. Комплекс береговых и плавучих навигационных знаков, указывающий судоводителям положение судового хода, называется навигационным оборудованием водного пути.

Береговые знаки устанавливаются на берегах рек, водохранилищ и озер, плавучие устанавливаются на воде и удерживаются на нужном (штатном) месте с помощью якорей.

Применяют две группы береговых знаков:

• к первой из них относятся береговые знаки, обозначающие положение судового хода;

• ко второй - информационные знаки, необходимые для информации су­доводителей об особенностях водного пути (например, об одностороннем движении судов на данном участке, об ограничении скорости хода и др.).

Береговые знаки надежны, поэтому их в составе навигационного обору­дования принято считать основными. Плавучие знаки менее надежны (мо­гут быть повреждены судами и плотами или снесены с мест установки пла­вающими льдинами, остатками растительности и отдельными деревьями, которыми засоряется поверхность реки в половодье и при прохождении па­водковых вод), поэтому их считают вспомогательными.

Обычно навигационное оборудование водного пути состоит из берего­вых и плавучих знаков, причем соотношение между количеством тех и дру­гих зависит от конкретных местных условий.

Для того чтобы навигационные знаки были видны днем, они имеют сиг­нальные щиты или объемные фигуры определенной формы и окраски.

На водных путях, где суда плавают не только днем, но и ночью, на зна­ках зажигают сигнальные огни. Такие знаки называют светящими. Каждо­му типу знака присвоен определенный цвет сигнального огня и характер (режим) горения, определяющий последовательность и длительность его вспышек и затемнений.

Насыщенность пути навигационными знаками зависит от интенсивности перевозок. Чем больше объем перевозок, тем обычно больше на данном участке пути навигационных знаков.

Инструкция по содержанию навигационного оборудования предусмат­ривает деление водных путей в зависимости от интенсивности перевозок на:

I группа - пути с интенсивным судоходством или сплавом леса в плотах, по которым ежесуточно в обоих направлениях проходят 30 и более судовых или пять и более плотовых составов. На путях этой группы устанавливают светящие навигационные знаки наиболее на­дежных конструкций;

II группа - пути, по которым в сутки в обоих направлениях проходят до 30 судовых или до пяти плотовых составов. Навигационные знаки на этих путях светящие;

группа - пути, по которым в сутки в обоих направлениях проходит до пяти судовых составов, а также пути, по которым осуществляется нерегу­лярный сплав леса в плотах. Устанавливаемые здесь знаки также светящие;

IV группа - пути, где интенсивность перевозок невелика, но в ноч­ное время регулярно проходит 1-2 судна. Навигационные знаки на этих путях оборудованы световозвращающими покрытиями;

V группа - пути, где судоходство ограничивается единицами прохо­дящих в дневное время судов. Навигационные знаки - несветящие.

Из приведенного деления видно, что пути I-IV групп предназначены для круглосуточного движения флота, так как на них обеспечивается и дневная, и ночная видимость навигационных знаков. Пути V группы предназначены для движения флота только в светлое время су­ток.

В последние годы в открытой части водохранилищ Единой глубоководной системы европейской части СНГ все большее распространение находят так назы­ваемые русловые маяки. Основание та­ких маяков - каменная наброска, насыпной грунт, а также сваи из железобетона или стальных труб большого диаметра.

На семафорных мачтах вывешивают два типа фигур - треугольного и прямоугольного силуэта. Первый тип фигур имеет вид конуса, второй - ци­линдра. Ночью конусу соответствует красный постоянный огонь, цилиндру зеленый постоянный огонь.

При этом на мачте обязательно должны быть вывешены одна под другой две фигуры. Если вверху вывешен цилиндр, а под ним конус, то это означа­ет, что ход открыт для судов, идущих сверху. Ночью в данном случае вы­вешивают два фонаря: верхний - с зеленым постоянным огнем, нижний - с красным постоянным огнем.

