книги из ГПНТБ / Техническая эксплуатация портовых сооружений

ния дежурного резерва дноуглубительных средств. И то и другое связано с определенными расходами. Однако срыв глубин требует от порта затрат на возмещение убытков от простоев или недо­ груза судов. Уровень гарантии экономически целесообразно уста­ навливать таким, чтобы договорная стоимость мероприятий под­ рядчика по гарантированию не превышала возможных расходов порта, связанных со срывом объявленных габаритов.

Новая система имеет ряд существенных достоинств. Перед ис­ полнителями ремонтного дноуглубления ставится задача с наи­ меньшими затратами и в кратчайший срок создать требуемые су­ доходные габариты, а не извлечь как можно больше грунта. Сле­ довательно, стимулируется совершенствование организации и технологии работ и создаются предпосылки к снижению их стои­ мости.

Договорные отношения между портом и управлением морских путей становятся более четкими и целенаправленными. Подряд­ чик принимает на себя комплексное обязательство создать и под­ держивать в течение договорного срока установленные договором габариты пути на подходах и в акваториях порта, обслуживать средства навигационного ограждения, выполнять промерные рабо­ ты и представлять порту информацию о состоянии габаритов. Значительно упрощается контроль и документация по учету и приемке работ. Отпадает необходимость в многочисленных и тру­ доемких предварительных, промежуточных, заключительных и контрольных промерах с подсчетами объемов выполненных работ. Усилия промерных и промерно-изыскательских партий могут быть направлены на исследование режимов заносимости судоходных путей и на разработку мероприятий по усовершенствованию тех­ нологии ремонтного дноуглубления.

Облегчается и улучшается порядок финансовых расчетов меж­ ду портом и управлением морских путей. В годовом договоре указывается общая годовая стоимость работ подрядчика по со­ держанию судоходных путей в данном порту и разбивка этой стоимости по кварталам. Если подрядчик выполняет возложен­ ные на него договором обязательства, заказчик ежемесячно уп­

и за невыполнение обязательств по гарантии. Заказчик уплачивает подрядчику пени за задержку производства ежемесячных пла­ тежей.

Фактически выполняемые объемы ремонтного дноуглубления обычно не совпадают с объемами, закладываемыми в расчет до­ говорной стоимости работ. В благоприятные по природным усло­ виям периоды дноуглубительный флот может получать за счет этого определенную экономию и создавать резервный фонд на по­ крытие повышенных затрат в периоды неблагоприятных гидроме­ теорологических условий.

287

Для стимулирования удешевления содержания судоходных пу­ тей портам целесообразно заключать с управлениями морских пу­ тей долгосрочные (многолетние) договоры и предусматривать в них обязательства по постепенному ежегодному снижению стои­ мости работ. Удешевление может достигаться путем совершенст­ вования применяемых технических средств дноуглубления, улуч­ шения технологии работ, выбора наиболее рациональных периодов их производства с учетом местных гидрометеорологических усло­ вий и характера процессов заносимости.

Существенным источником рационализации ремонтного дно­ углубления является выбор оптимальной величины запаса глубин

слоя заносимости /іср, которую приходится удалять для поддержа­

В одном году из исследуемого периода объем заносимости бу­ дет наибольшим; ему соответствует наибольшая величина слоя заносимости

Коэффициент неравномерности величины годовых наносов

_

Аг о д — WСр

Обычно на каналах по ширине прорези слой заносимости об­ разуется быстрее и больше у бровок, а посредине прорези он меньше средней величины.

Для выбора наиболее эффективных технологических средств и режимов их использования важно знать не только объем и сред­ нюю толщину слоя наносов, подлежащих удалению, но и величи­ ну отклонений толщины слоя в большую сторону от среднего зна­

288

Опыт показывает, что с увеличением заносимости коэффици­ ент неравномерности уменьшается, так как по мере накопления наносов глубины по ширине судоходной прорези выравниваются.

Величина требуемого запаса на заносимость

У __ ЛсрЛ"нер Л"год

где Кч = —коэффициент частоты ремонтного дноуглубления,

выражаемый отношением числа дноуглублений к числу лет.

Например, при дноуглублении один раз в 3 года К ч= -^-,апри

2

дноуглублении два раза в год К ч = — = 2.

