Классификация, характеристика и устройство портов - Транспорт - Скачать бесплатно
применяется обычно для защиты бухт у приглубых берегов.
В этом случае порт имеет два входа. В некоторых случаях, при строительстве
портов на открытом берегу, для защиты рейдов и причалов приходится строить
волнолом значительной длины (Марсельский порт). Делались попытки защиты
акватории одиночным волноломом и на пологих песчаных берегах. При этом
предполагалось, что наносы, движущиеся вдоль берега, будут транзитом
проходить через акваторию порта. Практически оказалось, что в области
волновой тени за волноломом акватория начинает интенсивно заноситься и
такая защита акватории от волнения сопряжена с большим объемом ремонтного
дноуглубления.
Мол и волнолом применяются для защиты акватории в тех случаях, когда
преобладающие ветры распространены по значительному сектору, что не
позволяет обойтись одним молом или одним волноломом. Примером защиты
акватории посредством мола и волнолома является порт Коломбо на о. Цейлон,
Интересно, что первоначально полубухта была ограждена лишь одним молом, а
волнолом построили впоследствии, когда выяснилось, что защита акватории
неудовлетворительна.
Два мола применяются весьма часто как для портов на приглубых
побережьях, так и на отмелых песчаных. Отличие заключается прежде всего в
том, что на приглубых побережьях, как правило, порт располагается в бухте,
а поэтому общее протяжение оградительных сооружений сравнительно невелико.
Отсутствует и подходный канал. Один из молов обычно выдвигают в сторону
открытой воды, так как это способствует лучшей защите акватории от
вкатывания волн через вход: при сохранении ширины входа уменьшается его
проекция, совпадающая с фронтом волны.
На песчаных побережьях для защиты акватории от волн и наносов также
весьма распространена схема защиты парными сходящимися молами. Характерным
примером является приведенный на рисунке порт Вентспилс. Первоначально порт
располагался в устье р. Венты и молы предназначались практически только для
защиты подходного канала и аванпорта. В настоящее время на аванпорте
акватория углублена и построены причалы. После строительства порта внешний
угол у южного мола постепенно заполнился наносами и поток наносов, огибая
голову мола, попадает на незащищенную часть подходного канала, что вызывает
необходимость довольно большого объема ремонтного дноуглубления.
В крупных портах акваторию ограждают молами и несколькими
волноломами. Такие порты имеют обычно один или два основных входа;
остальные разрывы для судоходства не используются. Установить какую-либо
закономерность в компоновке сооружений в этом случае затруднительно, тем
более, что оградительные сооружения в таких портах строились по мере
развития порта для защиты дополнительных участков акватории и современное
начертание оградительных сооружений даже трудно объяснить, не рассматривая
истории развития порта.
На свободных реках оградительные сооружения применяются не для защиты
от волн, высота которых невелика, а для того, чтобы предохранить суда от
действия льда во время ледохода. Обычно такое сооружение в виде дамбы
перекрывает протоку между островом и коренным берегом (рис. 61). В
результате образуется затон, в котором размещается порт, а в
межнавигационный период он используется для зимнего отстоя судов. В том же
затоне размещается обычно и судоремонтный завод.
Важное значение для работы порта имеет правильный выбор положения и
размеров входа. Расположение входа определяется на основании анализа режима
волнения и заносимости, ветрового и ледового режима, грунтовых условий,
топографии и других факторов. Трудность решения задачи усугубляется тем,
что постройка порта, в свою очередь, серьезно нарушает установившееся
равновесие различных факторов естественного режима. Так, прогноз возможных
последствий постройки порта на песчаном побережье при наличии транзита
наносов возможен только на основании тщательного изучения масштабных
моделей в лаборатории.
Практика портостроения выработала некоторые общие рекомендации,
которые могут уточняться в зависимости от местных условий.
Вход в порт должен располагаться по возможности на отдаленном от
берега участке внешних оградительных сооружений. Во избежание риска
попадания судна па прибрежные отмели направление входа в порт должно
составлять с береговой линией угол не менее 30°. Вместе с тем, угол между
осью входа и направлением господствующего ветра не должен превышать 70°.
