Инженерные сооружения водных путей и порта

Лекционные материалы по курсу: ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ ВОДНЫХ ПУТЕЙ И ПОРТА Раздел: Устройство и оборудование портов 2 Тема 1. Водные пути и порты как элементы материально-технической базы водного транспорта. Общие сведения о портах 1.1. Виды транспорта и их взаимодействие. Место морского и речного транспорта в транспортной системе. 1.2. Материально-техническая база водного транспорта. 1.3. Что такое порт и какие функции он выполняет. 1.4. Определения. 1.5. Элементы порта. 1.6. Какие бывают порты. Классификации (по назначению, по месту в транспортной системе – морские и речные, по виду сообщений, по географическому положению, открытые и закрытые [приливные]). 1.7. Развитие флота и портов как единой системы. 1.8. Что предшествует проектированию порта. Техникоэкономическое обоснование и задание на проектирование. Какие вопросы решаются в ТЭО. 1.9. Как выбирается место строительства, проектная мощность порта и расчетные суда. 1.10. Какие вопросы должны быть решены при проектировании порта. Технологическая часть проекта. Основные проектные решения. 1.11. Факторы, влияющие на проектирование. Исходные данные Тема 2. Транспортно-экономические характеристики порта 2.1. Что относиться к транспортно-экономическим характеристикам 2.2. Сведения о грузах 2.3. География грузопотоков водного транспорта. 2.4. Характеристика морских воднотранспортных бассейнов России и стран ближнего зарубежья. Крупнейшие порты мира. 2.5. Перспективы и тенденции портового строительства в России. Тема 3. Морские и речные суда 3.1. Транспортный флот – основное звено материально-технической базы водного транспорта. Что надо знать о судах, чтобы проектировать порты и портовые сооружения. 3.2. Классификация судов по назначению и условиям плавания. 3.3. Основные архитектурно-конструктивные типы судов. Общее представление о теоретическом и конструктивном чертежах. 3.4. Линейные и грузовые характеристики транспортных судов. Грузовые помещения и устройства. 3 3.5. Типы специализированных судов (углерудовозы, лесовозы, суда для перевозки генеральных грузов, суда-рефрижераторы, танкеры и газовозы, лихтеровозы, паромы). Тема 4. Естественные условия морских побережий и их учѐт при проектировании портов 4.1. Топографические и гидрографические условия. 4.2. Метеорологические и климатические факторы: ветер; температура воздуха и осадки. 4.3. Гидрологические факторы: колебания и характерные уровни воды; течения; морское волнение. 4.4. Определение параметров морского волнения. Рефракция и трансформация волн в прибрежной зоне. 4.5. Ледовые условия и воздействия. 4.6. Геологические и литодинамические условия (без расчетов заносимости и размывов). Тема 5. Технические характеристики порта и его отдельных районов 5.1. Что такое технические характеристики и их связь с техникоэкономическими показателями. 5.2. Состав грузооборота и технологическая структура порта. 5.3. Определение пропускной способности причалов и их количества. 5.4. Определение размеров причалов, глубины на акватории и отметка портовой территории. 5.5. Размеры территории порта. 5.6. Портовые склады. Определение вместимости и основных размеров. Тема 6. Принципы компоновки портовой акватории 6.1. Основные требования к акватории и факторы, влияющие на выбор проектных решений 6.2. Плановое расположение причального фронта. 6.3. Размеры акватории (вход в порт, оперативные акватории, внутренние судовые ходы, рейдовые стоянки). 6.3.1. Входы в порт 6.3.2. Входной рейд 6.3.4. Операционная акватория 6.3.5. Рейды для отстоя судов и перегрузочных операций 6.4. Плановое расположение оградительных сооружений 6.5. Волновой режим на акватории порта 4 7. Генеральный план порта и его проектирование 7.1. Общие требования к плану порта. 7.2. Условия, влияющие на компоновку порта (техникоэкономические, технологические, физико-географические, хозяйственноэкономические). Современные тенденции в компоновочных решениях. 7.3. Взаимное расположение порта и города. 7.4. Зонирование и районирование порта. Взаимное размещение районов порта. 7.5. Служебно-вспомогательные здания и сооружения производственной зоны порта и общепортовые объекты. Инженерные коммуникации и благоустройство. 7.6. Расположение и особенности проектирования железнодорожных и автодорожных устройств порта. 7.7. Основные технико-экономические показатели генерального плана. Тема 8. Технологические перегрузочные комплексы и генеральный план портовых районов 8.1. Механизация перегрузочных работ. Подъемно-транспортное оборудование 8.2. Район генеральных грузов (в том числе лесных). Особенности терминалов рефрижераторных, опасных разрядных и других грузов, требующих особых условий перегрузки. 8.3. Район массовых навалочных грузов (уголь, руда, концентраты, химические грузы, цемент, минерально-строительные материалы и др.). Особенности терминала для зерновых грузов. 8.4. Специализированные перегрузочные комплексы. 8.5. Район комплексного обслуживания флота и общепортовые объекты. 8.6. Район пассажирских перевозок. Спортивно-туристические порты 5 Т Е М А 1 . В ОД Н Ы Е П У Т И И П О Р Т Ы К А К ЭЛ Е М Е Н Т Ы М АТ Е Р И А Л Ь Н О - Т Е Х Н И Ч Е С К О Й Б А З Ы В ОД Н О Г О Т РА Н С П О Р ТА . О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я О П О Р ТА Х 1.1. Виды транспорта и их взаимодействие. Место морского и речного транспорта в транспортной системе Необходимым условием любого производства является транспорт, который обеспечивает перемещение людей и грузов. Кроме добывающей и обрабатывающей промышленности и сельского хозяйства, существует еще четвертая сфера материального производства: это – транспорт. Продукцией транспорта является перемещение товаров и людей. В самостоятельную сферу материального производства транспорт выделился в период возникновения капитализма в 16-18 в.в. Причем первым был морской транспорт, так как мореплавание было основой великих географических открытий, развития международной торговли, вывоза сырья из колоний и захвата новых рынков и территорий. Транспорт играет большую роль в экономике страны: связывает воедино все экономические районы и отрасли, является материальной основой связей с заграницей, выполняет важные социальные и культурные функции. На транспорте занято 10% всех работающих в стране и приходится 13% основных производственных фондов. Все виды транспорта образуют единую транспортную систему, которая работает и развивается в тесной взаимосвязи. Транспортная система включает:  транспорт общего пользования, городской и пассажирский, который как раз и можно рассматривать как специфическую и самостоятельную отрасль производства;  промышленный грузовой транспорт, обслуживающий внутрипроизводственные технологические процессы;  внутригородской пассажирский транспорт. Транспорт общего пользования включает: универсальные виды  железнодорожный,  морской,  речной,  автомобильный,  авиационный, и специализированные виды  нефтепроводный, 6  газопроводный,  высоковольтные электролинии,  непрерывные виды (конвейерный, пневматический и др.). Железнодорожный транспорт занимает ведущее место в транспортной системе по объему грузоперевозок, надежности и регулярности. Выполняет около половины всего грузооборота страны (в ткм). Большое значение для развития экономики имеет БАМ длиной 3542 км, являющаяся продолжением трассы Абакан-Тайшет-Лена. Начато строительство линии от БАМа на север – Беркакит-Томмот-Якутск. В местах ее пересечения с Алданом, Амгой, Леной возникнут крупные перевалочные базы, которые приведут к перестройке в работе речного транспорта. К Ямбургскому газоконденсатному месторождению проложена линия Уренгой-Надым-Ямбург. Для освоения Ямала необходимо завершение железной дороги Лабытнанги-Бованенковская. Автомобильный транспорт (общего пользования и промышленный) перевозит более 80% всех грузов (в тоннах), в т. ч., общего пользования – около 50%. Является преобладающим в сельском хозяйстве и лесной промышленности. Несмотря на большой расход топлива, значительную металлоемкость, трудоемкость и фондоемкость, высокую себестоимость перевозок (примерно в 20 раз выше, чем на железнодорожном и речном), этот вид транспорта имеет существенные достоинства. Он способен доставлять грузы "от двери до двери", имеет высокую мобильность, хорошую проходимость, автономен, надежно поддерживает другие (особенно транзитные) виды транспорта, обеспечивая связь между предприятиями, станциями, портами. Развитие автомобильного транспорта сдерживается слабо развитой сетью автодорог с твердым покрытием. Авиационный транспорт осуществляет в основном перевозки людей. Объем грузовых перевозок незначителен, однако эти перевозки имеют особое значение для экономики и социальной сферы. Авиация практически полностью вытеснила трансконтинентальные морские пассажирские перевозки. Трубопроводный транспорт обеспечивает перевозку практически всего природного газа, перевозок сырой нефти и нефтепродуктов, выполняет более одной трети всего грузооборота страны (в ткм). Практически полностью создан за последние 30 лет. Имеет существенные достоинства по сравнению с другими видами транспорта: затраты на сооружение меньше, чем на строительство железных дорог, высокая пропускная способность, автоматизация работ, герметизация процессов, низкая стоимость перевозки. Сфера применения не ограничивается транспортировкой нефти и газа. Имеются этиленопроводы, аммиакопроводы (первый Тольяти – Одесса построен в 1981 году, длина 7 2,5 тыс. км), рассолопровод Стерлитамак-Уфа (150 км). Уделяется внимание строительству трубопроводов для каменного угля. Действует 130 предприятий с гидромеханизированным трубопроводным транспортом. По ним ежегодно поставляется около 80 млн. т. угля, хотя дальность транспортировки составляет всего 5-10 км. Ведется строительство углепровода Белово (Кузбасс) – Новосибирск (250 км). Морской транспорт практически занимает монопольное положение в трансконтинентальных грузовых перевозках, обеспечивает перевозки внешнеторговых грузов на дальние расстояния, внутренние перевозки в районы, где недостаточно развиты другие виды транспорта, а также в местах, где морские пути короче сухопутных. Морской транспорт характеризуется относительно низкой себестоимостью перевозок, низким удельным расходом топлива, высокой производительностью труда. В составе морских перевозок доля перевозок в заграничном сообщении составляет по отправлению грузов (в тоннах) около двух третей, а по грузообороту (в ткм) более 90%. Доля морского транспорта в перевозках внешнеторговых грузов около 50%. Речной транспорт имеет особенно большое значение при перевозках массовых грузов: леса, нефти и нефтепродуктов, минеральностроительных материалов, зерна, каменного угля, руды других грузов, прежде всего в таких районах, где он является одним из наиболее массовых и дешевых видов транспорта, т. е. в Сибири, на Дальнем Востоке, Крайнем Севере. Реки европейской части в результате строительства Беломоско-Балтийского канала, Волго-Балтийского пути, Волго-Донского канала объединены в единую систему. Важной областью работы речного транспорта являются грузовые международные перевозки судами смешанного плавания "река-море". Суда этого класса осуществляют бесперевалочные перевозки внешнеторговых грузов между портами России и стран Восточной Европы, между портами Западной Европы и Каспийского моря, между портами Амурского бассейна и Японии. Такие суда посещают около 30 стран мира. Преимуществом речного транспорта является высокая пропускная способность. Пропускная способность Волги больше, чем у двухпутной железнодорожной магистрали, и может быть доведена до 100 млн. т. в год. Затраты на организацию речного судоходства по естественным магистральным водным путям для условий Сибири примерно в 10 раз меньше, чем на сооружение железной дороги, и в 4 раза меньше, чем на постройку автодороги с твердым покрытием. Следует отметить, что современное развитие речного транспорта России совершенно не соответствует возможностям и потребностям экономики. 8 Морской и речной транспорты в совокупности составляют водный вид транспорта. Более детально все вопросы, относящиеся к водному транспорту (морскому и речному) и влияющие на решение задач воднотранспортного строительства, будут рассматриваться в дальнейшем в соответствующих разделах курса по мере их изучения. В зависимости от физико-географических и транспортноэкономических условий, а также от поставленных задач, различные виды транспорта могут рассматриваться либо как альтернативные (конкурирующие), либо как сопряженные, взаимно дополняющие друг друга. Оба этих подхода используются в транспортно-экономических исследованиях при разработке схем развития транспорта, региональных и единых транспортных систем, реконструкции существующих и создании новых транспортных комплексов. 