Теоретически для обеспечения стопроцентной гарантии поддер­ жания заданных габаритов при подсчете величины слоя запаса на заносимость в формулу следует подставлять величину коэффи­ циента неравномерности годовых наносов, соответствующую от-

на данном объекте дноуглубительных работ, либо выбирать техни­ ческие средства с учетом величины Z 4. Одновременно удаляемый слой грунта не должен быть меньше чистоты выработки, которая

толщина слоя влечет за собой резкое снижение производительно­ сти дноуглубительного снаряда; соответственно повышается стои­ мость работ.

Большая неравномерность слоя по ширине прорези усугубля­ ет это положение. Качество ремонтного дноуглубления существен­ но зависит от применяемых средств ориентации дноуглубительно­ го снаряда на прорези. Согласно действующим правилам пере­ бор по ширине рабочей прорези в каждую сторону не должен превышать 2 м. Однако, как показывают расчеты, эти нормы мо­ гут обеспечиваться обычными визуальными средствами обстанов­

При определении но забивным и плавучим бровочным створам погрешность будет еще больше из-за неточности местоположения створных знаков. Точность определения + 2 м можно получить лишь при расстоянии до опорных пунктов не более 2 км. Оценка точности определения места по двум углам в пределах открытой части Ленинградского морского канала при пользовании берего­ выми ориентирами южного берега Невской губы п Кронштадта показала, что при средней квадратической ошибке измерения углов секстанами ± 2 ' ошибка места на канале при наиболее вы­ годных комбинациях положения трех ориентиров и без учета не­ точности графических построений и других обстоятельств состав­ ляет не менее 5 м.

Характерен пример разработки планового обоснования Ж да­ новского канала, которым было предусмотрено строительство трех

Следовательно, системы визуальных ориентиров не могут обес­ печить достаточно высокую точность определения местоположения дноуглубительного снаряда во время работы на каналах значи­ тельной протяженности. Необходимость в связи с этим извлечения больших дополнительных объемов грунта существенно удорожает стоимость ремонтного дноуглубления.

Кардинальное решение этого важного вопроса достигается путем применения современных радионавигационных систем. Не­ которые из них уже получили широкое применение, другие нахо­

шинство систем вполне удовлетворяет требованиям точности работ при ремонтном дноуглублении и имеет достаточную дальность дей­ ствия. Эти системы могут быть использованы для целей автомати­ зации работы земснарядов, а также при выполнении промеров глу­ бин и для проводки транспортных судов.

В качестве примера ниже приводится краткое описание радио­ навигационной системы «Хай-Фикс» английской фирмы «Декка», которая работает по принципу так называемого «фазового зонда» (рис. 163). В ее состав входит один комплект ведущей станции,

290

рующие рабочий сигнал, а также сигналы, запускающие ведомые станции. Ведомые станции

имеют приемники, принимающие запускающие сигналы ведущей станции, устройства, формирующие рабочий сигнал и осущест­ вляющие его передачу.

Все три станции снабжены датчиками времени, обеспечиваю­

дикаторы и путепрокладчики. Ведущая станция в определенной последовательности запускает ведомые станции и сама излучает рабочий сигнал. На судовой станции происходит прием этих сиг­ налов по трем (по числу передающих станций) каналам прием­ ной аппаратуры и сравнение фаз этих сигналов на фазоиндикато­ рах. Разность фаз, наблюдаемая в любой точке зоны действия ра­ диопередатчиков, зависит от разности расстояний до береговых

станций.

Действительно, пусть фаза колебания ф = со^

где ср — фаза колебания; со — угловая частота; t — время;

г— расстояние до береговой станции;

с— скорость распространения радиоволн;

к— длина волны.

Таким образом, фаза колебания прямо пропорциональна рас­ стоянию. Соответственно, разность фаз

10* 291

мого перебора по глубине на 36%, а по ширине — примерно в 3 раза.