Другое ограничение этого угла (<45°) учитывает требование защиты акватории
от проникания волн.
Для исключения опасности навала судна на голову ближайшего к берегу
оградительного сооружения, желательно, защитить вход более удаленным
сооружением, выступающим за пределы входа на длину расчетного судна или
состава.
При назначении ширины входа приходится искать компромисс между двумя
требованиями. Условия наилучшей защиты акватории требуют уменьшения ширины
входа, а для удобного захода судов и составов в порт желательно вход иметь
широким.
Формальное применение формул может дать расчетную ширину входа 300 м
и более (для плотов и длинных составов). При такой ширине входа
водохранилищные акватории трудно защитить от волнения. В этом случае
следует ограничить ширину входа, принимая ее не более 150 м и
предусматривая применение вспомогательных буксиров для ввода на акваторию
плотов и длинных составов во время шторма. Для морских портов нормальная
ширина входа равна 200—300 м (около длины расчетного судна). В некоторых
случаях при вынужденной ориентировке входа в порт, близкой к направлению
наиболее крупных волн, прибегают к перекрытию входа дополнительным
волноломом. Большие расстояния перевозок грузов внутрипортовым транспортом
при развитых в ширину (по отношению к кордону) складах вызывают
необходимость поиска способа сокращения этих перевозок. Так, например, при
проектировании причалов для пос. Стрежевой в одном из вариантов было
предложено применить для внутрипортового транспорта монорельсовые дороги с
подвесными электрическими тележками грузоподъемностью 3 т. На открытых
площадках рельсы проходят по специальной эстакаде, а у складов
подвешиваются к консолям прикрепленным к стенам складов.
4.6. ВНЕРУСЛОВЫЕ ПОРТЫ
Внерусловые, или затонные, порты очень распространены в Западной
Европе и значительно меньше — в отечественной практике. Причина этого (
своеобразие топографических и гидрологических условий большинства рек, а
именно: высокие и крутые берега не позволяют врезаться с бассейнами в
прибрежную территорию, а низкие пойменные берега при наличии довольно
высоких половодий вызывают необходимость .выполнения больших объемов
земляных работ по образованию территории порта.
При зарегулировании стока с постройкой гидроэлектростанции и
образованием водохранилищ снижаются амплитуды половодий и открываются
перспективы перед внерусловыми портами Внерусловые порты имеют целый ряд
преимуществ Это прежде всего отсутствие ледохода, что позволяет их
использовать для отстоя судов и организации судоремонтной базы; облегчаются
причальные и берегоукрепительные сооружения. Внерусловая компоновка,
отличающаяся компактностью, позволяет совместить порт с промышленными
предприятиями. Вместе с тем устраивая специализированные бассейны, можно
легко изолировать различные группы причалов. Легче решается вопрос развития
порта путем создания смежных дополнительных бассейнов. Как правило, во
внерусловых портах удается обеспечить удобный подход к причалам
железнодорожных тыловых и прикордонных путей и автомобильных дорог. Сама
компактность порта, по сравнению с разбросанными русловыми районами,
способствует снижению расходов на устройство внутрипортовых путей и
инженерных сетей порта. Занимая относительно небольшую часть береговой
линии, внерусловые порты могут удачно сочетаться с городом не лишая его
выхода к реке.
Наряду с достоинствами, внерусловые порты имеют и недостатки. Обычно
создание искусственных акваторий внерусловых портов связано с большим
объемом земляных работ. Стесненность акватории затрудняет маневрирование
судов. Отсутствие течения способствует загрязнению воды. Входные участки
канала нередко подвергаются интенсивной заносимости. Для уменьшения
заносимости, а также для облегчения захода судов в канал его трассируют под
возможно меньшим углом к оси судового хода на реке.
Оптимальная компоновка порта — руслового или внеруслового (а возможно
и смешанного) — выбирается на основании технико-экономического сравнения с
учетом топографических, гидрологических и эксплуатационных условий. При
сравнимых технико-экономических показателях все же предпочтенье следует
отдавать внерусловой компоновке.