1.2. Материально-техническая база водного транспорта Материально-техническая база водного транспорта – это совокупность средств производства, участвующих в транспортном процессе. В ее состав входят:  транспортный флот;  служебно-вспомогательный, технический и специальный флот;  морские порты;  промышленные предприятия;  путевое хозяйство (сооружения на судоходных каналах, шлюзованных системах и водохранилищах; плавучая и береговая судоходная обстановка; суда технического флота и средства для дноуглубительных, выправительных и дноочистительных работ); средства связи и электрорадионавигации. Главный элемент материально-технической базы водного транспорта – флот, осуществляющий перевозки, создающий транспортную продукцию. для успешной деятельности флот должен обязательно находиться в тесном взаимодействии с другими элементами материальнотехнической базы. Поскольку транспортировка грузов и пассажиров начинается и заканчивается в порту, комплекс "флот – порты" является определяющим в работе морского транспорта. В деятельности речного транспорта решающее значение имеет связка "флот – путевое хозяйство – порты". Важным является взаимодействие флота и судоремонтных заводов. Имеется существенная диспропорция между основными элементами материально-технической базы: транспортным флотом, портами, путевым хозяйством и судоремонтными заводами. Комплексное решение этой 9 проблемы позволит повысить эффективность работы водного транспорта и предусматривается в ряде государственных программ. Важным направлением повышения эффективности также является координация работы флота и портов с другими видами транспорта. 1.3. Что такое порт и какие функции он выполняет На ранних этапах исторического развития морские порты представляли естественные укрытия на побережье с удобными входами преимущественно для отстоя судов. Отсюда и произошло само название порт (port – вход). По мере развития морских грузовых, а затем и пассажирских, перевозок между отдельными пунктами одной страны и разных стран в этих пунктах стали создаваться искусственные причальные сооружения, впоследствии оборудованные перегрузочными средствами, складами и подъездными путями. Так наряду с ростом грузопотоков, тоннажа флота и размеров отдельных судов развивалось и портовое хозяйство. 1.4. Определения Единого общепринятого определения понятия "порт" не имеется. Достаточно полным можно считать следующее. Порт – это участок берега с прилегающим к нему водным районом, оборудованный в инженерном отношении для передачи грузов с водных путей сообщения на сухопутные, или с морских на речные, и обратно, выполнения пассажирских перевозок, безопасной стоянки и комплексного обслуживания судов. Порт является одним из элементов транспортных узлов, где объединяются в одну транспортную систему морские пути с сухопутными и внутренними водными путями. Однако в настоящее время роль портов не ограничивается их значением как транспортных узлов. Крупные порты все больше становятся центрами портовопромышленных зон, торговыми, коммерческими и туристическими центрами, часто оказывают влияние не только на экономическое развитие определенного района, но и на экономику всей страны. 1.5. Элементы порта Каждый порт имеет свою акваторию и территорию. Акватория порта или "портовые воды" – это водное пространство, входящее в границы порта. Портовые воды включают в себя водные подходы, внешнюю и внутреннюю акваторию. Часто внешнюю акваторию от внутренней отделяют оградительные сооружения, но в некоторых случаях (обычно при расположении порта в естественных бухтах) эта граница является условной. 10 В зависимости от функционального назначения в составе портовых вод выделяют: элементы для маневрирования, стоянки, обработки и обслуживания судов – зоны, рейды, бассейны; фарватеры или судовые ходы для следования судов по назначению. Различают следующие зоны:  подходная – место соединения внешних судоходных путей с фарватером (или подходным каналом), ведущем на акваторию порта;  расхождения судов – расширение мест пересечения фарватеров;  приемная – место приема лоцмана, располагается на внешнем рейде и имеет вид прямоугольного симметричного уширения входного фарватера;  ожидания – место якорной стоянки судов, ожидающих разрешения на вход в порт;  предрейсового навигационного обслуживания, включающая девиационный и радиодевиационный полигоны и мерную линию;  входной рейд – участок внутреннего рейда для маневрирования судов при движении в заданный район порта и выходе из него;  операционные:  прикордонные, в пределах которых осуществляется постановка судов к причалам и выполнение маневров при швартовных операциях;  рейдовые, представляющие рейды для стоянки при перегрузочных работах и с другими целями. Здесь особенно следует отметить перегрузочные рейды, расположенные на стыке участков с разными гарантированными глубинами (чаще на стыках разных участков реки), где с помощью плавучих кранов производиться перегрузка с крупных судов на меньшие или наоборот. В некоторых случаях производится не полная выгрузка крупных судов, а лишь их распаузка, т. е. частичная разгрузка для уменьшения осадки до допустимых значений. Состав акватории речного порта во многих случаях заметно отличается от морского, что связано в основном со спецификой перевозок, осуществляемых как самоходными, так и несамоходными судами. Составы буксируемых судов не могут быть поданы сразу к причалам. Поэтому для размещения прибывающих составов на акватории выделяется сортировочный рейд (рейд прибытия). Для формирования составов после погрузки предусматривается рейд отправления. Фарватеры портовых вод делятся на главные и вспомогательные (или боковые). Главный фарватер ведет от подходной зоны к причалам порта. 11 Участок главного фарватера от границы портовых вод до приемной зоны называется подходным, а от приемной зоны до входного рейда – входным. Особое место в портовых водах занимает вход в порт, который объединяет входной фарватер, входные ворота и входной рейд. Входные ворота – это водное пространство между головами оградительных молов. Портовые воды оборудуются швартовными устройствами и навигационными знаками для обеспечения безопасности движения и стоянки судов. Оградительные сооружения обеспечивают защиту внутренней акватории от волн, течений, заносимости и льда. Могут включать молы и волноломы. В бухтах с хорошей естественной защитой оградительные сооружения не требуются. При больших размерах внутренней акватории ее отдельные районы могут быть защищены внутренними оградительными сооружениями. Важнейшем элементом любого порта является причальный фронт, предназначенный для стоянки и обработки судов. По причальному фронту (по линии кордона) проходит граница между берегом и сушей. При отсутствии причалов эта граница проводится по урезу воды; в этом случае часто предусматривается берегоукрепление. При необходимости наряду с береговыми предусматриваются рейдовые причалы. Сухопутная часть порта, ограниченная со стороны моря причальным фронтом или берегоукреплением, образует его территорию. На территории размещается перегрузочное оборудование и внутри портовый транспорт, прикордонные и тыловые склады, железнодорожные и автомобильные пути, оперативные площадки. На территории порта также располагаются здания, сооружения и оборудование, непосредственно не участвующие в перегрузочном процессе, но совершенно необходимые для его успешного функционирования. К ним относятся: средства обслуживания и ремонта перегрузочной и транспортной техники и портового флота; средства комплексного обслуживания транспортных судов; сооружения и сети энергообеспечения и электроосвещения, связи и сигнализации, водоснабжения и канализации; служебно-административные и вспомогательные здания. Вся совокупность сооружений и устройств на территории и акватории порта в целом называется его оборудованием. 1.6. Какие бывают порты. Классификация Порты могут быть классифицированы по многим признакам. Наиболее существенными среди них являются: по району плавания обслуживаемых судов, по основному назначению, по географическому расположению, по мощности и экономическому значению (по технико- 12 экономическим критериям). Имеется и ряд других признаков классификации. По району плавания обслуживаемых судов порты делятся на морские, обслуживающие морское судоходство, и речные, обслуживающие суда, плавающие по внутренним водным путям. Часто морские и речные порты совмещаются (С Петербург, Роттердам, Гамбург). По назначению различают:  торговые – наиболее многочисленная группа, включающая самые крупные порты. Обслуживают транспортные суда; могут быть общего назначения (универсальные) или специализированные по роду перерабатываемого груза. Возможна также специализация по направлению перевозок. Большинство портов относятся к торговым портам общего назначения;  пассажирские. Чаще это речные порты, а в морских портах для пассажирских перевозок обычно выделяются только отдельные портовые районы;  промысловые, преимущественно, рыбные;  промышленные, входящие в состав производственных (нетранспортных) предприятий. В некоторых случаях работа такого порта является неотъемлемой частью всего технологического цикла предприятия, в других случаях это просто порт, принадлежащий предприятию (транспортный цех);  спортивно – туристические. В последнее время получили достаточно широкое распространение, особенно порты для яхт;  порты-убежища;  военно-морские базы. По географическому расположению можно выделить порты:  на открытом побережье;  на побережье в бухтах и лагунах;  устьевые;  на внутренних водных путях (морские и речные порты). По технико-экономическим критериям единой классификации портов нет. Это объясняется разнообразием и многочисленностью критериев, а также различием целей классификации. В зависимости от роли в экономике говорят о портах мирового, международного, общегосударственного, регионального и местного значения. Однако это разделение не формализовано и имеет в основном качественный, описательный характер. По грузообороту (с учетом его структуры) порты делят на несколько категорий. Самые крупные из них относятся к внекатегорийным (Санкт-Петербург, Новороссийск, Находка). 13 При больших приливных колебаниях уровня иногда порт, или его отдельные районы, располагается в бассейне, отделенном от моря шлюзом. При этом на закрытой акватории поддерживается повышенный уровень воды, что удешевляет причальные сооружения и облегчает обработку судов, хотя затрудняет вход в порт и выход из него. Такие порты называются закрытыми. Порты, не отделенные от моря шлюзами, называются открытыми. Закрытыми являются порты в Лондоне, Антверпене и др. В России закрытые порты не строились. 1.7. Развитие флота и портов как единой системы Во второй половине 20-го века произошли качественные изменения морских перевозок, отражающие соответствующие изменения в развитии мировой экономики. Появились огромные потоки нефти, железной руды, угля, зерна, фосфоритов, минеральных удобрений и многих других сырьевых товаров. Одновременно с потоками этих грузов им навстречу движутся потоки промышленных товаров более высокой стоимости. Количественный рост грузооборота достиг таких размеров, что потребовал качественных изменений в развитии морского транспорта. При этом проявились следующие тенденции:  рост числа судов и их размерений;  концентрация грузопотока в крупных портах;  специализация судов и портовых районов;  создание портово-индустриальных комплексов с развитой инфраструктурой и социальной сферой;  строительство глубоководных портов и портовых районов. Во многих случаях фактором, непосредственно определяющим характер изменений судна и порта, являлись транспортные свойства грузов с учетом резкого роста интенсивности перевозок. Следует заметить, что ни флот, ни порты не могли бы развиваться независимо друг от друга. Системный подход относится к важнейшим методическим положением при разработке транспортных схем и решении вопросов портового строительства. 1.8. Что предшествует проектированию порта. Техникоэкономическое обоснование Строительство нового крупного порта – это редкое событие, значительно чаще проводится реконструкция существующих портов. Учитывая важное место порта в транспортной системе, его большое влияние на экономику, экологию и социальную сферу, и необходимость очень крупных инвестиций, многими организациями проводятся многочисленные и сложные исследования, предшествующие началу проектных работ. 14 Прежде всего, проводится технико-экономический анализ существующих производственных и транспортных связей, разрабатывается прогноз экономического развития района и выявляются рациональные схемы перевозок. На основе этих материалов с учетом инфраструктуры региона, социально-демографических факторов и приоритетов в инвестировании выявляется целесообразность и необходимость развития портового комплекса. Проектирование реконструкции существующего или строительства нового порта проводится на основании задания на проектирования, а выдаче задания предшествует разработка технико-экономического задания (ТЭО). Целью ТЭО является подтверждение экономической целесообразности и хозяйственной необходимости строительства (реконструкции) порта, учитывая генеральную перспективу развития и результаты предшествующих экономических изысканий. В ТЭО решаются следующие вопросы: обоснование географического пункта строительства; проектная мощность порта по родам груза, направлениям и виду перевозок; этапы (очередность) строительства; расчетные типы судов; смежные виды транспорта; принципиальные технологические схемы; путевое развитие и другое обустройство порта; схемы генерального плана на полное развитие порта; основных проектных решений, необходимых для определения по укрупненным показателям стоимости строительства. 1.9. Как выбирается место строительства Задача о выборе места строительства относится к классу задач с неопределенным результатом, не имеющих однозначного решения. Использование широко распространенного в инженерном деле метода сравнения вариантов здесь не вполне решает проблему потому, что несколько рассматриваемых вариантов характеризуются в основном качественными показателями. Обычно выбор участка под строительство делается на основе заключения комиссии, в состав которой входят квалифицированные специалисты различного профиля. Решение комиссии является результатом логического обмена мнениями по качественным характеристикам вариантов, при этом мнения специалистов зависят от их опыта и интуиции, т.