1.2.Характеристика сети водных путей.

   Все воды поверхностных и подземных  водоёмов и источников, а также  ледники согласно Основам водного  законодательства составляют единый государственный  водный фонд. Удовлетворение потребностей народного хозяйства в воде основано на комплексном решении проблемы оптимального использования водных ресурсов при строгом соблюдении закона об охране природы.

   В водном хозяйстве различают водопотребителей и водопользователей. Речной транспорт в своей основной эксплуатационной деятельности отнесён к группе специальных водопользователей.

   Большинство рек на территории России характеризуется  незначительным уклоном в среднем  и нижнем течении, что создаёт  благоприятные условия для использования  их в целях судоходства. Основное направление течения рек –  меридиональное. Используются реки для  судоходства в южных регионах страны в течение 9-10 мес., в регионе  Крайнего Севера – менее 4 мес. Имеются  реки, которые используются в качестве водных путей в течение короткого  паводкового периода для экспедиционного  завоза грузов.

   Строительство судоходных каналов и межбассейновых соединений объединило водные пути бассейнов  рек Волги, Невы, дона в единую глубоководную  систему европейской части России с выходом в Чёрное, Азовское, Каспийское, Балтийское и Белое моря.

   Все внутренние водные пути являются путями общего пользования. Сплав леса молем  или в плотах самосплавом по судоходным путям запрещается.

   Потребности народного хозяйства в расширении транспортно-экономических связей регионов страны, рост объёмов перевозок, увеличение грузоподъёмности флота, внедрение  большегрузных составов стимулировали  развитие сети водных путей, повышение  пропускной способности участков пути и надёжности обеспечения безаварийных условий судоходства.

   Для обеспечения безаварийных условий  судоходства на внутренних водных путях  выполняется комплекс путевых  работ: землечерпание, скалоуборочные и выправительные работы, траление, руслоочищение, навигационное ограждение судовых ходов.

   На  лимитирующих глубину участках пути создаются судоходные прорези. Скалоуборочными работами достигается в скальных грунтах углубление, расширение существующих судовых ходов и создание новых судоходных трасс. Выправительные работы позволяют увеличить габариты пути, используя руслоформирующую способность потока, изменить плановые очертания русла. Выполняемые в комплексе землечерпательные и выправительные работы приводят к эффективному и долговременному улучшению судоходных условий. Тралением обнаруживаются скрытые под водой препятствия, удаляемые посредством руслоочищения за пределы судоходной трассы.

   Навигационное оборудование судовых ходов обозначает направление и границы судоходной трассы плавучими и береговыми знаками. Выставляются знаки, информирующие  судоводителей о состоянии пути и наличии препятствий. На грузонапряжённых участках пути навигационные знаки в ночное время освещаются.

   Судоходными характеристиками рек являются:

1. размеры реки – длина, ширина, глубина, извилистость;
2. уровни воды и их изменения во времени, скорости течения воды, водность;
3. морфометрические показатели поперечного сечения русла – площадь поперечного сечения, средняя глубина, гидравлический радиус;
4. продольный профиль, падения и уклоны.

   Длина реки определяется расстоянием от истока до устья по стрежню реки. Отношение  длины L реки по стрежню к расстоянию l между истоком и устьем по прямой линии называется коэффициентом извилистости: 

   k_и = L / l . 

   Коэффициент этот больше единицы, а для извилистых рек он имеет значение 2 и более  и в известной мере характеризует  речной путь по сравнению с другими  путями сообщения.

   Под уровнем воды в водотоке или водоёме  понимается положение водной поверхности  по высоте. Водность характеризуется:

   а) мгновенным или секундным расходом воды Q м³/с, под которым понимается количество воды, проносимое рекою через данное поперечное сечение её в одну секунду. С повышением уровня воды в реке мгновенный расход ёё повышается;

   б) объёмом речного стока, под которым  понимается количество воды, проносимое рекой через данное поперечное сечение  русла за определённый, достаточно длительный промежуток времени (сутки, месяц, год).

   Исходя  из судоходных характеристик реки устанавливаются габаритные размеры судовых ходов. Судовым ходом называется часть ширины водного пути, подготовленная для движения по ней судов и обозначенная знаками навигационного оборудования. Судоходные условия водного пути определяются габаритными размерами судового хода (глубиной, шириной, радиусом закругления), а также высотой и шириной судоходных пролётов мостов и высотой проводов воздушных линий связи и электропередачи.