Все крупнейшие западноевропейские порты, расположенные на реках,
имеют причальные линии внерусловой формы. Эти порты расположены иногда на
расстоянии около 100 км от устьев рек (Гамбург, Бремен, Антверпен и др.),
являясь территориально портами речными, принимают и крупные морские суда,
что обусловило их интенсивное развитие. Так, Гамбургский порт имеет в своем
составе 35 бассейнов.
В плане части крупнейшего в Европе Роттердамского порта, бассейны
имеют самую разнообразную форму. Тут и групповое их размещение
(Ваальгафен), и крупные многопричальные бассейны (речная гавань Маасгафен),
и отдельные небольшие бассейны, разбросанные по обеим берегам р. Маас.
Во многих портах, где проявляются значительные приливы (Лондон,
Бремен и др.), часть бассейнов делается со шлюзами. При сравнительно
небольших грузооборотах отечественные речные внерусловые порты обычно имеют
в своем составе один-два ковша.
Хорошая возможность для устройства внеруслового порта появляется при
существовании острова у судоходной протоки. В этом случае при сравнительно
небольших расходах на устройство дамбы, перекрывающей протоку, можно
получить гавань, защищенную от ледохода. Примером является Печорский порт
на р. Печоре, где после строительства дамбы длиной около 300 м, соединившей
остров с берегом, образовался затон, в котором разместился порт и
судоремонтный завод. Первоначально остров оставался лишь как защита от
ледохода. В дальнейшем, с развитием порта его причалы построили и на
острове.
4.6. МОРСКИЕ ПОРТЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
Хотя наиболее важную часть акватории порта составляет оперативная
зона с причалами, районированными по различным грузам, для нормального
функционирования порта необходимы хорошо развитые вспомогательные акватории
и береговые устройства. При наличии пожароопасных грузов (например, нефть и
нефтепродукты) соответствующий район размещается по возможности ближе к
входу в порт и его акватория должна иметь боновое ограждение для
локализации возможного загрязнения других участков акватории разлившимися
нефтепродуктами. Предусматривается устройство специальной базы технического
и вспомогательного флота. Крупные порты имеют в своем составе ремонтно-
строительную базу с гаванью, а во многих случаях здесь же размещается и
судоремонтный завод, не связанный административно с портом. Все эти участки
акватории соединяются внутренним судовым ходом, соединяющим их с
маневровыми рейдами, расположенными непосредственно у входов в порт. Под
защитой внешних оградительных сооружений предусматривается рейд для
перегрузки судов на плаву и для отстоя их в ожидании причалов или во время
шторма. Часть рейдов для отстоя судов иногда размещается за пределами
огражденной акватории. На песчаных побережьях неизбежно появляются
подходные каналы.
Все указанные выше основные элементы акватории следует компоновать
так, чтобы не создавалось помех в их нормальном функционировании. При
разработке генерального плана порта необходимо предусматривать возможность
расширения акватории при дальнейшем развитии порта. Резервы акватории и
береговых участков желательно иметь как внутри районов порта — для его
развития, так и за их пределами — для создания новых районов.
Существующие морские порты значительно отличаются как от
рассмотренной схемы, так и один от другого. Тем не менее можно выделить
некоторые группы портов, где сходство между ними объясняется одинаковыми
особенностями природных условий. Так, можно различать порты, расположенные:
а) на скалистых побережьях; б) на песчаных побережьях; в) в устьях рек; г)
на побережьях, подверженных значительным приливным явлениям.
Порты на скалистых побережьях. Скалистые побережья отличаются быстро
возрастающими глубинами и узкой террасой (шириной 100—150 м) конуса эрозии
в приурезовой зоне. Постройка портов на скалистых побережьях связана с
большими затратами на возведение внешних оградительных сооружений. В этих
условиях учет перспективы дальнейшего развития порта и создание для этой
цели резервов защищенной акватории оказывается затруднительным. Поэтому в
старых портах, начало строительству которых было положено еще в первой
половине XIX в., происходила последовательная постройка не только причалов,
но и оградительных сооружений. Эти порты в современном их состоянии мало
удобны для эксплуатации. Характерными примерами являются Одесский и
Туапсинский порты.