Борьба с загрязнением поверхности акваторий. В настоящее время подавляющее количество морских судов имеют силовые установки, работающие на нефтяном топливе. С каждым годом возрастают морские перевозки нефти и нефтепродуктов. В связи с этим борьба с загрязнением моря нефтью стала проблемой меж­ дународного масштаба. Установлено, что в результате такого загрязнения наносится огромный невосполнимый ущерб: уничто­ жаются морские рыбы, животные и планктон, служащий им пи­ щей, гибнут перелетные птицы, портятся морские пляжи — места отдыха и лечения, возникают пожары на акваториях портов, су­ доремонтных предприятий и в море. Сырая нефть, мазут, тяже­ лое дизтопливо, смазочные масла, выкачиваемые с балластом, промывочными льяльными водами, являются главными источни­ ками загрязнения.

Нефть распространяется по поверхности воды в виде одно­ родного слоя (пленки) либо в виде нефте-водяной эмульсии, ста­ билизированной природными эмульгаторами, присутствующими в морской воде. Степень эмульгирования с течением времени увели­ чивается. Интенсивность распространения неэмульгированной нефти приблизительно пропорциональна толщине пленки, но зави­ сит также от физических и химических свойств нефти и от ско­ рости течения. Окончательная толщина нефтяной пленки может изменяться от 1 мк до 1 мм. Таким образом, 1 т нефти может по­ крыть поверхность акватории на площади почти до одной квад­ ратной мили. С точки зрения опасности загрязнения побережья наиболее неблагоприятным является перемещение нефти в виде однородных пятен или эмульсии в результате воздействия ветра, течения и приливов.

Советский Союз официально вошел в состав стран-участниц Конвенции по предотвращению загрязнения моря нефтью. Конвенцией установлены запретные зоны для слива в море нефти и загрязненной нефтью воды. Согласно правилам Конвенции за­ грязненной является вода, в которой содержание нефти или неф­ тепродуктов превышает 100 частей нефти на 1 000 000 частей сме­ си (или 100 мг на 1л). Под термином «нефть» в Конвенции под­ разумеваются стойкие виды нефтепродуктов: сырая нефть, ма­ зут, тяжелое дизельное топливо, смазочные масла.

Запретными для слива нефти и нефте-водяной смеси считаются все морские пространства, простирающиеся на 50 миль от ближай­ шего берега. Кроме того, у ряда участков морского и океанского побережий запретная зона расширяется до полосы шириной

100 миль.

Международная конференция 1962 г. постановила распростра­ нить запрещение слива нефти или нефте-водяной смеси в преде­ лах любой из запретных зон также и на суда, не являющиеся тан­ керами, а все танкеры, когда это целесообразно и возможно, дол­ жны полностью избегать слива в море нефте-водяных смесей и со-

293

хранятъ их на борту для сдачи в береговые приемные устройства. Вместе с тем предусматриваются случаи, когда слив нефти или со­ держащих ее смесей в запретных зонах не является нарушением Конвенции, а именно:

когда слив производится в целях избежания гибели или аварии судна, предотвращения порчи груза или спасения людей;

в случае утечки вследствие аварии судна или технических неис­ правностей, если были приняты все разумные меры по их предот­ вращению или уменьшению;

слив осадков, которые не поддаются откачке из грузовых тан­ ков вследствие вязкости, и осадков после очистки жидкого топли­ ва и смазочных масел при условии, что их слив будет произво­ диться возможно дальше от берега и регистрироваться в нефтя­ ном журнале.

Даже при строгом соблюдении требований Конвенции, источники загрязнения моря нефтью полностью не устраняются. Поэтому в последние годы повсеместно проводятся интенсивные исследования и осуществляются практические мероприятия, направ­ ленные на предотвращение загрязнения портовых акваторий и на создание эффективных средств очистки. Вместе с тем быстрый рост морских перевозок нефти и пополнение танкерного флота крупнотоннажными судами потенциально увеличили опасность аварий, сопровождающихся разлитием большого количества нефти.

Катастрофа века — так была названа авария танкера «Торри Каньон», который 18 марта 1967 г. сел на рифы «Семь камней» у берегов Англии. Действительно, если за три года, предшествую­

нию подверглось побережье Корнуэлла на протяжении 140 миль, в том числе 40 пляжей, а также побережье Бретани.