   Гарантированные габаритные размеры водного пути устанавливаются на период стояния  уровней воды, близких к проектному, за который  принимается низкий навигационный уровень обеспеченностью. На зарегулированных участках водных путей гарантированные габаритные размеры судоходных трасс устанавливают от отметки нормального подпорного уровня водохранилища.

   Дифференцированные  габаритные размеры водного пути назначают на период стояния уровней  воды выше проектного и задаются в  виде графической зависимости от отметки рабочего уровня, наблюдаемого в данный конкретный момент.

   По  основным участкам сети водных путей  предприятия путевого хозяйства  поддерживают оптимальное для основного ядра транспортного флота бассейна гарантированные габаритные размеры судовых ходов.

   При строительстве постоянных мостов учитывают  установленные габаритные размеры  судоходных пролётов.

   Судоходные  водные пути в зависимости от гарантированной  глубины и ширины судового хода разделены  на классы (таблица 1).

   Таблица 1

   Классификация судоходных путей

   Габаритную  надводную высоту подмостового пролёта отсчитывают от расчётного судоходного уровня (РСУ). При уровнях выше РСУ судоходство прекращается, что приводит к сокращению продолжительности физической навигации. Её принимают как время стояния «чистой» воды и определяют по многолетним наблюдениям ледовых явлений в створах опорных гидрологических постов. За начало и конец физической навигации принимается среднемноголетние даты соответственно полного очищения участка пути ото льда и появления шуги на нём.

   Допустимое  сокращение навигационного периода, сут.:

   t = Tk / 100 ,

   где T – средняя продолжительность физической навигации участка водного пути, сут.;

         k – специальный коэффициент.

   Установлены также наименьшие расстояния от проводов воздушных линий связи или  электропередачи до поверхности  воды (от 6 до 8 м).

   Густые  туманы, наблюдаемые на водохранилищах, вызывают вынужденные простои флота. Поэтому эксплуатационный период может  оказаться короче дительности физической навигации на время стояния густых туманов, определённое как среднее за многолетний период.

   Движение  судна по каналу с ограниченной площадью поперечного сечения при скорости, близкой к критической, приводит к резкому возрастанию сопротивления  воды. При этом уменьшается запас воды под днищем и ухудшается управляемость судном. При расхождении и обгоне судов наблюдается явление присасывания. Волнение, развиваемое судами, вызывает разрушение откосов канала. Скорость судна при следовании по каналу устанавливается местными правилами плавания.

   Скорость  течения воды по участкам водных путей  зависит от периода навигации  – межень или паводок.

   Ветровая  волна – один из основных факторов, определяющая условия плавания судов  в водохранилищах. Сложная конфигурация береговой линии и перепад  глубин, пульсация силы и направления  ветра приводит к образованию  волнения трёхмерного характера, при  котором снижается управляемость  судна. Правила Речного регистра устанавливают разряды водоёмов внутреннего плавания исходя из их ветро-волнового режима: лёгкий – «Л», речной – «Р», озёрный – «О», морской – «М». 

   1.3. Флот внутренних  водных путей.

   Флотом  называется совокупность всех плавучих средств, объединённых условиями плавания (морской или речной), назначением (пассажирский, технический), принадлежностью (пароходство) или другими признаками.

   Судно представляет собой сооружение, способное  плавать на воде и предназначенное  для перевозки грузов и пассажиров, или создания для них необходимых  условий. Современное судно является сложным инженерным сооружением.

   Суда  классифицируют по ряду признаков.

   Все суда делятся на военные и гражданские, а последние в свою очередь  – на морские и внутреннего  плавания. Кроме того, существуют суда смешанного плавания «река-море», т. е. речные, прочность и оборудование которых допускает их выход в море.

   По  назначению, т. е. роду выполняемой работы и виду перевозок, различают суда транспортные (пассажирские, грузопассажирские, грузовые сухогрузные и наливные, буксирные – толкачи, буксиры-толкачи  и буксиры), технические (дноуглубительные и дноочистительные снаряды, грунтоотвозные шаланды, суда, обслуживающие обстановку пути), вспомогательные (плавучие мастерские и доки, санитарные станции, дебаркадеры, перегружатели, плавучие краны, топливозаправочные станции, ледоколы, разъездные суда), промысловые (рыболовные и звероловные), спортивные.

   В зависимости от материала корпуса  суда делятся на стальные, из лёгких сплавов, деревянные, железобетонные, пластмассовые и композитные.

   Наиболее  распространённый судостроительный материал – сталь; стальные суда имеют большую  прочность, малый вес и сравнительно небольшую стоимость.