К середине XIX в. в Одесском порту имелись лишь Карантинный и Военный
молы, защищавшие небольшие гавани только от волн с юго-восточного
направления. Во второй половине XIX в. Карантинный мол удлинили постройкой
рейдового мола, создали Андросовский, Потаповский и Платоновский молы, в
результате чего образовались хорошо защищенные Карантинная и Практическая
гавани. Затем построили так называемый Старый волнолом, Новый и нефтяной
молы. Наконец, после постройки в начале XX в. нового волнолома Одесский
порт приобрел ту компоновку, которая в основном сохранилась и до настоящего
времени. Как и большинство старых портов, Одесский порт имеет весьма
ограниченную территорию, примыкающие непосредственно к его границам
городские кварталы лишают порт возможностей какого-либо расширения.
Невозможность дальнейшего развития Одесского порта привела к созданию в
Сухом лимане порта Ильичевск и нового порта в Григорьевском лимане.
Классическим примером порта на приглубом берегу является Генуэзский
порт (рис. 80) — один из крупнейших в Италии. Первоначально порт размещался
в восточной части полукруглой бухты бассейна Векия. Для защиты причалов от
волнения еще в XII в. построили мол Векия, а в XVII в. — мол Нуово. Оба эти
мола в дальнейшем перестроили и в настоящее время они представляют собой
грузовые пирсы. В конце XIX в., в связи с расширением порта и
приспособлением его для приема крупных судов, построили мол Галиера,
образовавший аванпорт с глубинами более 13 м. В двадцатых годах нашего
столетия порт вышел за пределы бухты: под защитой первой очереди мола
Форана возвели пирсы, образовавшие бассейн Лантерна; корневую часть мола
Галиера переделали в грузовой пирс; разборкой части мола Галиера образовали
ворота. Дальнейшее быстрое развитие Генуэзского порта происходило в
западном направлении путем удлинения мола Форана и строительства под его
защитой новых пирсов, получивших название по странам, которые они
обслуживали. Проникание на акваторию волн с запада привело к необходимости
не только постройки мола, но и внутренних шпор, образующих «ловушку» для
волн. Ширина основных пирсов 180 м, при расстоянии между ними 150 м.
Расстояние от торцов пирсов до мола Форана 200 м. Большинство причалов
имеет хорошо развитые железнодорожные пути. Основное оградительное
сооружение порта — мол Форана — расположено на глубине около 20 м. Несмотря
на мощный профиль сооружения, выполненного в виде вертикальной стенки из
крупных массивов, оно во время шторма в 1955 г. подверглось значительным
разрушениям, и при его восстановлении профиль усилили.
Вполне современные начертания внешних и внутренних устройств порта
могут быть показаны на примере главного марокканского порта — Касабланка.
Основные причальные сооружения порта размещены на двух широких, хорошо
оборудованных пирсах. Акватория образована двумя молами, имеющими
прямолинейные начертания в плане. У начала северного мола расположен
нефтяной пирс; корневая часть этого мола, так же как и внутренняя сторона
всего восточного мола, использована для грузовых причалов. Такое решение
является весьма экономичным, и порт, при сравнительно небольших размерах,
перерабатывает в год до 9 млн. т различных грузов. Глубина на входе
достигает в период приливов 21.3 м (16.8 м — в малую воду). У основных
причалов глубина в малую воду равна 11 м и более. В западной части порта
размещается рыбная гавань. Порт имеет и мощные судоремонтные средства:
сухой и плавучий доки.
Развитие портов на скалистых побережьях нередко бывает весьма
затруднительным. Так, при рассмотрении в 50-х годах возможности развития
Холмского порта на Сахалине ввиду ограниченности его акватории, все
варианты связывались с необходимостью постройки новых оградительных
сооружений значительной длины и не оправдывались экономически. Так и
остался бы Холмский порт небольшим второстепенным портом, если бы не было
найдено решение, заключающееся в организации паромной линии Холмск—Ванино.