е. носят субъективный характер. Положение усугубляется тем, что выбор места строительства затрагивает интересы различных групп, не всегда совпадающие с интересами всего общества. 15 Чтобы повысить объективность и обоснованность принимаемых решений по выбору места строительства, могут быть использованы методы экспертных оценок. К настоящему времени таких методов разработано много и они, наряду с другими, широко применятся в задачах прогнозирования и аналогичных проблемах. Сущность одного из многих разработанных методов сводится к обоснованному отбору характеристик, участвующих в анализе, и в присвоении каждой характеристике количественного коэффициента весомости. Группой специалистов были отобраны следующие важнейшие характеристики, учитываемые при выборе места для строительства порта (приводятся в порядке убывания важности):  потребность в оградительных сооружениях;  возможность размещения площадок и объектов по условиям рельефа и типа местности;  возможность и условия землеотвода;  возможность природных катастрофических явлений;  состояние железнодорожных сетей;  возможности энергообеспечения;  потребность в дноуглублении;  районный коэффициент стоимости строительства;  продолжительность навигационного периода и ледовые условия;  колебания уровня воды;  состояние магистральных автодорог. 1.10. Какие вопросы должны быть решены при проектировании порта. Технологическая часть проекта. Основные проектные решения Проектирование нового строительства или реконструкции порта, как и любого другого особо сложного комплекса, осуществляется в две стадии: проект и рабочая документация (при проектировании простых и средней сложности объектов разрабатывается сразу рабочая документация). Проектирование начинается с разработки генерального плана и технологической части проекта. В технологической части проекта разрабатываются следующие вопросы. 1. План специализации причального фронта и определение потребности в причалах по соответствующим технологическим профилям. 2. Выбор схем механизации и проектная технология перегрузочных работ. 3. Определение основных элементов материально-технической базы порта потребного парка перегрузочного оборудования, количества, типов и взаимного расположения основных сооружений и устройств причалов 16 (подкрановых и железнодорожных путей, крытых складов и открытых грузовых площадок). 4. Определение проектных технико-эксплуатационных показателей: пропускной способности причалов, числа и производительности каждой технологической линии, нормы выработки портовых рабочих. 5. Определение контингента портовых рабочих, складского и оперативно- распорядительного персонала. При разработке генерального плана должны быть определены размеры акватории, плановое начертание и длина оградительных сооружений, размеры и расположение рейдов и судоходных путей, причалов различного назначения и других объектов. На территории порта с учетом технологических схем, рельефа местности, природных факторов, санитарных, экологических, технико-экономических и других требований должны быть взаимно увязаны и размещены все здания, сооружения, транспортные и инженерные коммуникации и остальное оборудование порта. 1.11. Факторы, влияющие на проектирование. Исходные данные В общем случае для составления проекта необходимы следующие основные материалы: планы узла (в масштабе 1:10000) и участка строительства (в масштабе 1:1000) с указанием железнодорожных и автодорожных путей и подходов, их отметок и существующих сооружений; транспортная характеристика грузов; конструктивные типы судов и перевозочных средств смежных видов транспорта. 17 2 . Т РА Н С П О Р Т Н О - Э К О Н О М И Ч Е С К И Е Х А РА К Т Е Р И С Т И К И П О Р ТА 2.1. Что относиться к транспортно-экономическим характеристикам 2.1.1. Экономические связи порта Решение о строительстве нового порта или о расширении и реконструкции существующего комплекса принимаются на основании транспортно-экономических исследований. При этом, прежде всего, изучаются перспективы развития района и его экономические связи, и на этой основе оцениваются направление и состав предполагаемых грузопотоков. Район, из которого выгодно вывозить и куда выгодно ввозить грузы через данный порт, называются районом тяготения данного порта. Такой район может быть расположен, как вблизи порта, так и достаточно удален от него. Понятие района тяготения учитывает широкий комплекс условий, в том числе: размещение сырьевых ресурсов и промышленных предприятий, состояние транспортной сети, состояние и возможности соседних портов. Кроме того, на выбор района тяготения оказывает влияние политическая ситуация и различные конъюнктурные соображения. Для разных грузов районы тяготения оказываются различными. Начиная с середины 20-го века, резко возрастают потоки нефти, железной руды, каменного угля, зерна, минеральных удобрений и других сырьевых грузов. Одновременно навстречу к ним движутся потоки промышленной продукции. Большая часть этих грузов перемещается морским транспортом, или, как говорят иначе, осуществляется путем морских перевозок. Каждая тонна груза, перевезенная морскими или речными судами, по крайней мере, дважды проходит через порт. Общий объѐм груза, который проходит через порт. в обоих направлениях за определенный промежуток времени называется грузооборотом порта. Это и есть самая главная транспортно-экономическая характеристика порта. 2.1.2 Что относится к транспортно-экономическим характеристикам К транспортно-экономическим характеристикам порта относятся:  грузооборот,  пропускная способность,  судооборот,  судоемкость. 18 2.1.3. Грузооборот и его структура Грузооборот служит основным показателем транспортноэкономического значения порта, и оказывает решающее влияние на его облик и основные проектные решения. Грузооборот характеризуется структурой по направлению и виду перевозок и по роду груза. Помимо направления, грузооборот делят по видам плавания – заграничное плавание (экспорт и импорт) и каботаж (прибытие и отправление). 2.1.4. Пропускная способность Пропускная способность – максимальное количество грузов, которое может быть переработано в порту за определенный промежуток времени. Определяет максимальный грузооборот и всегда больше расчетного грузооборота. Зависит от технических характеристик порта, его оборудования и технологии перегрузочного процесса. Определяющее влияние на пропускную способность оказывают "узкие места" в производственном и технологическом процессах. Необходимо иметь рациональный резерв пропускной способности. 2.2 Сведения о грузах 2.2.1. Определение и виды грузов Грузом называют товар, принятый к перевозке. С этой точки зрения нас не интересуют потребительские свойства товаров. Груз характеризуется только теми свойствами, которые связаны с процессом транспортировки (погрузки-разгрузки, хранения, перевозки). При этом особенную важность имеет форма предъявления груза к перевозке. Все грузы, перевозимые морским путем, могут быть подразделены на три транспортные категории:  генеральные,  навалочные и насыпные,  наливные 2.2.2. Генеральные грузы Под генеральными грузами понимаются штучные грузы, то есть сухие грузы, состоящие из отдельных мест. В соответствии с транспортными характеристиками эти грузы делятся по категориям:  металлопродукция;  подвижная техника, 19        строительные изделия и конструкции, контейнеры, грузы в пакетах, штучные грузы в упаковке, катно-бочковые грузы, тяжеловесные и негабаритные грузы, лесоматериалы. 2.2.3. Наливные и навалочные грузы Наливные и навалочные грузы составляют основную массу грузов на транспорте и представляют однородные грузы, перевозимые большими партиями. В специализированных судах наливом транспортируют нефть и нефтепродукты, растительное масло, сжиженный газ, спирт и др. Без тары навалом перевозят навалочные незерновые (руда, уголь, соль и т. д.) и зерновые грузы. 2.2.4. Режимные грузы Отдельно выделяют категорию режимных грузов, к транспортировке которых предъявляют особые требования: опасные, скоропортящиеся и сырые животные продукты. 2.3. География грузопотоков водного транспорта. 2.4. Характеристика морских воднотранспортных бассейнов России и стран ближнего зарубежья. Крупнейшие порты мира. 2.5. Перспективы и тенденции портового строительства в России. 20 3 . М О Р С К И Е И Р Е Ч Н Ы Е С УД А 3.1. Транспортный флот – основное звено материально-технической базы водного транспорта. Что надо знать о судах, чтобы проектировать порты и портовые сооружения. Важным фактором, влияющим на развитие порта, являются размерения и технологические особенности судов. Судно – плавучее сооружение, имеющее водонепроницаемый корпус и предназначенное для перевозки грузов, пассажиров, водного промысла, добычи полезных ископаемых, спортивных занятий, научных исследований и пр., а также для военных целей. 3.2. Классификация судов по назначению и условиям плавания По принадлежности суда делят на военные (корабли) и гражданские. Гражданские суда подразделяют на транспортные, промысловые, служебно-вспомогательные и суда технического флота. Различают суда с неограниченным районом плавания, с ограниченным районом плавания (ограниченного морского плавания, прибрежного плавания и рейдовые), смешанного плавания. Возможна классификация судов по архитектурно-конструктивному признаку и по типу энергетической установки: паротурбоходы, теплоходы, газотурбоходы, дизель- или турбоэлектроходы ( с передачей мощности от двигателя к винту через электродвигатель). Промысловые суда – добывающие и перерабатывающие – используются для коммерческой добычи и переработки рыбы, морского зверя, моллюсков, водорослей и др. объектов морского промысла. Промысловый флот начал усиленно развиваться в конце 19 в. Рыбопромысловые суда обслуживаются в рыбных (промышленных) портах, на территории которых размещены промышленные цехи переработки продуктов промысла, крупные склады-холодильники и судоремонтные предприятия. К служебно-вспомогательным судам относятся: ледоколы, буксиры; спасательные, пожарные, водолазные суда; лоцманские, научноисследовательские, учебные др. Суда технического флота обслуживают портовое хозяйство и водные пути. Транспортные суда могут быть грузовыми, пассажирскими или грузопассажирскими (имеется каюта для 12 или более пассажиров). 21 Транспортное судно, предназначенное для перевозки различных грузов называется грузовым судном. Грузовые суда подразделяются на сухогрузные, наливные и комбинированные. Различные типы сухогрузных судов обеспечивают перевозку или генеральных, или навалочных грузов, а универсальные суда могут перевозить генеральные грузы в упаковке или отдельными местами, а также контейнеры, некоторые навалочные грузы и колесную технику. СУДА ДЛЯ ГЕНЕРАЛЬНЫХ ГРУЗОВ Специализированные Универсальные сухогрузные суда Контейнеровозы С горизонтальной грузообработкой Автомобилевозы Для тяжеловозов Рефрижераторы Лесовозы Автомобильные Паромы Железнодорожные Суда для навалочных грузов перевозят груз без тары (навалом) – руду, уголь, зерно, химические удобрения, бокситы, цемент, сахар. 22 СУДА ДЛЯ НАВАЛОЧНЫХ ГРУЗОВ Специализированные Универсальные (балкеры) Рудовозы Щеповозы Углевозы Цементовозы Комбинированное судно используется для перевозки грузов с резко отличающимися транспортными характеристиками с целью сокращения порожних балластных переходов. Разнородные грузы перевозятся на встречных направлениях либо по схеме многоугольника. Комбинированные суда Нефтерудовозы (OO;Oil/ore carrier) Универсальные нефтесухогрузные (OB;Oil/bulk carr.) Типа OBO (Oil/bulk/ore carrier) Типа PROBO (Product/oil/bulk/ore carrier) Типа BORO (Bulk/oil/ro ship) 3.3. Общие сведения об устройстве судна Архитектурно-конструктивный тип судна – это обобщенная характеристика основных особенностей (конструкции корпуса, общего расположения, архитектурного вида и пр.). Характеризуется числом и конструкцией палуб, количеством продольных и поперечных переборок, расположением машинного отделения и надстроек, формой мидельшпангоута, форштевня и кормы, числом и расположением движителей. 