   Лёгкие  сплавы используют для постройки  главным образом мелких быстроходных судов и надстроек крупных  судов.

   Дерево  применяется для строительства  мелких спортивных судов, катеров, некоторых  специальных и промысловых судов, а железобетон – для сооружения некоторых типов несамоходных и  стоечных судов, в основном дебаркадеров и плавучих доков.

   Из  пластмассы делают корпуса мелких судов.

   Композитные суда – суда, корпус которых собран из различных материалов. Применение в судостроении пластмасс позволяет  строить композитные суда из пластмассы, дерева и металла.

   В зависимости от наличия силовой  установки суда бывают самоходные и  несамоходные. Самоходные суда по типу силовой установки делятся на пароходы, теплоходы, газоходы, турбоходы, дизель-электроходы, и турбоэлектроходы, атомоходы, а по типу движителей – на колёсные, винтовые, водомётные, с крыльчатыми движителями.

   По  принципу движения самоходные суда разделяются  на водоизмещающие (плавающие), глиссирующие (скользящие на поверхности воды), на подводных крыльях и на воздушной  подушке.

   По  району плавания Речной Регистр Российской Федерации разделяет все суда на пять классов:

• «М-СП» – для смешанного река-море плавании при волнении не более 5 баллов, высоте волны до 3,5 м, удалении от портов-убежищ не более 50 миль;
• «М» – для плавания на внутренних водных путях при высоте волн до 3 м (в устьях больших рек, озёрах, морских заливах);
• «О» - для плавания на внутренних водных путях при высоте волн до 2 м (на крупных водохранилищах, в низовьях крупных рек);
• «Р» - для плавания на средних и нижних плесах крупных рек, на каналах и спокойных озёрах при высоте волн до 1,2 м;
• «Л» – для плавания по рекам при высоте волн до 0,6 м (на малых реках в верховьях крупных рек).

   1.4. Виды деятельности  и устройство речных  портов.

   Приём  грузов, погрузка их на судна и посадка  пассажиров для перевозки речным транспортом, а также выгрузка грузов из судов, выдача их получателям и  высадка пассажиров производится в  прибрежных пунктах. В зависимости  от характера и рода деятельности, а также объёма работ эти пункты подразделяются на порты, пристани и  остановочные пункты.

   Речным  портом (от латинского слова portus – ограждение) называется прибрежный пункт в установленных границах, связанный с транспортными магистралями (железнодорожными, автомобильными) и оборудованный причальными устройствами, береговыми сооружениями и техническими средствами, необходимыми для грузовых работ, хранения и перевалки грузов, комплексного обслуживания флота, а также обслуживания пассажиров.

   Пристань  – прибрежный пункт, принимающий  и выдающий грузы, багаж, производящий посадку и высадку пассажиров, оборудованный соответствующими техническими средствами для выполнения своих  функций. Пристань может быть связана  с железнодорожной магистралью.

   Остановочный  пункт – прибрежный пункт, производящий посадку и высадку пассажиров, а также приём и выдачу багажа. Остановочные пункты обычно оборудуются  простейшими средствами для причала  судов. Их приписывают к близлежащим  портам и пристаням.

   Границы портов, пристаней и остановочных пунктов определяются генеральным  планом.

   Взаимоотношения портов с пароходством регулируется соответствующими положениями.

   Порты (пристани) обязаны привлекать грузы  и пассажиров на речной транспорт, заключать  договора с грузоотправителями на перевозки, принимать, хранить и выдавать грузы  и багаж; производить перегрузочные  операции и перевалку грузов с  одного вида транспорта на другой; организовывать комплексное обслуживание флота; обрабатывать суда и другие транспортные средства в установленные сроки и отправлять их в рейс по графику и расписанию: контролировать работу причалов клиентуры и оказывать ей помощь в случае необходимости; организовывать движение приписанного к порту флота и  выполнение им плана перевозок; обслуживать пассажиров; производить расчёты с клиентурой за перевозку, перегрузку и другие работы и услуги; создавать безопасные условия движения и стоянки судов; обеспечивать сохранность грузов, портового хозяйства и оборудования, безопасность погрузочно-разгрузочных и других работ, рациональное использование технических средств и совершенствование техники и технологии работ.

   По  принадлежности порты делятся на порты, принадлежащие пароходству (порты  общего назначения), и принадлежащие  отдельным предприятиям (порты клиентуры).

   Производственная  работа порта (пристани) характеризуется  грузооборотом и грузопереработкой.