В целях сведения до минимума загрязнения побережья и опа­ сных последствий для рыб, флоры и фауны применялись различ­ ные методы и средства борьбы с пролитой нефтью. Специальный комитет по научным и технологическим аспектам гибели танке­ ра «Торри Каньон» подробно изучил результаты применения всех использованных методов и средств, дал оценку степени их эффек­ тивности и области целесообразного применения. К числу методов и средств удаления нефти с поверхности акватории относятся:

опрыскивание смесью эмульгатора и детергента с последующим перемешиванием поверхности воды при помощи винтов судна либо сильной струей воды; в результате такой обработки нефть диспер­ гируется на чрезвычайно мелкие капли. Когда такая нефте-водя- ная эмульсия сильно разбавляется водой, что происходит в море, пленка нефти через определенное время полностью исчезает;

механическое удаление пленки нефти при помощи плавсредств с оборудованием для улавливания или всасывания нефте-водяной смеси с последующим разделением нефти и воды;

294

потопление нефти, плавающей на поверхности воды, путем об­ работки ее тонкораздробленным материалом высокой плотности, например песком или цементом, к которому нефть прилипает;

абсорбирует нефть и остается на плаву; образующаяся пропитан­ ная нефтью масса затем может быть удалена легче, чем необрабо­ танная нефть.

В период борьбы с последствиями аварии «Торри Каньон» на­ илучшие результаты, по мнению Комитета, были достигнуты при применении метода опрыскивания смесью эмульгатора и детерген­ та. Недостаток этого метода заключается в том, что применяемые вещества сами могут отравлять морскую флору и фауну. В по­ следние годы проводятся успешные исследования, направленные на устранение этого недостатка. Так, английской компанией «Роіуcell Products Ltd» предложен препарат поликлен (Polyelens),

состоящий из растворителей и поверхностно-активных агентов. По заявлению компании-изготовителя поликлен эмульгирует все сорта нефти и нефтепродуктов, безопасен и прост в обращении и при хранении, не вызывает опасных реакций или химических процессов при очистке от нефти моря или побережья, не создает серьезной угрозы для морской флоры и фауны.

Для потопления нефти, плавающей на поверхности, во Франции изготовляется химический препарат депримолиз (deprimolith). Это порошок из различных природных минералов с удельным весом 3—3,8. Попадая на плавающую нефтяную пленку, препарат вы­ зывает химическую реакцию, в результате которой загрязняющие море нефтепродукты как бы стекаются в густую массу, оседаю­ щую на дно. По заявлению специалистов морской службы ведомст­ ва путей сообщения Франции, для морской флоры и фауны этот препарат безвреден.

Для ограждения участков акватории, загрязненных нефтью, применяются различные типы бонов. Например, в Швеции боны состоят из прочных эластичных лент шириной 60 см. Длина каж­ дой секции 50 м. Отдельные секции соединяются плотными замка­ ми из легкого металла. В рабочем состоянии ленты находятся в вертикальном положении за счет балластного песка, размещаемо­ го в карманах нижнего пояса.

В акваториях, укрытых от волнения и не подверженных силь­ ным приливо-отливным явлениям, применяются надувные боновые ограждения. Такие всплывающие и погружающиеся боны требуют постоянного снабжения сжатым воздухом; они предназначаются в качестве стационарного оборудования примыкающих к каналам ковшей и гаваней с бункеровочными и нефтяными причалами.

Для районов с резко выраженными приливо-отливными явле­ ниями и сильным волнением разработан бон с пенопластовым на­ полнением. Этот бон состоит из секций, имеющих особо прочную армированную рубашку, заполненную сплошными пенопласто­ выми цилиндрами в неопреновой оболочке. Секции бона водо­

296

средств сконструировано и запатентовано западногерманской фирмой «Rheinwerft Mainz—Mombach». Схема этого устройства показана на рис. 164. Оно предназначено для работы в акватори­ ях, защищенных от волнения. Согласно проведенным испытаниям с помощью этого устройства за один час можно удалить 750 л мазута, разлитого по поверхности акватории площадью 1000 ж2. Установлено, что в начале работы в сливаемой в сборный танк смеси содержится около 30% воды, а затем поступает почти чис­ тый мазут, и в самом конце, когда на водной поверхности оста­ ется едва заметная нефтяная пленка, содержание воды составляет

около 10%.

Для удаления слоя нефти с участков акватории, подверженных

мых частей, и его можно перевозить автотранспортом или на са­ молете.

В Советском Союзе для очистки портовых акваторий применя­ ется нефтемусоросборщик, проект которого разработан Черномор­

296