книги из ГПНТБ / Кубрак А.Д. Морские рыбные порты и их эксплуатация учеб. пособие

Г л и н и с т ы е , особенностью которых является их пластичность. По степени пластичности глинистые грун­ ты подразделяются на супеси, суглинки и глины.

П е с ч а н ы е — содержат менее 50% частиц разме­ ром более 2 мм, сыпучие в сухом виде, не обладают

Галечниковый грунт в отличие от гравийного содержит больше крупных частиц.

С к а л ь н ы е — породы, залегающие в виде сплош­ ного массива или трещиноватого слоя.

В качестве оснований для портовых сооружений наи­ более благоприятны песчаные, гравийные, скальные грунты; для якорной стоянки — глина, глинистый или илистый песок.

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

В е т е р характеризуется скоростью, направ­ лением, продолжительностью и повторяемостью. На­ правление и скорость ветра измеряются специальными приборами (флюгером, анемометром или анемографом). Направление ветра обозначается по странам света (румбам), откуда он дует. Запись направления ветра

(табл. 1).

Наглядное изображение направления, повторяемости и скорости ветров, характерных для данного морского рыбного порта, может дать диаграмма, которая назы­ вается розой ветров (рис. 1). Розу ветров строят на восьми радиусах, совпадающих с направлением глав­ ных румбов. Все ветры разбиваются по скоростям на несколько групп. Например, к первой группе относятся ветры, скорость которых составляет 1—5 м/с, ко вто­ рой— 6—9 м/с и т. д. Для каждой группы по любому направлению определяется повторяемость в процентах от общего числа наблюдений. От центра диаграммы по

20

каждому направлению откладываются в определенном масштабе отрезки, соответствующие первой группе, за­ тем от конца вектора первой группы — соответствующие

О '

Рис. 1. Роза ветров:

второй группе и т. д. Для получения надежных данных рекомендуется при построении розы ветров использо­ вать отчетные данные о ветрах за период не менее де­ сяти лет.

Т у м а н ы образуются в результате превращения па­ ров в мельчайшие водяные капельки при увеличении влажности. Они часто наблюдаются над морями и океа­ нами, так как капельки образуются в воздухе, содер­ жащем мельчайшие частицы, служащие ядром (части­ цы солей, пыль, дым). Туманы различают по их густоте

(табл. 2).

21

Т а б л и ц а 2

Регистрация дней с туманами имеет существенное значение для эксплуатационной деятельности рыбного порта. Продолжительные туманы часто затрудняют ма­ неврирование судов на акватории рыбного порта.

Наибольшее число дней с туманами в СССР наблю­ дается на Дальнем Востоке. Во Владивостоке бывает в среднем 80 дней с туманами в год, на Балтике 60, Кас­ пии — 35.

О с а д к и характеризуются толщиной слоя воды, ко­ торый образовался бы в течение определенного време­ ни на поверхности земли, если бы вода не впитывалась, не испарялась и не стекала с поверхности. Среднее го­ довое количество осадков составляет в Калининграде — 700 мм, Владивостоке — 540 мм, Ленинграде — 470 мм, Риге — 690 мм, Таллине — 557 мм.

Учет осадков имеет значение для перегрузки моро­ женой рыбной продукции в картонной таре, рыбной му­ ки в мешках, портящихся от влаги, а также для пра­ вильного расположения дренажных коммуникаций, пред­ охраняющих территорию рыбного порта от затопления.

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

К о л е б а н и я у р о в н я м о р я происходят под действием астрономических и метеорологических факторов, а также стока речных вод.

Колебания уровня под действием астрономических факторов (приливы-отливы) характеризуются строгой периодичностью. Приливы и отливы вызываются притя­ жением водной оболочки Земли Луной и Солнцем. При-

22

ливообразующая сила Луны, поскольку она ближе к Земле, в 2,17 раза больше приливообразующей силы Солнца.

На рис. 2 изображен разрез земного шара и Луны вертикальной плоскостью, проведенной через центры тяжести Земли 3 и Луны Л. Согласно закону всемирно­ го тяготения частицы воды на поверхности Земли, рас-

Г(0

а

Рис. 2. Схема возникновения приливо-отливных явлений.

положенные ближе к Луне, будут притягиваться силь­ нее, чем частицы, находящиеся на большем расстоянии

(сила FM>FM', Fa > F b).

Вместе с тем Земля и Луна, будучи связаны взаим­ ным притяжением, представляют собой вращающуюся систему с осью вращения, проходящей через центр тя­ жести системы, который лежит на прямой, соединяющей центры Земли и Луны, на расстоянии от них, обратно пропорциональном массам. От вращения системы Зем­ ля — Луна вокруг оси, проходящей через центр тяжести системы, в каждой точке на Земле возникает центробеж­ ная сила С, одинаковая по величине и направлению для всех точек земного шара. Следовательно, каждая точка на земной поверхности находится под действием силы притяжения F и центробежной силы С, которые, скла­ дываясь, дают равнодействующую Q. Из рис. 2 видно, что в этом случае будет наблюдаться постепенный и