Если ход открыт для судов, идущих снизу, фигуры меняются местами (внизу цилиндр или зеленый постоянный огонь, а вверху конус или красный постоянный огонь).

Когда движение судов по участку запрещено, на семафорной мачте вы­вешивают один под другим два конуса, ночью - два красных постоянных огня.

На сигнальных мачтах вывешивают несколько типов фигур. Для обозна­чения глубин служат прямоугольная фигура, большой и малый шары. Пря­моугольная фигура состоит из двух соединенных крестообразно (ребром) прямоугольных щитов. Она окрашивается в черный или белый цвет в зави­симости от фона. Шары состоят из двух соединенных крестообразно дис­ков.

Прямоугольная фигура обозначает глубину 100 см, большой шар - 20 см, малый шар - 5 см.

Если глубина превышает в 1,25 раза наибольшую осадку плавающих по данному участку судов, то вместо перечисленных фигур на мачте вывеши­вают одну крестообразную фигуру черного или белого цвета.

Для указания ширины судового хода служат ромбовидная фигура и те же большой и малый шары. Ромбовидная фигура состоит из двух щитов, имеющих форму ромба, соединенных крестообразно по большой диагонали. Она окрашивается в черный или белый цвет и обозначает ширину 50 м. Большой шар обозначает ширину 20 м, а малый - 5 м.

На плавучие знаки всех типов и типоразмеров разработана подробная техническая документация.

Плавучие знаки, сделанные из дерева, принято называть бакенами, а изготовленные из металла или пластмассы - буями. Это деление является ус­ловным и употребляется по традиции.

Надстройку треугольного силуэта делают в виде пирамиды: три бруска прикрепляют наклонно к штырю (головке) бакена, вторые их концы разво­дят в стороны, образуя ребра пирамиды. Бруски с трех сторон обшивают рейками с небольшими (1,5-2 см) просветами между ними. Для размещения электрических источников питания внутри пирамиды устраивают полку, а в обшивке одной из сторон делают дверку. Светосигнальный прибор надева­ют на штырь бакена.

Круглая силуэтная фигура образуется из двух решетчатых дисков, со­единенных крест-накрест. Диски собирают из реек и прибивают к стойке, верхний конец которой является штырем бакена.

Просветы между рейками 1,5-2 см. Для прочности бакена от его вершины к углам плотика делают проволочные растяжки.

Обслуживание металлических плавучих знаков требует больших затрат физического труда при транспортировке и постановке на штатные места. Значительно облегчить эти рабо­ты можно, применив вместо ме­таллических буев композитные металлопластмассовые. Они имеют надстройку из стеклопластика, а плавучее осно­вание металлическое, заполнен­ное для непотопляемости пенополистиролом.

Место поворота судового хода обозначает­ся поворотными бакенами или буями, кото­рым также присвоены определенная окраска и огни.

Плавучие вехи применяют в качестве са­мостоятельного обстановочного знака, глав­ным образом на водных путях с неосвещаемой обстановкой. Кроме того, их ставят в качестве контрольного знака у каждого бакена и буя. Верхняя часть вехи окрашивается красным или белым цветом в зависимости от кромки судового хода, на которой они стоят. К верх­нему концу вехи правой кромки прикрепляет­ся надставка шарообразной или конусной формы, раструбом вверх.

Способы обслуживания навигационного оборудования

Бригадный способ является основным способом, его применяют почти на всем протяжении водных путей I, II и III групп (со светящими навигаци­онными знаками), а также на значительном протяжении путей IV и V групп (со светоотражающими и несветящими знаками).

При бригадном способе обслуживания на каждом обстановочном участке работает бригада, которая имеет в своем распоряжении самоходное суд­но. Для этих целей с 1970 г. начато строительство специализированных теплоходов. К его достоинствам следует от­нести наличие на судне кормовой балки с гидроприводом. В носовой час­ти оборудована площадка для обслуживания плавучих знаков, в палубе по бортам сделаны ниши для удобства в работе по обслуживанию буев и баке­нов. Теплоход снабжен эхолотом и радиостанцией.