23 Основой судна является корпус, состоящий из внешней обшивки и настила верхней палубы, подкрепленных продольными и поперечными переборками и балками набора. Обладает водонепроницаемостью, обеспечивающей плавучесть судна. Набор состоит из продольных и поперечных балок, представляющих остов корпуса и опору для обшивки. Вместе с обшивкой образует днищевые, бортовые, палубные и переборочные перекрытия. Участвует в обеспечении общей и местной прочности. Форма обводов корпуса задается теоретическим чертежом. Используются проекции сечений корпуса на 3 взаимно перпендикулярные плоскости: диаметральную, мидель-шпангоута, грузовую ватерлинию. Проекции на эти плоскости называются соответственно: боком, полуширотой и корпусом. Кривые, образуемые пересечением корпуса с плоскостями, параллельными главным, называются соответственно: батоксами, шпангоутами и ватерлиниями. Кроме теоретического используются конструктивные чертежи: конструктивный мидель-шпангоут и конструктивный продольный разрез судна. На конструктивном продольном разрезе изображаются палубы корпуса и надстроек, платформы, днище, настил второго дна, поперечные переборки, штевни, горизонтальный киль. Изображенное на чертежах расположение судовых помещений, механизмов и оборудования называется общим расположением. Включает чертежи бокового вида, продольного разреза, плана палуб и платформ, двойного дна, несколько характерных поперечных разрезов, виды с носа, сверху и с кормы. верхняя палуба палуба надстройки платформа диптанк машинное отделение ахтерпик второе дно междудонное пространство форпик (балластная цистерна) 24 3.4. Характеристики транспортных судов (линейные и грузовые характеристики, грузовые помещения и устройства). Требования к грузовой обработке Грузоподъемность – масса груза, на перевозку которого рассчитано судно. Различают чистую грузоподъемность и дедвейт. В дедвейт помимо чистой грузоподъемности входит масса судовых запасов (вода, топливо, провизия для экипажа и пр.), экипажа и др. переменных в процессе эксплуатации судна грузов. У гражданских судов дедвейт равен разнице между полным водоизмещением и водоизмещением порожнего судна. Грузовместимость – суммарный объем всех помещений, предназначенных для перевозки грузов. Кроме общей различают частные виды грузовместимости по отдельным видам груза – зерновая, киповая, по жидким грузам и др. Надводный борт – часть надводного борта выше грузовой ватерлинии. Международными соглашениями о грузовой марке регламентируется минимальная высота надводного борта гражданских судов. Универсальное сухогрузное судно имеет объемные грузовые трюмы, обычно две палубы. Машинное отделение расположено в корме или сдвинуто в нос на 1-2 грузовых трюма. Грузоподъемность в среднем 4-6 тыс. т., достигает 16-25 тыс. т. Скорость соответственно 14-16 узлов и 2022 узла. 3.5. Типы специализированных судов (углерудовозы, лесовозы, суда для перевозки генеральных грузов, суда-рефрижераторы, танкеры и газовозы, лихтеровозы, паромы). Контейнеровозы появились в начале 50-х гг. и получили широкое распространение, как эффективное транспортное средство, обеспечивающее сохранность груза, высокую скорость доставки и создание единой транспортной системы. Это однопалубные открытые суда с избыточным надводным бортом. Для крепления контейнеров в трюме предусматривается ячеистая конструкция грузовых помещений в виде системы вертикальных стоек из уголкового профиля, устанавливаемых по размерам контейнеров (в трюме до 6 рядов контейнеров). Около 30% от общего числа контейнеров устанавливаются на крышках люков (до 4-х рядов). Расположение машинного отделения кормовое или промежуточное. Крупные контейнеровозы могут иметь носовую надстройку, которая улучшает обитаемость и обзор из ходовой рубки, а также служит защитой палубных контейнеров. Для повышения остойчивости принимает большое количество балласта (до 50% от дедвейта). По вместимости подразделяются на три группы: до 300 контейнеров (среди них фидерные – для доставки от базового к периферийным портам в пределах одного бассейна); на 1000- 25 1500 контейнеров и вмещающие свыше 3000 контейнеров. Скорость в зависимости от водоизмещения 12-32 узла. Судно с горизонтальной грузообработкой (судно ро-ро, ролкер) – судно для перевозки колесной техники и штучных грузов, погрузка и выгрузка которых производится накаткой. Появились в начале 60-х гг. вначале для перевозки грузов в необорудованные порты, а затем благодаря существенному сокращению времени под погрузкой стали применяться как линейные суда. Разделяются на узкоспециализированные – автомобилевозы, трейлеровозы, контейнеровозы – универсальные. Вся колесная техника загружается, как правило, своим ходом, а контейнеры завозятся автопогрузчиками через кормовые, реже носовые забортные аппарели шириной 7-10 м. Для погрузки также используются лацпорты. Суда многопалубные с преимущественно кормовым расположением машинного отделения и жилой надстройки. Грузовых люков на судах нет (или резервные). Внутри судна грузы перемещаются по пандусам, аппарелям, при помощи лифтов, подпалубных кранов и транспортеров. Поперечные переборки выше грузовой ватерлинии отсутствуют, а в трюмах оборудованы герметичными закрытиями, имеют мощные вентиляционные системы, носовые (а нередко и кормовые) подруливающие устройства. По дедвейту делятся на три группы: до 1 тыс. т; 2,5-5 тыс. т (60 % общего количества); свыше 8 тыс. т. Скорость в зависимости от водоизмещения 11-25 узлов. Забортная аппарель по месту установки может быть носовая, кормовая и бортовая. По способу ориентации – угловая или совпадающая с ДП, по конструкции 1-3секционная. Лихтеровоз (баржевоз) существенно сокращает стояночное время, возможна доставка грузов в мелководные и плохо оборудованные порты, а также временное хранение грузов в лихтерах. Подъем барж на борт лихтеровоза возможен 3 способами: судовым краном, опускающимся под воду подъемником и доковым способом. Наиболее распространены лихтеровозы типа ЛЭШ (LASH – Lighter aboard the ship), строящиеся с 1969 года и представляющие собой крупные линейные суда со скоростью 18-22 узла и вместимостью 49-89 лихтеров грузоподъемностью до 370 т. Это однопалубные суда с носовым размещением надстройки и кормовым размещением машинного отделения. Лихтеры перегружаются козловым краном грузоподъемностью 500 т, выкатываемом на кормовые консоли и снабженным спредером, и устанавливаются в несколько ярусов в трюме и в 1-2 яруса на крышках люков. Лихтеровозы типа Си би (Sea Bee) – строительство начато с 1972 года – вмещают 26 или 38 барж водоизмещением 1300 или 1015 т, соответственно. Баржи заводят буксирами между раздвоенными свесами 26 кормы, где установлен подъемник с площадкой, опускающейся на тросах под воду. После подъема барж до уровня одной из грузовых палуб их перевозят на тележках по рельсам до места установки, где при помощи гидродомкратов переносят на фиксирующие палубные конструкции. В 1979 году построен первый крупный лихтеровоз докового типа ("Baco-liner 1") дедвейтом 21000т и скоростью 15 узлов. Трюм – док этого однопалубного судна с кормовым расположением машинного отделения рассчитан на размещение в 2 нитки 12 барж размером 249,55,1 м и грузоподъемностью 800 т или 14 лихтеров LASH. Их вводят при помощи буксиров и лебедок в заполненный водой трюм-док через носовые ворота. затем они центруются на местах установки и после откачки воды насосами фиксируются на установочных местах. На закрытой верхней палубе можно размесить 650 контейнеров. Стоимость лихтеровозов значительно выше, чем у обычных судов, и их рационально использовать на линиях с устойчивым двухсторонним движением и между портами, связанными с внутренними водными путями. 27 ТЕМА 4. ЕСТЕСТВЕННЫЕ УСЛОВИЯ МОРСКИХ ПОБЕРЕЖИЙ И ИХ УЧЁТ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПОРТОВ 4.1. Топографические и гидрографические условия 4.1.1. Гидрографические условия  очертание береговой линии;  глубины и рельеф дна. Элементы водной поверхности, связанные с формой береговой линии:  залив, бухта, губа, фиорд, лиман, лагуна;  эстуарий, дельта;  банка, бар, остров. На морском дне преобладает спокойный рельеф, слабо меняющийся вдоль береговой линии. Поперечный профиль в большинстве случаев представляет собой плавную слегка вогнутую линию, кривизна которой возрастает по мере приближения к берегу. В зависимости от уклона различают:  приглубый берег – уклоны (до глубины 5 м) порядка 0,01-0,03;  отмелый берег – уклоны меньше 0,01 (иногда 0,001). При строительстве желательно располагать вход в порт на естественных глубинах 12-15 м. Оптимально, когда они находятся на удалении от берега на 800-1000 м. Банки, бары, каменистые подводные отмели и острова являются хорошей естественной защитой. 4.1.2 Топографические Рельеф берега. Необходимо, чтобы характер берега кроме защищенности акватории обеспечивал сравнительно простое создание портовой территории и подъездных путей. Удобны равнинные берега и берега в виде невысокого плато с широкой приурезовой террасой. 4.2. Метеорологические и климатические факторы 4.2.1 Ветер; температура воздуха; влажность, осадки и туманы Ветер – движение воздушных масс. Характеризуется направлением, скоростью, продолжительностью. Направление задается румбом (8 или 16 румбов). Скорость (средняя) измеряется флюгером или анемометром. 28 При проектировании и эксплуатации порта следует учитывать различные виды волновых воздействий, в том числе:  является важнейшим волнообразующим фактором;  оказывает силовое воздействие на здания и сооружения;  учитывается при взаимном расположении районов порта;  затрудняет производство погрузочных и других работ;  затрудняет вход судна в порт. Используется два типа описания режимных характеристик:  повторяемость по скоростям и направлениям;  направления и скорости сильных ветров редкой повторяемости. Характеристики задаются в форме таблиц или графически (в виде розы ветров). Сведения о повторяемости ветра по скоростям и направлениям принимают по наблюдениям гидрометеостанций, а данные о ветрах редкой повторяемости (расчетные значения) определяют расчетом. Во многих случаях расчеты основаны на гипотезе о распределении скоростей по закону Вейбулла: k   F V   exp  AV   .   V  Значения параметров распределения повторяемость ветра по направлениям для некоторых морей приведены в приложении к этому разделу. Температура воздуха оказывает существенное влияние на все метеорологические явления и влияет на условия эксплуатации порта. Осадки и туманы затрудняют эксплуатацию, ухудшают видимость и радиолокационную наблюдаемость. Наибольшее число дней с туманами в России наблюдается на Дальнем Востоке. Во Владивостоке в году до 80 дней с туманами, из них 47 летом (15 в июне). На Черном море с туманами 78 дней в году (район Одессы), а на Балтике до 60 дней в год. 4.3. Гидрологические факторы 4.3.1 Колебания уровня воды: Уровень моря – положение не взволнованной поверхности. Подвержен колебаниям, в числе которых различают:  приливно-отливные,  сгонно-нагонные,  сейши,  сезонные и вековые. 29 Приливы и отливы обусловлены астрономическими причинами. Это вынужденные длинные (приливные) волны в Мировом океане, вызываемые приливообразующими силами Луны и Солнца. Прилив – повышение уровня моря, отлив – понижение уровня моря, полная вода – наивысшее положение уровня, когда прилив сменяется отливом (высокая и низкая, полусуточное неравенство), малая вода – наинизшее положение уровня, когда отлив сменяется приливом (высокая и низкая), период прилива – промежуток времени между двумя смежными полными (или малыми) водами, величина прилива – расстояние по вертикали между уровнями последовательных полной и малой воды Полумесячное неравенство – сизигия и квадратура. Сизигия (полнолуние и новолуние) – сумма солнечного и лунного приливов, а квадратура – разность. Сгоны и нагоны – непериодические колебания уровня под действием ветра и неравномерного атмосферного давления. Циклоны, перемещаясь над морем, вызывают систему длинных волн, влияние которых значительно превосходит суммарное воздействие ветра и давления. Большие нагоны и сгоны у берегов с пологим склоном и в длинных постепенно сужающихся заливах (Ла-Манш, Таганрогский и Финский заливы, Обская губа и др.). Наводнения, обусловленные нагонами, известны в Нидерландах, Бельгии, Великобритании, в устьях Темзы, Невы. Сейши – свободные гравитационные стоячие волны в замкнутых и полузамкнутых бассейнах. Наблюдаются на всех озерах, замкнутых морях (Японское, Балтийское, Азовское и др.), бухтах и морских заливах. Обычно амплитуды не превышают 1 м, но могут вызывать опасные течения. 4.3.2 Характерные уровни: средний многолетний, нуль глубин – начало отсчета на морских картах, максимальный, минимальный, расчетный – уровень с заданной обеспеченностью, определяемый по графику обеспеченности (характеризует продолжительность затопления какого-то определенного уровня). 4.3.3 Морское волнение Волнение затрудняет или делает невозможной погрузо-разгрузочные работы и саму стоянку судов, заливают береговую территорию и оказывают силовое воздействие на сооружения. 30 Основные элементы:  волновой профиль, средняя волновая линия и волна, гребень – часть волны выше среднего волнового уровня, ложбина – часть волны ниже среднего волнового уровня, вершина – наивысшая точка гребня,  подошва – наивысшая точка ложбины,  высота – возвышение вершины над соседней подошвой на волновом профиле,  длина – расстояние между вершинами соседних гребней,  период – промежуток времени между прохождением двух смежных вершин через фиксированную точку пространства. Волнение – это случайный процесс. Оно характеризуется направлением распространения волн (направлением волнового луча), высотами и периодом. Высота волн – случайная величина, поэтому рассматривают высоты различной обеспеченности. При проектировании порта необходимо вначале определить расчетный шторм (или расчетные штормы), а затем в системе волн этого шторма выбрать расчетные параметры волны. В зависимости от решаемой задачи в качестве расчетных могут быть приняты разные штормы и разные значения высот волн. Определение расчетных значений параметров волн производится в следующем порядке:  намечаются волноопасные направления,  определяется обеспеченность расчетного шторма, определяются средняя высота и период волн в глубоководной зоне (до выхода в прибрежную зону),  рассматриваются изменения параметров волн (направления, высоты и длины), которые происходят в мелководной зоне,  определяется расчетное значение высоты у сооружения (у волнолома, у входа в порт и т.д.). 4.3.4 Течения Течения в прибрежной зоне могут быть ветровыми, приливноотливными, волновыми, стоковыми, градиентными. Наибольшие скорости имеют приливно-отливные и волновые течения. Волновые течения проявляются в узкой прибрежной полосе и являются основной причиной вдольберегового движения наносов. Приливные течения могут создавать значительные трудности для движения судов, особенно при входе в порт. Учет течений важен при оценке экологической обстановки. 