23

все увеличивающийся приток водных масс в направле­ нии точек Л и Б с наибольшей высотой прилива в этих точках; наоборот, отвлечение водных масс из областей, прилегающих к точкам а и Ь, вызовет отлив в этих об­ ластях с наибольшей высотой в данных точках. Земной шар вращается вокруг своей оси, совершая полный обо­ рот в течение суток, поэтому наибольший прилив в точ­ ках Л и Б будет наблюдаться лишь в моменты кульми­ нации Луны. Через ‘Д оборота Земли точки А и В попа­ дут в новое положение, совпадут с плоскостью мери­ дионального сечения, нормального с направлением АВ. В точках Л и Б будет наблюдаться уже наибольший от­ лив. Таким образом, ход колебаний является следствием притяжения водной оболочки Земли Луной и вращения Земли вокруг своей оси. Наибольшая величина прили­ вов наблюдается тогда, когда направления сил притя­ жения Луны и Солнца совпадают. На величину прили­ вов— отливов влияют также очертания и форма побе­ режья, рельеф дна и пр. Основные данные о приливоотливных явлениях по пунктам побережья приводятся в издаваемых таблицах приливов.

Разницу между самым высоким и самым низким уровнями называют амплитудой или высотой прилива. Наибольшие приливо-отливные амплитуды у морских побережий бывают в глубине заливов. Так, в заливе Фонди (Северная Америка) наблюдается наибольший в мире прилив с амплитудой 18 м, в Бристольском за­ ливе— 11,5 м. В отечественных водах значительные при­ ливы наблюдаются в Пенжинской губе Охотского моря (11 м), в Мезенской губе Белого моря (8,5 м). Ампли­ туда приливов в Финском заливе 14 см, в Черном мо­ ре — 10—15 см.

Основным метеорологическим фактором, влияющим на уровень воды, является ветер. Колебания уровня во­ ды под действием ветра характеризуются отсутствием регулярности и периодичности. При ветре с моря проис­ ходит нагон воды, при береговом ветре — сгон. Степень изменения уровня воды под действием ветра зависит от конфигурации дна и берега, направления, скорости и продолжительности ветра. На открытых побережьях на­ гон и сгон меньше, чем в бухтах и заливах. Значитель­ ные изменения уровня под действием ветра наблюда­ ются в устьях рек, имеющих воронкообразную форму.

24

В устье Невы подъем воды при нагонах достигает 4 м, сгон — 0,7 м; в устье Волги соответственно 2 и 1 м.

Вменьшей степени влияют на колебания уровня во­ ды изменения атмосферного давления. Уменьшение или увеличение атмосферного давления на 133,3 Па вызы­ вает повышение или уменьшение уровня на 13,0 мм.

Существенные колебания уровня воды вызываются иногда стоком речных вод. Речной сток велик в период таяния снегов или сильных дождей.

Врезультате наложения действия ветров, атмосфер­ ного давления, стока речных вод, испарений возникают сезонные колебания, которые для внутренних морей (Балтийское, Каспийское и др.) составляют в среднем

30—40 мм.

Известны так называемые вековые колебания уров­ ня воды, например, уровень Каспийского моря за по­ следние 40 лет опустился на 2,5 м. Колебания уровня воды необходимо знать для правильного установления требуемых судоходством глубин, а также для назначе­ ния горизонта незатопляемых площадей портовой тер­ ритории.

В о л н е н и е вызывается ветром, землетрясением, приливо-отливными явлениями. Различают вынужден­ ные волны, развивающиеся при непрерывном воздейст­ вии ветра, и волны зыби, которые распространяются еще некоторое время после прекращения ветра. Наибо­ лее правильную форму колебательного движения имеют волны зыби. При значительной глубине моря каждая точка в толще воды при волнении описывает круговую орбиту с радиусом, убывающим с глубиной.

По характеру взаимодействия с сооружениями, берегами и между собой волны разделяются на интер­ ферированные, образующиеся наложением двух или не­ скольких волн, и разбитые, достигающие при своем дви­ жении мелководья, где происходит их перестройка.

Наибольшее возвышение волны в профиле называет­ ся гребнем или вершиной, самая низкая точка — подош­ вой или впадиной волны (рис. 3).

Волна характеризуется высотой h и длиной Я. Высо­ той волны называется расстояние по вертикали между ее гребнем и впадиной, длиной волны — расстояние меж­ ду соседними гребнями или впадинами. Промежуток времени, за который волна проходит путь, равный своей

25

длине, называется периодом волны и обозначается т. Скорость, с которой движется вершина волны, назы­ вается видимой скоростью перемещения волны. Видимая скорость с определяется по формуле

Волны в открытом океане чаще всего достигают дли­ ны 150—200 м, высоты 8—10 м и периода 8—10 с. В Балтийском море наибольшие волны бывают длиной 55—60 м при высоте до 4 м.

Рис. 3. Профиль волны.

При приближении к берегу элементы волны, а также ее направление изменяются. Это явление называется рефракцией.

Волнение существенно влияет на эксплуатационную деятельность морского рыбного порта. При неудачной компоновке оградительных гидротехнических сооруже­ ний и неправильной ориентировке входа в порт на его акватории образуется волнение, затрудняющее стоянку судов у причальной стенки и производство грузовых работ.