   Под грузооборотом порта понимается количество грузов в тоннах, прибывших  в порт и на приписанные к нему причалы клиентуры за определённый период в судах, а также в плотах и оформленных транспортными  документами порта (пристани).

   Общий грузооборот порта включает грузооборот  по прибытию и по отправлению.

   В зависимости от вида грузов грузооборот  разделяется на сухогрузы (хлеб, уголь, руда, лес в судах, штучные и  т. п.), наливные грузы и лес в  плотах.

   Грузооборот порта не равномерен в течение  навигации.

   Грузопереработка – это количество груза, которое перегружается на причалах порта и клиентуры средствами и силами порта.

   В некоторых случаях для характеристики производственной работы порта определяется его судооборот.

   В зависимости от величины приведённого среднесуточного грузооборота и  пассажирооборота порты делятся  на четыре категории: к первой относятся  порты, среднесуточный приведённый  грузооборот которых более 15000 условных тонн и пассажирооборот более 3000 условных пассажиров, соответственно ко второй – 3551 – 15000 условных тонн и 501 – 2000 условных пассажиров, к третьей  – 751 –3500 условных тонн и 201 – 500 условных пассажиров, к четвёртой – менее 750 условных тонн и менее 200 условных пассажиров.

   Для приведения грузооборота в условные тонны и пассажирооборота – в  условное количество пассажиров служат коэффициенты приведения. 

   Порт  состоит из трёх основных частей: портовой территории, акватории и причального  фронта.

   На  портовой территории размещаются подъездные пути, перегрузочное оборудование, склады, вокзалы, мастерские, гаражи и  другие сооружения.

     Акватория – это водная площадь,  прилегающая к береговой полосе  порта. Она служит для подхода  и стоянки судов у причалов  и устройства рейдов, на которых  суда ожидают грузовой обработки  или отправления в рейс, а также  специальных рейдов для выполнения  перегрузочных, водоотливных, уборочных  и других работ на плаву.  Рейды оборудуют устройствами  для швартовки (причальные буи,  понтоны и т. д.), освещения,  сигнализации и связи. В крупных  портах могут быть отдельные  рейды: прибытия, отправления сухогрузных,  нефтеналивных судов и т. д. 

   Причальный  фронт представляет собой участок  береговой линии с соответствующим  оборудованием для швартовки  и стоянки судов. Для образования  причального фронта сооружают причальные набережные вертикального, откосного  или полуоткосного профиля. Вертикальный профиль образуется постройкой вертикальной стенки, а откосный – выравниванием  и укреплением естественного  берега. При полуоткосном профиле  вертикальная стенка сочетается с откосной набережной. Наиболее удобной, но и  наиболее дорогой является вертикальная набережная, при которой расстояние от бортов судна до кордона не зависит  от уровня воды.

   Для предохранения от повреждения при  ударах судов во время швартовки  причальные сооружения оборудованы  отбойными устройствами в виде деревянных рам и брусьев, металлических рам с амортизаторами и т. д. В качестве швартовных применяют причальные тумбы, рымы и кнехты. Для сообщения с судами в вертикальных причальных стенках устраивают ниши с лестницами.

   Часть причального фронта вместе с примыкающими к нему акваторией, территорией (с  расположенными на ней сооружениями и оборудованием), предназначенная для одновременной швартовки одного судна, называется причалом.

   По  назначению причалы делят на грузовые, пассажирские, служебные и специальные (пожарные, спортивные и др.).

   В зависимости от направления грузопотоков различают причалы отправления  и прибытия. Причалы специализируют по родам грузов (уголь, хлеб, штучные  грузы и т. д.).

   Порт  состоит из отдельных административно-производственных подразделений – грузовых районов, участков и причалов. Грузовой район  – это группа территориально объединённых причалов, предназначенных для приёма и отправления определённых грузов. Группу специализированных причалов иногда объединяют в участки порта.

   В отдельные районы могут быть выделены причалы, оборудованные плавучими  перегрузочными средствами, участки  по добыче и погрузке строительных материалов из подводных карьеров и  т. п. К вспомогательным производственным подразделениям порта относят мастерские по ремонту перегрузочного оборудования и судов, ремонтно-строительные участки, электросети, средства связи и др.