31 4.4. Ледовые воздействия Условия замерзания пресной и соленой вводы существенно различны. Вблизи точки замерзания соленой воды (при солености больше 27,4 промилле) при понижении температуры плотность воды возрастает, что способствует ее интенсивному перемешиванию при охлаждении поверхностных слоев, препятствуя образованию льда. Замерзание морской воды начинается с образования кристаллов льда, из которых на поверхности образуется так называемое ледяное "сало". При спокойной воде в дальнейшем образуется тонкий сплошной ледяной покров – нилас, который далее превращается в морской лед. При волнении лед взламывается и затем снова смерзается, образуя неровный лед. В результате подвижек, сжатия, разламывания происходят подсовы и нагромождения. Возникают стамухи и торосы, создающие трудности для эксплуатации порта. В России частично или полностью замерзают все моря. Однако в настоящее время навигация во всех портах является круглогодичной. 4.5. Геологические и литодинамические условия Геологические условия определяют строение дна и берегов, состав и свойства горных пород. Геоморфологические условия характеризуют изменяемость рельефа, дна и берегов, трансформацию береговой линии. В самом общем виде все берега можно разделить на две группы: аккумулятивные (намывные) и коренные, которые могут быть или не измененными морем, или абразионными. Переформирование берегов связано с потоками наносов. Создание порта может резко изменить сложившуюся картину движения наносов, что чревато негативными последствиями. Для прогноза последствий полезно в качестве модели рассматривать элементарные аккумулятивные формы, образующиеся при изменении направления береговой линии:  заполнение внешнего угла при изгибе берега в сторону моря навстречу потоку наносов;  огибание выступа берега с образованием косы изгиба (при крутом изгибе берега в сторону суши высота волн резко уменьшается в результате рефракции);  внешняя блокировка берега мысом, островом или отмелью, которые защищают, расположенные за ними участки. 32 ТЕМА 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРТА И ЕГО ОТДЕЛЬНЫХ РАЙОНОВ 5.1. Что такое технические характеристики и их связь с техникоэкономическими показателями Уже отмечалось, что самой важной транспортно-экономической характеристикой порта является его проектная мощность, то есть предусмотренная в проекте суммарная масса грузов, перегружаемая с морского на другие виды транспорта и в обратном направлении за определенный промежуток времени (обычно за год). Таким образом, проектная мощность – это цель, которая должна быть достигнута. С другой стороны, пропускная способность – это та максимальная суммарная масса грузов, которая может быть перегружена в порту за определенный промежуток времени при соответствующем уровне технологии и организации, т. е. это максимум того, что может быть сделано при определенном состоянии сооружений, оборудования и пр. Очевидно, что пропускная способность должна быть больше проектного грузооборота. Фактически достигнутый уровень грузооборота является основным показателем производственной деятельности за рассматриваемый период и в некоторых случаях может приближаться к пропускной способности. При этом разница между пропускной способностью и фактическим грузооборотом представляет резерв пропускной способности. Оптимальное значение такого резерва (около 15-25 %). Обеспечение необходимой пропускной способности является задачей технологического проектирования и требует достижения соответствующих технических характеристик. К последним относятся:  глубины в порту,  отметка портовой территории,  размеры акватории,  длина причального фронта,  размеры территории. На технические характеристики существенное влияние оказывает принятая технология, под которой понимают совокупность способов и средств осуществления технологических процессов. До начала работы по определению технических характеристик необходимо:  проанализировать грузооборот по роду груза и форме его предъявления, направлению грузопотока и вариантам перегрузки;  наметить технологическую структуру порта. 33 5.2. Состав грузооборота и технологическая структура порта Грузопотоки, проходящие через порт, в зависимости от направления подразделяются на:  исходящие (отправление) из порта на судах, загрузкой которых заканчивается технологический перегрузочный процесс и начинается процесс морской перевозки в загранплавании (экспортные перевозки) или в большом или малом каботаже;  входящие (прибытие) в порт, разгрузкой которых начинается перегрузочный процесс порта и заканчивается морская перевозка в большом или малом каботаже или загранплавании (импортные перевозки). Направление грузопотока влияет на технологию, так как не всякое оборудование пригодно и для погрузки и для выгрузки. Перегрузка экспортноимпортных грузов может требовать дополнительной отбраковки и перевешивания. Возможны несколько вариантов перегрузки. Весьма эффективной представляется ситуация, когда перегрузка производится непосредственно с морского судна в вагоны, автотранспорт, речное судно или в обратном направлении. Такой перегрузочный процесс называется прямым или транзитным. Вследствие недостаточной координации во времени прихода в порт морского судна и других транспортных средств или из-за неподготовленности груза (или документов) необходимо предварительное накопление или кратковременное хранение груза. Такой перегрузочный процесс называется складским. Возможен смешанный вариант, при котором часть судовой грузовой партии обрабатывается по прямому варианту, а другая проходит через склад. Характерные варианты:  судно – вагон вагон – судно;  судно – автомобиль автомобиль – судно  судно – судно;  судно – склад склад – судно;  вагон – склад склад – вагон;  автомобиль – склад склад – автомобиль;  склад – склад. Основным элементом общей технологической структуры является технологический перегрузочный комплекс (ТПК), включающий отрезок причального фронта, перегрузочное оборудование, участок акватории и территории, прикордонные склады, подъездные пути и пр. За каждым перегрузочным комплексом закрепляется определенный грузопоток. В соответствии с современными и перспективными методами перевозки и 34 перегрузки морской торговый порт (в зависимости от структуры и объема грузооборота) может иметь в своем составе ТПК для:  контейнеров,  загрузки-разгрузки судов горизонтальным способом, обслуживания перевозок лихтеровозами,  обслуживания паромных перевозок,  генеральных грузов,  скоропортящихся грузов,  отдельных видов опасных грузов,  лесных грузов (круглый лес, пиломатериалы, щепа),  массовых навалочных грузов (уголь, руда, цемент, химические грузы и минеральные удобрения, минерально-строительные грузы и т.п.),  сырой нефти и нефтепродуктов,  сжиженных газов и химических наливных грузов,  пищевых наливных грузов. В зависимости от состава и объема расчетного грузооборота из состава ТПК должны быть определены:  специализированные технологические перегрузочные технологические комплексы (СТПК) со специализированным подъемно-транспортным оборудованием для перевалки конкретных видов грузов и обработки специализированных судов;  ТПК универсального назначения с крановой схемой механизации для перевалки генеральных грузов, перевозимых на универсальных судах и других грузов, если строительство СТПК нецелесообразно. 5.3. Определение пропускной способности причалов и их количества Все компоненты ТПК группируются относительно причала, поэтому размеры и компоновка порта во многом определяются количеством грузовых причалов. Потребность в грузовых причалах может быть определена следующим образом: 1. В зависимости от объема и структуры грузооборота выделяются группы взаимозаменяемых причалов. Особенность работы порта заключается в том, что обработки каждого груза выделяется перегрузочный комплекс, за которым закреплен определенный грузопоток. Укрупненная номенклатура грузов с учетом формы предъявления:  генеральные тарно-штучные, в пакетах и т. п., контейнерные,  ролл-трейлерные,  на паромах,  лесные, 35  навалочные,  насыпные,  наливные,  скоропортящиеся,  подкарантинные. 2. Для каждой группы устанавливается проектный годовой грузооборот. Здесь должно быть принято во внимание направление грузопотоков (входящий или исходящий) и вариант перегрузочного процесса (прямой, складской, смешанный). 3. Для каждой группы определяется расчетный грузооборот в месяц наибольшей работы. 4. Выбирается расчетное судно для рассматриваемой группы причалов и выясняются его грузовые характеристики. 5. Определяется число и производительность технологических линий на обработке одного судна. 6. Определяется время занятости причала грузовыми работами. 7. Определяется время стоянки судна у причала под вспомогательными операциями (все) и общее время стоянки судна у причала. 8. Определяется суточная, месячная и годовая пропускная способность причала. 9. Потребность в причалах для обработки группы однородных грузов Указанные расчеты должны быть проделаны для каждой группы грузов. Комплексные нормы выработки одной технологической линии зависят от целого ряда факторов. Важнейшими из них являются:  род груза и форма его предъявления;  тара и упаковка;  грузооборот;  направление грузопотока и вид плавания;  естественные условия порта;  характеристики транспортных средств для перевозки грузов;  способ укладки груза в транспортных средствах;  вариант перегрузки и способ складирования груза;  подъемно-транспортное оборудование порта;  грузозахватные приспособления и устройства. 36 Ориентировочные значения некоторых норм комплексной выработки технологических линий Вид груза Способ и средства Схема Норма механизации обработки судна выработки, т перегрузочных работ в час Генеральные грузы Судно – вагон 20-30 смешанные Портальный кран (открытого Судно – склад 25-40 хранения) Контейнеры Контейнерный Судно – склад 15 шт./час перегружатель Круглый лес Портальный кран Судно – вагон 50 м3/час Пиломатериалы Портальный кран Судно – вагон 35 м3/час Уголь Судно – вагон 120–160 Портальный кран с грейфером Судно – склад 150–250 Судно – вагон 280 Грейферноконвейерный кран Судно – склад 320 Специализированный ковшово-ленточный Судно – склад 1000–5000 перегружатель Руда (грейфером) Портальный Судно – вагон 150–200 кран с грейфером Судно – склад и 170–320 Грейфернообратно конвейерный кран – Судно – вагон 230 перегружатель Судно – склад 270 Специализированный ковшово-ленточный Судно – склад 1000–5000 перегружатель Зерно Перегрузочная Для всех пневматическая 50–400 вариантов машина 5.4. Определение размеров причалов, глубины на акватории и отметка портовой территории К основным размерам причалов относятся:  длина,  глубина у причала,  отметка кордона (возвышение верха причала над расчетным уровнем),  ширина прилегающей к кордону территории. 37 5.4.1. Глубина у причала Вначале определяется проектная глубина у причала, которая измеряется от отсчетного уровня (за отсчетный принимается низкий уровень заданной обеспеченности, обычно 98-99,5%). Рекомендуется следующий порядок расчетов: расчетное значение проектной глубины принимается как сумма осадки расчетного судна в грузу и запасов глубины; по сетке унифицированных значений определяется глубина ближайшая к расчетной, но не меньшая ее. Это значение глубины принимается в качестве окончательной, закладывается в проект как гарантированная глубина у причала и является его важнейшей паспортной характеристикой. Значение максимально допустимой осадки судна, которое может пришвартоваться к причалу принимается равной гарантированной глубине за вычетом суммарного запаса глубины. В необходимых случаях следует учитывать запас глубины на заносимость и определять, так называемую, навигационную глубину. По условиям технологии производства ремонтных дноуглубительных работ запас глубины на заносимость принимают не меньше 0,5 м. Следует учитывать, что стоимость причального сооружения возрастает пропорционально квадрату глубины (с некоторым приближением). Унифицированные значения глубин Вид сообщений и назначение причалов для местных сообщений и приема судов смешанного плавания для внутрибассейновых сообщений грузовые причалы пассажирские причалы для океанских сообщений грузовые причалы пассажирские причалы Значения унифицированных глубин, м 5,0; 6,5; 8,25; 9,75; 11,5; 13,0; 15,0; 6,5; 8,25; 9,75; 9,75; 11,5; 13,0; 15,0;16,5; 18,0; 20,0; 22,0; 24,0; 27,0; 8,25; 9,75; 11,5. 5.4.2. Длина причала Максимально допустимой осадке судна ставится в соответствие его длина. Это делается на основе сетки унифицированных длин с учетом типа судна. Проектная длина причала определяется по длине максимального судна с учетом запаса по длине. 38 Величина запаса принимается с учетом расположения причала в составе причального фронта, но приближенно он может составлять от 10 до 20% от длины судна. 5.4.3. Глубины на акватории Глубины на акватории должны приниматься в соответствии с глубинами у причалов и обеспечивать безопасный подход судна с предельно допустимой осадкой к предусмотренному для него причалу. Однако не следует по всей площади акватории предусматривать одинаковую глубину с максимальным значением. Это значительно увеличивает объем дноуглубления и чрезмерно увеличивает стоимость сооружений. Поэтому предусматривается зонирование акватории по глубинам с учетом компоновки причального фронта. 