Бригаду возглавляет мастер пути, одновременно совмещающий обязан­ности капитана-механика судна. При круглосуточной двух- или трехсменной работе в состав бригады входят еще один-два вахтенных начальника, они являются сменными мас­терами пути и также совмещают обязан­ности капитана-дублера и помощника механика (механика). Кроме них, в бри­гаду входят два-три монтера и два-три путевых рабочих. Первые одновременно являются рулевыми-мотористами, вто­рые - матросами. В составе бригады обы­чно имеется также повар. Всего бригада состоит из 7-10 чел.

Постовой способ имеет ограниченное применение. В основном приме­няется на водных путях с развитыми перевозками леса в плотах, при нали­чии сложных перекатов с большим количеством плавучих знаков, где необ­ходим непрерывный контроль за их исправным действием.

При постовом способе обслуживания обстановочный участок возглавля­ется мастером пути и разделяется на обстановочные посты, которыми руко­водят бригадиры или старшие постовые рабочие.

В состав поста входят еще один-два монтера-моториста и два-три посто­вых рабочих-моториста, всего 2-6 чел.

Мастер пути контролирует работу обстановочных постов, обеспечивает их материалами и инвентарем. При выставлении и уборке знаков, при уст­ранении повреждений и проведении сплошного траления он организует коллективную работу постов и оказание взаимной помощи одного поста другому.

В своей работе мастер пути подчиняется прорабу путевых работ. В его распоряжение выделяется катер или моторная лодка. Он является матери­ально-ответственным лицом и отвечает за своевременное и качественное выполнение работ на обстановочном участке.

Бригадно-постовой способ применяется, когда на обстановочном уча­стке, обслуживаемом бригадой, имеются отдельные затруднительные для прохода судов перекаты, на которых часто повреждают плавучие знаки и требуется их немедленное восстановление, или имеются перекаты, где про­исходит интенсивное переформирование русла. На таких перекатах содер­жат обстановочные посты. В своей работе они подчинены мастеру пути, возглавляющему обстановочную бригаду.

Кроме перечисленных, имеются и другие способы организации обслу­живании. Одним из них является патрульный, при котором за бригадой за­крепляется два судна - одно тихоходное (базовое), второе - быстроходное (патрульное). Базовое судно проводит перестановку знаков, обеспечивает их ремонт и ведет другие крупные работы. Патрульное судно проверяет ка­чество действия сигнальных огней, правильность расстановки плавучих знаков, проводит смену источников питания и мелкий ремонт.

При патрульном способе протяженность участка бригады увеличивается в 2 раза и более.

Работа обстановочных бригад и постов организуется по сменам или вах­там в соответствии с графиком, утвержденным прорабом путевых работ. Графиком определяется состав вахт, начало и конец работы каждой вахты. График работы бригады составляется в соответствии с Положением о рабо­чем времени и времени отдыха плавсостава судов речного флота.

Бесперебойному и качественному действию знаков и огней способствует рациональный график объезда обслуживаемого участка пути. При бригад­ном и бригадно-постовом способах он должен быть построен так, чтобы ра­боты по ремонту и перестановке знаков и смене источников питания прово­дились, как правило, в светлое время суток. Это удобно делать при движе­нии теплохода вверх по течению. Тогда меньшее время затрагивается на маневры и подходы к знакам. В ночное время должны проводиться провер­ка горения огней и правильности ориентирования светосигнальных прибо­ров направленного действия.

Гарантированные габариты пути и методы их поддержания

Важнейшая качественная характеристика внутренних водных путей - гарантированные габариты судовых ходов, которыми являются: глубина, ширина и радиус закругления. Габариты судовых ходов гарантируются на всех внутренних водных путях, где объем перевозок оправдывает путевые работы по их поддержанию или где судовой ход в естественном состоянии пригоден для плавающих на данном участке судов.