В старом бассейне построили причал для приема паромов, и порт обрел новую
жизнь.
Порты на песчаных побережьях. Вследствие малых глубин в приурезовой
зоне порты на песчаных побережьях, как правило, имеют вынесенные далеко в
море оградительные сооружения и подходные каналы. Строительство портов в
этих условиях связано со значительным объемом землечерпательных работ.
Отдельные бассейны нередко целиком образуются путем врезки их в целину
берега. Оградительные сооружения возводятся на сравнительно небольших
глубинах и отличаются поэтому простотой конструкции и малой стоимостью.
Эксплуатация портов на песчаных побережьях обычно связана с большим объемом
ремонтных земляных работ по удалению наносов из подходных каналов. В
некоторых случаях при неудачном трассировании каналов они настолько сильно
заносятся, что оказывается целесообразным устройство новых каналов.
Наиболее часто встречающаяся система оградительных сооружений в портах на
песчаных побережьях — два сходящихся мола, на километры выдвинутые от уреза
воды в сторону моря. Таковы, например, Вентспилсский порт на Балтике,
Мариупольский и Ейский — на Азовском море.
Порт Вентспилс построен в конце прошлого века. Причалы порта
(экспортный район, зимняя гавань и импортный район) размещались в устьевой
части р. Венты, а для обеспечения удобного входа и образования аванпорта
возвели два свайных сходящихся мола общей длиной около 3.5 км. Эти
сооружения нарушили естественный режим прибрежной зоны, что привело к
интенсивному отложению наносов и обмелению у южного мола. По мере
заполнения наносами пространства между южным молом и берегом все большая
часть наносов стала откладываться в подходном канале. Ежегодный объем
землечерпательных работ достигал нескольких сотен тысяч кубометров. После
постройки в аванпорте нефтяных пирсов и углубления акватории для уменьшения
волнения на ней была построена шпора, примыкающая к северному молу.
Дополнительное углубление подходного канала (что было необходимо в связи с
большой осадкой танкеров) усложнило проблему борьбы с заносимостью. Для
того чтобы при производстве дноуглубительных работ не мешать судоходству,
по обеим сторонам подходного канала разработали наносоулавливающие карманы.
В настоящее время уменьшение заносимости канала является основной проблемой
эксплуатации Вентспилсского порта.
5. ПРИМЕР СОЗДАВАЕМОГО МОРСКОГО ПОРТА
В настоящем примере рассмотрим характеристику и устройство
проектируемого порта грузооборотом 50 млн. т/год в составе Крымского
морского транспортно-промышленного комплекса "Донузлав" (КМТПК "Донузлав").
Вопрос о создании объекта был поднят группой предприятий, работающих в
области инфраструктуры водного транспорта. Получив поддержку в
Правительстве АР Крым и в Кабинете министров Украины, проект полностью
соответствует проводимой политике экономического развития и демилитаризации
(см. приложение 1).
Принципиальными факторами, оказавшими влияние на положение порта,
являются:
. перспективный значительный рост объёмов внутренних и транзитных
грузоперевозок в регионе,
. близость к функционирующим и развивающимся международным транспортным
коридорам,
. недостаток специализированных перегрузочных комплексов с глубоководными
причалами,
. демилитаризация озера Донузлав (ранее использовалось как военно-морская
база),
. обширная глубоководная защищенная акватория (естественные глубины озера
до 25 м),
. обширные свободные территории со спокойным рельефом.
Основным принципом районирования послужило разделение тыловой
территории по основным типам грузов и специализированным предприятиям,
таким как НПЗ, станция очистки балластных вод, ж/д станция, цеха
пакетирования и переработки грузов, склады (см. приложение 2).
ЛИТЕРАТУРА
1. Маталин В. П. и др. Устройство и оборудование портов. М., "Транспорт",
1984.
2. Штенцель В. К. Порты и портовые сооружения. М., "Транспорт", 1977.
3. Горюнов Б. Ф., Шихиев Ф. М. Морские порты и портовые сооружения М.,
"Транспорт", 1970.
|