Т е ч е н и я образуются ветрами, приливо-отливными явлениями, разностью плотностей морской воды, волне­ нием и представляют собой перемещение значительных масс воды на большие расстояния. По продолжитель­ ности различают временные, периодические и постоян­ ные течения.

Временные течения вызываются действием ветра, волнениями у берегов. Приливы-отливы вызывают пе­ риодические течения (при приливе — в сторону берега, при отливе — наоборот). Постоянные течения (Куросио, Гольфстрим и др.) обусловлены постоянной разницей плотности воды в различных частях океана.

Скорость течения колеблется в широких пределах — от нескольких сантиметров до 2—3 м/с.

Знание течений в районе рыбного порта имеет су­ щественное значение для правильного расположения в

26

плане морских гидротехнических сооружений, подходных каналов, борьбы с заносимостью и т. д.

Л е д о в ы й р е ж и м характеризуется толщиной льда, его прочностью, сроками образования и вскрытия.

Для эксплуатационной деятельности рыбных портов имеет значение продолжительность ледового периода, который вынуждает прекратить работу порта или про­ должать ее с помощью ледоколов. Балтийское море по­ крывается сплошным льдом только в северной части Ботнического залива и в восточной части Рижского. На­ пример, в Таллинском морском рыбном порту первый лед появляется в среднем в конце января, замерзает порт с середины февраля до начала апреля. Толщина льда — 34 см. В суровые зимы период тяжелой ледовой обстановки в Рижском рыбном порту достигает 85—109 суток. К незамерзающим рыбным портам можно отнести Калининградский, Клайпедский, Мур­ манский.

Глава III. СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ ПОРТА

АКВАТОРИЯ ПОРТА И ЭЛЕМЕНТЫ ЕЕ ОБРАЗУЮЩИЕ

При всем разнообразии морских рыбных пор­ тов в них всегда можно выделить акваторию и терри­ торию. В общем случае к акватории порта относятся внешний и внутренний рейды, оперативные бассейны

(рис. 4).

Р е й д о м называется водная площадь порта, доста­ точно защищенная от волнения искусственными огра­ дительными сооружениями или естественными выступа­ ми берегов. Рейды служат для стоянки судов перед под­ ходом к причалам или перед выходом в море, для укры­ тия от непогоды, а в ряде случаев и для производства грузовых работ. Часть акватории порта, расположенная под защитой оградительных сооружений, называется внутренним рейдом. Внутренний рейд обеспечивает удобный вход и выход судов, а также их разворот и маневрирование.

27

О п е р а т и в н ы е б а с с е й н ы п о р т а (гавани, ков­ ши) примыкают к внутреннему рейду и в еще большей

мере защищены от волнения.

Для защиты акватории порта от волнения, заноси­ мое™, льда создают искусственные сооружения, так на-

Рис. 4. Схема порта:

зываемые молы и волноломы. Мол — это оградительное сооружение, непосредственно соединенное с берегом, волнолом — оградительное сооружение, стоящее отдель­ но в море, т. е. не соединяющееся с берегом. В плане волноломы и молы могут иметь прямолинейное или кри­ волинейное очертание с одним или несколькими перело­ мами оси.

Проход между головами оградительных гидротехни­ ческих сооружений называют входом в порт. К входу в порт предъявляется ряд требований:

28

ширина входа не должна быть меньше длины рас­ четного судна;

направление оси входа не должно составлять с на­ правлением господствующих штормовых ветров угол более 70° во избежание навала судна боковым ветром на голову оградительного сооружения;

желательно, чтобы глубины входа были естественны­ ми, а его заносимость минимальной.

В зависимости от расположения порта и конфигу­ рации береговой линии, создающей порту естественную укрытость, морские рыбные порты могут быть:

без оградительных сооружений (Калининградский, Клайпедский);

защищенными одиночными молами или волнолома­ ми, а также комбинациями тех и других: Вентспилский, Пионерский (СССР); Хашиное (Япония); Куксхафен (ФРГ); Кадис (Испания).

К акватории порта предъявляются следующие требо­ вания: защищенность от волнения и заносимости; доста­ точная глубина; размеры площади, обеспечивающие удобное и безопасное маневрирование судов при подхо­ де к причалам и выходе в море. Глубина акватории порта зависит главным образом от осадки судов, бази­ рующихся на данный порт. Суда флота рыбной промыш­ ленности имеют большой диапазон осадки. Это объяс­ няется, во-первых, различным назначением судов (пла­ вучие базы, транспортные и производственные рефриже­ раторы, добывающие и прочие), во-вторых, разнотип­ ностью судов одного и того же производственного на­ значения. Осадка в полном грузу плавучих баз состав­ ляет 5,5—8,2 м, транспортных рефрижераторов — 4,3— 7,6 м, производственных рефрижераторов — 4,37—6,7 м, добывающих 2,36—7 м.

Расчетная глубина Н на подходах к порту и аквато­ рии порта должна превышать осадки судов, базирую­

ный тем, что дно акватории порта не представляет собой совершенно гладкую поверхность, м;

29