5.4.4. Отметка портовой территории Линия пересечения верхней плоскости причала и его лицевой (морской) грани называется линией кордона. Возвышение кордона – это и есть отметка портовой территории. Она зависит от среднего многолетнего и расчетного уровня воды определяется исходя из основной и поверочной нормы. По основной норме устанавливается возвышение кордона, обеспечивающее удобство стоянки и перегрузочных работ относительно среднего уровня воды на акватории порта. Согласно этому условию превышение территории над средним многолетним уровнем должно быть не менее 2 м. По поверочной норме проверяется не затопляемость территории причалов. По этой норме отметка территории должна превышать расчетный уровень воды (то есть высокий уровень обеспеченностью 1-2%) не менее, чем на 1,0 м. Надо обратить внимание, что обе нормы устанавливают лишь минимальное значение возвышения. Оно может быть увеличено в зависимости от прокладки на причале инженерных коммуникаций, технологических трубопроводов и оборудования, так как затопление подземных коммуникаций недопустимо. Отметка портовой акватории по всей прикордонной зоне принимается примерно одинаковой (или с небольшим поперечным уклоном в сторону моря) для удобства прокладки железнодорожных путей. Отметки территории в тыловой зоне зависят от естественного рельефа местности. Повышение отметки кордона увеличивает стоимость сооружения. Обычно для безливных морей отметка территории принимается на 2,5-3,0 м выше среднего многолетнего уровня. 5.5. Размеры территории порта Размеры акватории порта в направлении от линии кордона (ширина территории) определяются технологическими требованиями и 39 необходимостью размещения складов, зданий и сооружений производственной зоны. Ширина операционной зоны у причалов типа набережных с прикордонными складами ориентировочно может быть назначена в следующих пределах:  для штучных грузов и оборудования – 100-120 м;  контейнерные терминалы – более 300 м;  навалочные грузы открытого хранения с универсальной схемой механизации 110-130 м;  то же при специализированном комплексе – более 250 м;  при лесных грузах – 110-120 м. В настоящее время существует тенденция к увеличению размеров операционной территории для установки нового высоко производительного оборудования и для обеспечения работы современных транспортнотехнологических схем (в первую очередь, контейнерных и ролл-трейлерных перевозок). При этом в некоторых случаях расширение территории достигается за счет сокращения причального фронта, так как новые схемы перевозок позволяют существенно увеличить пропускную способность отдельного причала. Общие размеры всей территории определяются в процессе разработки схемы генерального плана. 5.6. Портовые склады. Определение вместимости и основных размеров 5.6.1. Виды складов и общие требования к ним Как уже отмечалось, основная производственная функция порта – это перегрузка грузов с морского на другие виды транспорта и наоборот, а также обеспечение судов, приходящих в порт. После поступления грузов желательно, по возможности, побыстрей отправить их получателю. Эта задача наиболее оперативно решается при переработке грузов по прямому варианту, когда перегрузка осуществляется непосредственно с водного транспорта на сухопутный или в обратном направлении. Однако такая схема работ не всегда возможна, а во многих случаях и не эффективна. Ввиду неполной координации в работ различных видов транспорта и по ряду других причин возможности выполнения перегрузочных процессов по прямому варианту ограничены и в порту необходимо предусматривать склады для накопления грузов и их комплектации. Роль складов не ограничивается только временным хранением. В зависимости от рода груза и характера перевозок может производиться сортировка грузов и подбор партий, упаковка, просушка, взвешивание и другие операции. 40 По характеру работы склады порта можно подразделить на транзитные (буферные) и базисные. Транзитные склады служат для краткосрочного хранения с целью компенсации неравномерности работы водных и сухопутных видов транспорта. Сроки хранения ограничиваются 2-10 сутками на речном и 6-18 сутками на морском транспорте. Располагаются такие склады в непосредственной близости от причала (т.е. являются прикордонными). Базисные склады служат для накопления и длительного хранения грузов, что может быть связано, например, с межнавигационным периодом или с подбором крупной партии односортных грузов, а иногда и с коммерческими соображениями. Сроки хранения могут достигать нескольких месяцев. По способу хранения склады могут быть открытыми в виде складских площадок или закрытые – одноэтажные или многоэтажные складские здания. Промежуточное положение занимают навесы. Все складские сооружения должны удовлетворять некоторым специальным требованиям, в том числе: иметь достаточную вместимость; обеспечивать условия, поддерживающие сохранность грузов; обеспечивать эффективную работу складских перегрузочных устройств, транспортного и другого оборудования; иметь необходимое оборудование и вспомогательные помещения. Склады могут быть общего назначения или для хранения какого-либо одного вида груза. 5.6.2. Методика расчета вместимости складов Базисные склады рассчитывают по интегральному графику работы. Необходимую емкость транзитного склада определяют отдельно для каждого вида грузопотока. Специализированные причалы для навалочных грузов могут вообще не иметь прикордонных складов. 5.6.3. Строительные требования При проектировании складов должны учитываться все требования строительных, противопожарных и санитарных норм и правил. Следует учитывать необходимость проездов от складов в тыловые зоны, пандусов для въезда напольных средств на рампы и внутрь складов. Полезную высоту складов следует принимать с учетом работы грузоподъемных и транспортирующих машин (в одноэтажных зданиях – 7,8 м; первые этажи многоэтажных складов – 6,0 м, на остальных этажах – 4,8 м). Крытые склады должны оборудоваться рампами шириной не менее 7,0 м. Рампы, не обслуживаемые кранами, должны иметь навесы. Верхние этажи многоэтажных складов должны оборудоваться балконами или террасами шириной 3,5 м. 41 ТЕМА 6. ПРИНЦИПЫ КОМПОНОВКИ ПОРТОВОЙ АКВАТОРИИ 6.1. Основные требования к акватории и факторы, влияющие на выбор проектных решений Размеры акватории выбираются из необходимости обеспечить безопасный и удобный вход судна в порт, его маневрирование для подхода к причалам, безопасную стоянку всего расчетного состава судов при перегрузочных работах, отстое и обслуживании. Обязательно учитывается перспектива развития порта и оценивается возможность захода судов с большими размерениями, чем это предусматривалось при расчетах производственной деятельности. Принимается во внимание, что суда могут заходить в порт и двигаться по акватории или своим ходом, или с помощью буксиров. К основным элементам акватории относятся:  подходной канал к порту или фарватер;  входной рейд (маневровая зона) – часть внутренней акватории, примыкающей к входу и предназначенной для маневрирования судов при следовании в заданный район порта или при выходе из него;  операционная акватория для постановки судов к причалам и операций по швартовке;  места для разворота судов при следовании к причалам или от них;  внутренние судовые ходы;  рейды для отстоя или для перегрузочных работ на рейде. При компоновке акватории необходимо решить следующие вопросы:  наметить расположение причального фронта;  выбрать ось входа и трассу подходного канала;  разместить на плане акватории фарватеры и судовые ходы;  выбрать расположение оградительных сооружений;  определить границы дноуглубления. При этом должно быть обеспечено:  размещение расчетного числа причалов при соблюдении необходимых разрывов между причалами и районами;  необходимые размеры прикордонной зоны;  рациональное размещение подъездов сухопутных видов транспорта;  бережное использование земли;  минимум затрат на дноуглубление и создание территории;  благоприятные условия стоянки судов (по ветровым, волновым и ледовым условиям). 42 Для успешной работы порта, уменьшения простоев судов и обеспечения безопасности необходима защита мест стоянки и производства перегрузочных работ от морского волнения. 6.2. Плановое расположение причального фронта Причалы могут располагаться:  вдоль берега (фронтальное начертание причального фронта);  на пирсах;  в бассейнах (ковшах);  по внутреннему контуру оградительных сооружений. Фронтальное расположение (открытый причальный фронт) является наиболее распространенной формой, особенно в речных условиях. Плановое начертание открытого причального фронта в основном соответствует форме уреза берега и поэтому обычно при строительстве не требуется большого объема земляных работ. Прикордонная территория порта имеет вид полосы шириной 100..300 м, которая тянется вдоль берега. Возможно несколько вариантов начертания открытого причального фронта, в т. ч.:  прямолинейное;  ступенчатое;  в виде ломаной линии. Если число причалов в одной линии превышает 4-6, то независимая смена вагонов на отдаленных причалах становится затруднительной. Ступенчатое расположение позволяет избежать этого недостатка. Кроме того, оно весьма удобно для обслуживания судов с горизонтальным способом обработки. Недостатки ступенчатого расположения – затруднено маневрирование перегрузочным оборудованием и не всегда удается использовать торцевые участки. Ломаное начертание (с выступающим в море углом) приходится применять при поворотах берега. Это создает трудности при устройстве железнодорожных заездов. Длина криволинейной вставки составляет L R , где R – минимальный радиус поворота (не менее 100 м в 57,3 исключительных случаях, но лучше, как на стрелочных переводах, 160-200 м);  – угол поворота в градусах. На открытых участках побережья фронтальное расположение причалов, занимающее большой участок берега, часто оказывается неприемлемым и приходиться переходить к бассейновой или пирсовой форме. При бассейновой форме причального фронта причалы располагаются по контурам бассейнов, вырытых на берегу. При большом грузообороте удобна специализация бассейнов по родам груза. Преимущества бассейновой формы 43 – компактность всего порта и удобство организации транспортных связей – послужило причиной их широкого применения при строительстве крупнейших портов мира (особенно расположенных на реках) – Роттердам, Гамбург и др. В условиях значительных колебаний уровня бассейны делаются закрытыми, со шлюзами (например, Лондонский порт). Если по топографическим или геологическим условиям создание бассейнов не связано с чрезмерными трудностями , то эта форма причального фронта предпочтительнее открытой. Ряд трудностей при создании бассейнов может возникать при решении вопросов землепользования. Пирсовая форма характерна при крутом падении берега и сравнительно узкой береговой полосе, а также в районах с высокой стоимостью и дефицитом свободной земли. Пирсы – это сооружения, вынесенные на акваторию порта и расположенные под углом к берегу (часто под прямым). Различают пирсы узкие (шириной 10-60 м) и широкие (шириной до 200-300 м). На широких пирсах размещают перегрузочное оборудование, склады, прикордонные и тыловые подъездные пути. По своему оборудованию причалы на пирсах не отличаются от открытого причального фронта. При расположении пирсов под острым углом к берегу подъездные железнодорожные пути решаются более просто. При размещении рядом нескольких пирсов получается система, аналогичная бассейновой; разница заключается только в способе производства работ. В портах США до 40-ых г.г. были распространены узкие пирсы, на которые выгрузка производилась судовыми стрелами, а груз вывозился автотранспортом. Сейчас узкие пирсы применяются в качестве пассажирских, рыбных, нефтяных и специализированных причалов. Расположение некоторых причалов вдоль оградительных сооружений встречается довольно часто и является рациональным решением. При этом причалы могут располагаться или в корневой части (обычно, если требуется большая прикордонная территория), или вблизи головы в глубоководной части, например, наливные, бункеровочные и т.п.). 6.3. Размеры акватории (вход в порт, оперативные акватории, внутренние судовые ходы, рейдовые стоянки) 6.3.1. Входы в порт Под входом в порт понимается совокупность входных ворот, примыкающего к ним участка подходного канала и входного рейда, то есть элементов, влияющих на безопасность и продолжительность входа и выхода судов. Входные ворота представляют расстояние в свету между головами оградительных сооружений. За навигационную ширину принимается ширина по нормали к оси входа на навигационной глубине. 44 Ширина входа, как правило, должна быть не меньше длины расчетного судна, а при наличии подходного канала не менее 0,8 от длины расчетного судна. Угол между осью входа и общим направлением береговой линии должен быть не меньше 30о, а направление оси входа с направление господствующих ветров должно быть не более 45о. Однако при полном совпадении направления ветра и движения судна управляемость ухудшается. Вход в порт должен быть ориентирован так, чтобы обеспечивать максимальную защиту от проникновения в порт льда и наносов, а также способствовать выносу льда ветром, направленным из порта в открытое море. Максимальная ширина входа устанавливается исходя из условия защиты от волн и льда, Этот размер устанавливается на основе специальных исследований. При необходимых условиях предусматривается перекрытие входа оградительными сооружениями. Ширину участка подходного канала, примыкающего к входу, рекомендуется принимать равной ширине входа, а длину участка равной не менее, чем двум длинам судна. 