Оптимальное значение гарантированной глубины устанавливается на ос­новании технико-экономических расчетов. Намечается несколько вариантов гарантированных глубин, и для каждого эксплуатационные расходы и капи­таловложение по транспортному флоту и путевому хозяйству.

Шлюзование рек - одно из наиболее радикальных мероприятий по уве­личению судоходных глубин, требующее, однако, постройки плотин, кото­рые и создают подпор (подъем) воды на вышележащем участке. Подпор распространяется тем дальше по реке, чем меньше ее уклон. Для сплошного увеличения глубины реки на ней сооружают плотины. Их высота и место расположения подбираются так, чтобы подпор от нижележащей плотины распространился до вышележащей, и глубины непосредственно ниже каж­дой плотины соответствовали заданным. При этом река разбивается на ряд участков, называемых б ь е ф а м и.

Суда из одного бьефа в другой переходят при помощи к а м е р н о г о ш л ю з а.

В России первые камерные шлюзы были построены в 1704 г. на Вышне­волоцкой водной системе.

Порядок шлюзования судна из верхнего бьефа в нижний следующий: при обоих закрытых воротах горизонт воды в камере выравнивается с помощью водопроводных галерей с горизонтом верхнего бьефа, после чего верхние ворота открываются и суда входят в камеру. Затем закрываются верхние во­рота и затворы верхних водопроводных галерей, после чего открываются затворы нижних водоводных галерей. После выравнивания горизонта воды в камере с горизонтом воды в нижнем бьефе могут быть открыты нижние ворота и судно выведено из камеры в нижний бьеф.

В том случае, когда несколько шлюзовании подряд производится в од­ном направлении, т. е. сверху вниз или снизу вверх, шлюзование называется односторонним; если же шлюзование происходит попеременно то вверх, то вниз, оно называется встречным.

Размеры камеры шлюза определяются размерами и числом одно­временно шлюзуемых судов, на которые рассчитывается шлюз. Шлюзы мо­гут быть рассчитаны на пропуск одного судна максимальных размеров с буксиром или без него и на пропуск целого каравана судов. При этом рас­стояния между судами и между судами и габаритами шлюза принимаются по длине от 2 до 5 м, а по ширине - от 0,2 до 0,1 м.

Разность между уровнями воды в нижнем и верхнем бьефах, называемая напором, может быть различной колеблется для существующих соору­жений в больших пределах.

При значительных напорах, в целях уменьшения размера и веса нижних ворот, сооружаются шлюзы, имеющие несколько последовательно распо­ложенных камер. Такие шлюзы называются многокамерными. Общий напор в многокамерном шлюзе делится между всеми камерами поровну.

Для увеличения пропускной способности водного пути на шлюзуемом участке устраиваются две или три нити параллельно располагаемых шлю­зов. В этом случае получаются парные шлюзы.

Оборудование шлюзов состоит из приспособлений для ввода и вывода судов, их швартовки, а также устройств сигнализации и управле­ния механизмами.

Для швартовки устраиваются: тумбы, рымы (кольца, крюки), распола­гаемые на стенках камеры несколькими горизонтальными рядами, на уров­не горизонтов верхнего и нижнего бьефов. Чтобы ослабить удары о стенки и предохранить суда от повреждений при швартовке и шлюзовании, уст­раиваются отбойные брусья. Кроме шлюзов, для перевода судов и одного бьефа в другой могут служить судоподъемники, которые и поль­зуются также и для подъема и спуска судов в процессе ремонта или по­стройки; судоподъемники различают вертикальные и наклонные.

Для эксплуатационных целей на водных путях применяются главным об­разом вертикальные подъемники с камерой, заполняющейся водой и имею­щей с обоих концов ворота для ввода и вывода судов. Верхний и нижний подводящие к судоподъемнику каналы также имеют ворота.

Судоподъемники применяются главным образом в Западной Европе и на сибирских реках России, имеющих большое падение уровня воды на малых участках.