   В технический паспорт заносят  основные технические характеристики порта: общие сведения (название, географическое расположение); гидрологические и  гидрометрические данные; техническую  характеристику портовых устройств  и оборудования причалов (гидротехнических сооружений, перегрузочных машин, складов, подъездных путей, рейдового флота, электрохозяйства, водоснабжения, средств  связи, ремонтных мастерских и др.); организационную структуру порта; данные о специализации и пропускной способности причалов. Приложениями к паспорту является генеральный план порта, разрезы набережных причалов и др. В технический паспорт заносят все изменения в техническом оснащении порта.

   Размеры основных элементов порта зависят  от многих факторов: размера и состава  грузооборота, его направления, типов  обрабатываемых судов и других транспортных средств, места расположения порта  и т. д.

   Навигационная глубина акватории должна быть больше максимальной осадки расчётного судна  в грузу с учётом принимаемого навигационного запаса на дифферент, волнение, на сток воды при ветре и заносимость акватории.

   Для связи с магистральными железнодорожными и автомобильными дорогами в порту  имеются подъездные и внутрипортовые пути. Внутрипортовые пути могут быть расположены как в кордонной  части  причала, так и в тыловой. Их используют для постановки под  обработку вагонов. Полезная длина  перегрузочного фронта железнодорожного пути на причале составляет примерно 0,9 длины причала.

   Для приёма, хранения и накопления необходимых  партий грузов и их отпуску в порту  устраивают крытые и открытые склады.

   Минимальная вместимость оперативного склада для  однородного груза в базовых  условиях (коэффициент неравномерности  груза k_н = 1; расчётная продолжительность навигации Т_н = 200 сут) 

   V_c = 0,01AQ_н ,

   где  A – доля принимаемого грузооборота, %;

           Q_н – расчётный навигационный грузооборот, т.

   Составной частью речног порта являются рейды – часть акватории порта, предназначенная для стоянки судов. Рейды размещаются в стороне от основоного судового хода на участках, имещих достаточную глубину и площадь, позволяющее разместить необходимое число судов и обслуживающих плавучих средств. По назначению различают рейды прибытия, отправления и специальные.

   На  рейде прибытия производятся приём  судов и расформирование составов, ожидание освобождения причалов для  грузовой обработки, а также могут  выполняться многие операции по комплексному обслуживанию судов.

   Рейд  отправления предназначен для формирования составов в соответствии с установленными правилами сдачи их команде транзитного  буксира (толкача), формирования составов и отправления судов в рейс.

   На  специальном рейде производятся перегрузочные, водоотливные, уборочные, ремонтные и другие работы. В соответствии с их назначением специальные  рейды имеют дополнительное оборудование (перегрузочные установки, плавучие мастерские и др.).

   Отдельные рейды для нефтеналивных судов  размещают ниже по течению реки и  в удалении от порта. В портах, принимающих  или отправляющих плоты, создают  специальные плотовые рейды, на которых  происходят отстой, расформирование  и формирование плотов.

   Границы рейдов обозначены специальными навигационными знаками. Для отстоя судов рейды  оборудуют плавучими причальными  приспособлениями: швартовными бочками, рейдовыми понтонами, стоечными  баржами и др. В тёмное время  суток рейды освещают специальными осветительными устройствами.

   Одним из наиболее распространённых видов  прямых смешанных перевозок являются железнодородно-водные перевозки. Они проводяттся через речные порты. Перевалочные операции ведутся в 60 пунктах Российской Федерации. Их размещение на территории России неравномерно. Примерно 70% из них приходится на Европейскую часть страны. Наиболее крупными портами являются: Пермь, Ростов, Котлас, Саратов, Поярково, Новосибирск и Омск.

   Смешанные железнодорожно-водные перевозки применяются  в следую-щих случая: при невозможности доставки грузов в порт назначения каким-то одним видом транспорта; при экономической целесообразности перевалки грузов с одного вида транспорта на другой, когда суммарные затраты на перевозку в смешанном сообщении оказываются ниже, чем в прямом железнодорожном или водном; при высокой загрузке железнодорожных участков, из-за чего применение прямой железнодорожной перевозки оказывается невозможным. В первом и последнем случаях использование смешанных железнодорожно-водных перевозок диктуется общей ситуацией на том или ином полигоне транспортной сети. Экономическая целесообразность перевозки грузов с одной или двумя перевалками (второй случай) устанавливается технико-экономическими расчётами. Определяются суммарные затраты на перевозку с учётом расходов на собственно перевозку и перевалочные операции по вариантам. Затраты на перевозку в смешанном сообщении должны включать в себя не только расходы на погрузочно-разгрузочные работы, но и другие издержки, возникающие в пункте перевалки.