6.3.2. Входной рейд Входной рейд должен иметь размеры и форму, которые позволяют осуществлять при сильном ветре любые маневры, необходимые для входа или выхода из порта, в том числе:  возможность гашения инерции входящего судна;  возможность разворота судна на требуемый угол;  аварийную отдачу якоря и аварийную стоянку. Для этого необходимо создание входного рейда, в который может быть вписана окружность с диаметром не менее 3,5 длин расчетного судна. Ось входа должна пересекать эту окружность или касаться ее. По всей площади рейда должны быть обеспечены расчетные глубины. Границы зоны маневрирования должны быть удалены от оградительных сооружений на величину не менее двух ширин судна и не должна совмещаться с другими зонами. При входе в порт через ворота судно должно двигаться прямолинейно и иметь перед собой свободное пространство, достаточное для полного гашения скорости. Длина пробега судна до полной остановки зависит от начальной длины и при нормальных условиях входа может составлять 3-7 длин корпуса. Обычно требуют, чтобы после входных ворот свободное расстояние по оси входа составляло не менее 3,5-4,5 длин корпуса; в этом случае возможен вход без буксира. При стесненной акватории можно допускать разворот задним ходом, для чего достаточно рейда в форме полукруга диаметром 2,5 длин корпуса. На 45 стесненной акватории возможен разворот с буксиром; при этом диаметр полукруга может быть уменьшен до 2 диаметров. 6.3.3. Операционная акватория Размеры операционной зоны зависят от начертания в плане причального фронта. На акватории перед причальным фронтом могут быть бассейны двух типов: узкие, в которых разворот судов не предусматривается; широкие, в которых должна быть предусмотрена возможность разворота судов. 6.3.4. Рейды для отстоя судов и перегрузочных операций Рейды могут быть внешними или внутренними. Они должны обеспечивать: безопасность и удобство судоходства круглосуточно в течение всего навигационного периода; одновременную стоянку расчетного количества судов; безопасность стоянки (для этого необходимы хорошие грунты, расчетные глубины при наибольшем отливе и с учетом наиболее сильного волнения, отсутствие сильных течений. Размеры акватории определяются в зависимости от принятого способа постановки судов. 6.4. Плановое расположение оградительных сооружений При компоновке оградительных сооружений необходимо обеспечить:  требуемые размеры огражденной акватории;  защиту мест стоянки судов от волн, наносов (размывов) и сжатия льдов;  удобство входа и выхода судов;  благоприятные условия для выноса льда с акватории. Оградительные сооружения являются дорогостоящими, сложными для строительства и экономически окупаются значительно медленнее других портовых сооружений. Их стоимость значительно возрастает при увеличении глубины и при неблагоприятных геологических условиях. Поэтому следует стремиться, чтобы длина оградительных сооружений была, по возможности, минимальной и тщательно выбирать их трассу с учетом рельефа дна и геологических условий. Также надо помнить, что оградительные сооружения, выдаваясь от берега в море, нарушают естественный режим движения наносов, что может привести к размывам на одних участках и отложению наносов на других. 46 При хорошей естественной защите участка строительства оградительные сооружения могут оказаться просто ненужными (или потребоваться в минимальном объеме) и это наилучший вариант. Внешние оградительные сооружения подразделяют на: молы – сооружения, одним концом соединяющиеся с берегом; волноломы – сооружения, не имеющие соединения с берегом. Выбор трассы оградительных сооружений всегда индивидуален, но можно указать наиболее часто встречающиеся решения:  одиночный мол;  парные параллельные молы (старое решение, в настоящее время почти не применяется);  парные сходящиеся молы;  волнолом, расположенный параллельно берегу или под углом к нему;  комбинация молов и волноломов. Плановое расположение оградительных сооружений связано с положением оси входа. При выборе направления оси входа необходимо:  соблюдать навигационные требования;  снизить затраты на строительство и эксплуатацию подходного канала;  уменьшить проникание волн на акваторию. Обычно вход в порт стараются разместить в наиболее глубокой части акватории. Как правило, требуется, чтобы угол между осью судового хода и береговой линией был не меньше 30. Нежелательно, чтобы при входе судно располагалось бортом к господствующему ветру, но также плохо, когда ось входа совпадает с направлением господствующего ветра. Вход в порт следует располагать мористее внешней границы прибойной зоны. При выборе положения оси входа и ворот необходимо следить, чтобы были обеспечены требуемые размеры акватории. 6.5. Волновой режим на акватории порта Для успешной работы порта, уменьшения простоев судов и обеспечения безопасности необходима защита мест стоянки и производства перегрузочных работ от морского волнения. Допустимые значения высот волн у причала, при которых возможно производство перегрузочных работ в зависимости от водоизмещения судов составляют: Допустимые значения высот волн у причалов DW, тыс. тонн до 5 10 25 50 h, м 0,5 (0,5-0,6) 0,5 (0,6-0,8) 0,5-0,7 (0,8-1,0) 0,6-0,8 (1,0-1,3) 47 Значения в скобках относятся к расположению причальной линии перпендикулярно фронту волн. Меньшие значения соответствуют судам с генеральными грузами, а большие – балкерам; для танкеров допустимая высота волн может быть увеличена на 20-25%. Защищенность достигается правильным размещением причального фронта, длиной и ориентацией оградительных сооружений. На разных участках акватории волновые условия будут значительно различаться между собой. Для оценки защищенности необходимо выполнять расчеты по дифракции волн у оградительных сооружений. Методика таких расчетов приводится в научно-технической, нормативной и учебной литературе. Расчеты следует выполнять для всех опасных направлений волнения. При больших размерах акватории достаточно высокие волны могут образовываться в пределах огражденного участка. В таких случаях следует предусматривать внутренние оградительные сооружения. Задача о компоновке допускает множество решений, поиск лучшего решения весьма сложен и не поддается формализации. Поэтому при разработке генерального плана (и во многих других задачах, связанных с выбором проектных решений) используются неформальные инженерные методы. Наиболее распространенными из них являются метод сравнения вариантов и метод последовательных приближений. 48 7 . Г Е Н Е РА Л Ь Н Ы Й П Л А Н П О Р ТА И П Р И Н Ц И П Ы Е Г О П Р О Е К Т И Р О ВА Н И Я 7.1. Что такое генеральный план. Общие требования к плану порта Генеральный план порта – это плановое расположение его основных элементов (сооружений, транспортных и инженерных коммуникаций, рейдов и др.), рассматриваемое как единое целое. До начала разработки генерального плана должны быть проанализированы исходные данные, выбрано место строительства, назначена технологическая структура порта, определены технические характеристики, намечена предпортовая железнодорожная станция и источники электроснабжения и водоснабжения, ориентировочно намечен состав основных сооружений. При проектировании генерального плана должен быть выполнен ряд условий, к которым относятся:  обеспечение общих размеров акватории для удобной и безопасной работы транспортных судов, портового флота и технических средств при движении судов, выполнении грузовых и пассажирских операций, снабжении, обслуживании и отстое судов;  обеспечение общих размеров территории для рационального размещения береговых объектов, реализующих производственные и технологические функции (расположение сооружений и объектов должно быть увязано с принятыми технологическими схемами);  компактное размещение на портовой территории сооружений, зданий, устройств и коммуникаций, исходя из бережного использования земли;  учет возможной перспективы развития порта;  удобное примыкание внутрипортовых коммуникаций к сетям магистральных железных и автомобильных дорог. Обеспечение требуемой пропускной способности и удобства внутрипортовых путей и дорог, которые, по возможности, должны иметь меньшее число взаимных пересечений;  выполнение санитарных и противопожарных норм;  охрана окружающей среды;  обеспечение, по возможности минимальных объемов работ по дноуглублению, созданию искусственной территории, строительству оградительных сооружений, транспортных и инженерных коммуникаций. Компоновка генерального плана должна производиться с учетом резервирования части территории и акватории для перспективного 49 развития, как самого порта, так и примыкающих к нему населенных пунктов промышленных предприятий и других объектов. 7.2. Условия, влияющие на компоновку порта (техникоэкономические, технологические, физико-географические, хозяйственно-экономические). Современные тенденции в компоновочных решениях Плановое расположение и стоимость основных сооружений порта в большой степени зависят от рельефа берега и морского дна. Поэтому при строительстве новых портов приходится сталкиваться с большими трудностями и для принятия правильного решения необходимо представлять особенности взаимодействия порта с морской средой в зависимости от местных условий. Опыт портового строительства позволяет выделить некоторые группы портов, сходство между которыми объясняется одинаковыми особенностями природных условий. Можно выделить:  порты, расположенные в бухтах и лиманах;  порты на открытых приглубых берегах (на скалистых побережьях);  порты на открытых отмелых берегах (на песчаных побережьях);  устьевые порты;  порты на побережьях, подверженных значительным приливным явлениям. Расположение портов в бухтах и лиманах, имеющих естественную защиту от волн, течений и заносимости, всегда экономичнее. В некоторых случаях здесь имеется возможность полностью отказаться от оградительных сооружений (например, Южный, Мурманск, Находка, Восточный и др.). В других случаях удается значительно сократить длину оградительных сооружений, создавая молы как продолжение естественных мысов (проект порта в бухте Батарейная). Ось входа часто совпадает с осью бухты. Обычно недостатком являются недостаточные размеры бухты, которых хватает только на первую очередь строительства. В этих случаях при дальнейшем развитии порта приходиться выдвигаться в сторону моря, создавая новые территории и оградительные сооружения (например, порты в Токийском заливе). К сожалению, наиболее удобные для размещения портов географические пункты обжитых районов давно заняты портами и населенными пунктами. Главная особенность приглубых акваторий на морских побережьях – резкое увеличение глубин с отдалением от берега. С выходом на большие глубины стоимость оградительных сооружений возрастает, поэтому их часто приходиться строить на сравнительно небольшом расстоянии от берега, что не позволяет создавать акваторию достаточно больших размеров. Для того, чтобы причальная линия была максимальной при 50 минимальной длине оградительных сооружений, причальный фронт компонуется в виде пирсов и внутренних молов. Большие подходные глубины и слабая заносимость составляют основное преимущество приглубых побережий. Характерные примеры – Одесса, Туапсе, Генуя, Марсель, Касабланка. Порты на песчаных побережьях имеют далеко вынесенные в море оградительные молы и каналы. Оградительные молы возводятся на небольших глубинах, имеют упрощенную конструкцию и отличаются малой стоимостью. Причальные сооружения часто располагаются на открытых участках бассейнов и реже в виде пирсов; бассейны часто врезаются в берег. Основная проблема таких портов – интенсивная заносимость. Эксплуатация связана с большим объемом ремонтных земляных работ. Оградительные сооружения наиболее часто выполняются в виде двух сходящихся молов, на километры выдвинутых в море (Вентспилс, Мариуполь, Ейск). Очень многие крупные порты расположены в устьях рек. Такой порт является единым транспортным узлом для морских и речных судов. Здесь, как правило, не требуются дорогостоящие оградительные сооружения. Главная проблема – улучшение и поддержание судоходных условий. Для приема крупных судов здесь в последнее время часто создаются аванпорты, выдвинутые в сторону моря (Европорт в Роттердаме, Гамбург, Лондон, Архангельск). Устьевыми портами являются СанктПетербургский, Вентспилский, Дудинка и многие другие. Причальный фронт часто создают в виде ковшей, создаваемых врезкой в берег или использующих естественные протоки. Возможна русловая и внерусловая компоновка порта. Внерусловая компоновка очень широко распространена в Западной Европе и значительно меньше в России, в виду специфических топографических и гидрологических условий (высокие и крутые берега, не позволяющие врезать в них бассейны, и низменные пойменные берега при высоких половодьях, для которых необходимы большие объемы работ для образования территории). При наличии больших приливных колебаний уровня часто создают закрытые порты (Лондон, Гавр, Антверпен). 7.3. Взаимное расположение порта и города Морские порты обычно располагаются в пределах или в непосредственной близости от крупных городов. Это имеет свои преимущества и недостатки. Порт использует инфраструктуру и потенциал города, являясь в то же время важным элементом его экономической, социальной и культурной жизни. Основное правило при выборе места для порта заключается в том, что город и порт должны существовать гармонично, взаимно не мешать друг 51 другу и не препятствовать перспективе развития. Порт не должен отрезать город от моря и от районов возможного размещения зон отдыха, парков и пляжей, Город не должен перекрывать железнодорожные и автомобильные подходы к порту. Основные грузовые районы порта должны быть вынесены за городскую черту, а участки берега, примыкающие к городским кварталам, следует отдать городу. Транспортные магистрали должны быть проложены в обход города, а пересечение транспортных коммуникаций следует выполнять в разных уровнях. 7.4. Зонирование и районирование порта. Взаимное размещение районов Важнейшими принципами разработки генерального плана порта (и не только порта) являются районирование, зонирование и блокировка объектов. Все сооружения и объекты порта размещаются с учетом их взаимодействия производственном и технологическом процессах. Такое распределение объектов в соответствии с функциональным назначением и взаимодействием называется районированием. Район – это структурная единица порта. С другой стороны ряд объектов, сходные между собой по назначению или по характеру функционирования, часто собирают в блоки и группируют на местности. Такое территориальное распределение объектов группами называют зонированием, а размещение нескольких объектов в одном здании (или комплексе смежных зданий) – блокировкой Обычно выделяют следующие районы:  грузовые – в зависимости от структуры и объема грузооборота они могут состоять из районов  генеральных,  навалочных,  лесных,  зерновых и  наливных грузов;  пассажирский район;  район объектов комплексного обслуживания флота. В составе грузовых могут выделяться районы по виду плавания: внешнеторговых грузов и каботажные. Кроме того, могут быть предусмотрены специализированные технологические погрузочные комплексы – районы. Для грузов, требующих специальных условий перегрузки и хранения (сжиженные газы, наливные химические грузы, рефрижераторные грузы, взрывчатые вещества и т.п.), специальные 52 комплексы – районы организуются, как правило, независимо от объема грузооборота. Районирование позволяет:  лучше использовать перегрузочное оборудование;  дифференцировать глубины по площади акватории;  рационально организовать управление работой;  улучшить условия труда. Помимо указанных районов должна быть предусмотрена база обслуживания судов портового флота и может быть предусмотрена судоремонтная база. Причалы и районы, в которых в процессе грузовых операций выделяется пыль и другие загрязнения, должны располагаться с подветренной стороны по отношению к чистым районам и на некотором удалении от них (на расстоянии 100..300 м в зависимости от вида грузов). Обособленное место в порту отводится району наливных грузов. Акваторию, прилегающую к этому району, желательно отделить от акватории остальной части порта или оградить боновыми ограждениями. Во многих крупных портах мира нефтяные районы выполнены в виде глубоководных аванпортов. На реках нефтяные причалы всегда смещаются вниз по течению. В непосредственной близости от морского торгового порта (в той же бухте) могут находиться речной порт, рыбный порт, судоремонтные предприятия. Эти обстоятельства должны быть учтены при разработке генерального плана. Наряду с районами самого порта должно быть предусмотрено размещение намеченных к строительству комплексов, принадлежащих грузовладельцам и промышленным предприятиям, связанным с морскими перевозками (портовые элеваторы, портовые холодильники, лесоперевалочные базы, перевалочные нефтебазы, экспортные базы, завод сжижения газов и т.д.). В составе морского порта в общем случае различают следующие территориальные зоны:  операционные зоны перегрузочных комплексов;  производственные зоны технологических районов порта;  зоны общепортовых объектов;  зоны пассажирских операций;  предпортовую зону. Операционные зоны, производственные зоны технологических районов и зона комплексного обслуживания входят в состав режимной (охраняемой) территории порта. Операционные зоны перегрузочных комплексов предназначены для размещения основных технических средств, непосредственно 53 реализующих перегрузочный процесс: причальных сооружений, перегрузочного оборудования, складов, грузовых фронтов автомобильного и железнодорожного транспорта и др. Операционные зоны не должны застраиваться объектами, не имеющими отношения к перегрузочному процессу. Производственные зоны грузовых объектов располагаются смежно с операционными зонами, находятся за их пределами и предназначены для объектов общерайонного назначения. На территории производственной зоны располагаются:  тыловые склады (крытые и открытые);  автодороги, тыловые разгрузочные фронты и районные парки (в случае необходимости;  все производственные и вспомогательные объекты района (ремонтно-механические мастерские, гаражи погрузчиков, материальные и инвентарные склады, столовые, другие административно-конторские и бытовые помещения). Зоны общепортовых объектов предназначены для размещения объектов и служб, деятельность которых связана с портом в целом и комплексным обслуживанием судов транспортного флота; службы капитана порта, базы портового флота, центральных мастерских, центрального материального склада, объектов комплексного обслуживания транспортных судов, бункеровочной базы и др. Зона пассажирских операций включает пассажирские причалы с примыкающей территорией, пассажирский вокзал и привокзальную площадь, вспомогательные здания и объекты. В предпортовой зоне размещается администрация порта, узел связи, таможня, инспекция Регистра, стоянка автомобилей и пр. Зонирование позволяет:  создать благоприятные условия для эксплуатации;  улучшить условия труда;  создать предпосылки для соблюдения режима. При размещении районов рекомендуется: смежное расположение комплексов с примерно равной шириной территории; районы для крупнотоннажных работ располагать на участках с большими естественными глубинами и меньшими маневрами; районы для средних и малых судов располагать на более защищенных участках; смежное расположение рекомендуется для районов генеральных грузов с районами лесных, зерновых грузов и районов пассажирских операций. 54 Не допускается смежное расположение районов генеральных и навалочных грузов. Районы, на которых располагаются пылящие грузы и грузы с неприятным запахом должны располагаться с подветренной стороны к другим районам. Между этими районами должны предусматриваться разрывы длиной от 100 до 400 м в зависимости от вида грузов. 7.5. Служебно-вспомогательные здания и сооружения производственной зоны порта и общепортовые объекты. Инженерные коммуникации и благоустройство 7.6. Расположение и особенности проектирования железнодорожных и автодорожных устройств порта Железнодорожные составы, поступающие в адрес порта, могут иметь вагоны с различными грузами. Поэтому перед входом в районы порта необходима перегруппировка вагонов, которая обычно производится в предпортовой сортировочной станции. Весь железнодорожный комплекс порта состоит из предпортовой сортировочной станции, районных парков (на причальном фронте и у склада), погрузо-разгрузочных фронтов и соединительных путей между этими элементами. В пределах территории порта различают тыловые и прикордонные железнодорожные пути. Число прикордонных путей зависит от грузооборота, обрабатываемого по прямому варианту, грузоподъемности вагонов и коэффициента использования их грузоподъемности, от длины причала и количества подач вагонов в сутки (или смену). Приближенно оно может определяться по таблице: Количество прикордонных железнодорожных путей на участке причального фронта Специализация причала Генеральные грузы крытого хранения То же открытого хранения Навалочные грузы открытого хранения Зерновые Количество прикордонных путей при 3-4 причалах на участке 4 2-3 3-4 2-3 Два пути всегда располагаются под порталом крана, возможные схемы размещения остальных путей показаны на рисунке. Эти пути укладываются параллельно кордону с таким расчетом, чтобы при помощи 55 съездов можно было передавать вагоны, обработанные на одном пути, на другой соседний путь вывода их из данного участка. Районные парки размещают возможно ближе к причальному фронту, на расстоянии 0,5-1,0 км от прикордонного погрузо-разгрузочного фронта. В каждый районный парк прибывает определенное число раз в сутки группа вагонов с грузами, соответствующими специализации района. Исходным положением для проектирования железнодорожных парков является суточный грузооборот района. Обычно принимают, что каждый районный парк обслуживается одним маневровым локомотивом, который способен обработать в течение суток 150-200 вагонов, что позволяет обеспечить грузооборот до 5-10 тыс. т в сутки. В составе районного парка предусматривается один-два пути для вагонов, подлежащих подаче на причал, один-два пути для вагонов, убираемых с причала и обгонный путь для локомотива, приводящего состав с припортовой станции. Тема 8. Технологические перегрузочные комплексы и генеральный план портовых районов 8.1. Механизация перегрузочных работ. Подъемно-транспортное оборудование Одним из главных условий эффективности перегрузочного процесса является его комплексная механизация. Поэтому при выборе технологических схем первоочередное внимание уделяется выбору подъемно-транспортного оборудования (ПТО). ПТО порта включает:  подъемно-транспортные машины (ПТМ) грузоподъемные машины, транспортирующие машины;  грузозахватные приспособления (грейферы, спредеры, поддоны, стропы, сетки и пр.);  вспомогательное оборудование (бункеры, переносные рампы и др.);  железнодорожное и автодорожное оборудование. Возможны различные варианты перегрузки (из судна в вагон, склад, автотранспорт, на открытую площадку, из склада в склад, внутритрюмное, внутривагонное, внутрискладское и т. д.). Для этих задач используется различное оборудование. Сочетание машин, осуществляющих различные технологические операции в едином технологическом процессе, называют перегрузочным комплексом. Все машины, осуществляющие перегрузочные операции, по принципу действия можно разделить на два типа:  периодического (циклического) действия, которые работают отдельными циклами (захват груза, перемещение груза, 56 освобождение груза и холостой ход) – краны, автопогрузчики и электропогрузчики, бульдозеры, вагоноопрокидыватели;  непрерывного действия, которые перемещают груз непрерывным потоком по заданной трассе – конвейеры, элеваторы, пневматические и гидравлические перегружатели. Перегрузочные машины, способные перегружать разнородные грузы по различным видам работ, называют универсальными. К ним относятся большинство кранов, бульдозеров и погрузчиков. В качестве универсальных ПТМ используются грузоподъемные краны. На причалах это обычно портальные краны и перегружатели, а на складах краны общего назначения (пневмоколесные, автомобильные, гусеничные, железнодорожные), погрузчики, тыловые перегружатели, на закрытых складах штабелеры и погрузчики, реже мостовые краны. Машины для отдельных операций называются трюмными, вагонными, складскими. На базе универсальных перегрузочных машин могут быть созданы многочисленные универсальные и обратимые схемы механизации для перегрузки всех видов сухих грузов – навалочных, лесных, генеральных. Машины для перегрузки однородных грузов по какому-либо одному варианту работ называют специализированными. К ним относятся пневматические установки и гидроперегружатели, элеваторы, конвейеры, специальные перегружатели (например, вагоноопрокидыватели, контейнерные перегружатели). Универсальные и обратимые схемы получили наибольшее распространение при малых и средних грузооборотах, а также при перегрузке на одном причале разнородных грузов. Основное их достоинство – возможность приспосабливаться к часто изменяющимся условиям. Краны являются универсальными ПГМ, так как от вида груза зависят только грузозахватные приспособления. На причалах с большим потоком однообразного груза целесообразно использовать специальные ПГМ, приспособленные для работы только с этими грузами. Портовые транспортные машины – это конвейерные машины различных типов, пневмотранспортные и гидротранспортные установки. Обычно эти машины используются на специальных перегрузочных комплексах. Имеется большой набор машин для работы в трюмах, вагонах и на складах. 8.2.1. Универсальное оборудование Основным и наиболее распространенным грузоподъемным оборудованием в портах являются портальные краны. Их главные параметры: грузоподъемность (5; 6,3; 10; 16; 20 и более до 30-40 т); 57 вылет стрелы (30 и 32 м). Важны и другие параметры: рабочие скорости, производительность, высота подъема крюка и глубина опускания, ширина колеи и база портала, нагрузки на колесо и опору. Краны могут иметь различное оборудование и грузозахватные приспособления, имеют две основные части:  ходовую часть – портал или мост с механизмом передвижения;  поворотную часть – платформу или башню на опорно-поворотном устройстве, на котором смонтированы стрела со стреловым устройством, кабина с механизмами и кабина крановщика. Основные механизмы: механизм подъема, поворота, изменения вылета стрелы, передвижения ходовой части, передвижения поворотной части по порталу или мосту (на порталах и мостах с большим пролетом). 8.2. Район генеральных грузов (в том числе лесных). Особенности терминалов рефрижераторных, опасных разрядных и других грузов, требующих особых условий перегрузки Основой рациональной компоновки генерального плана является его районирование по функциональному признаку. В каждом районе выполняется относительно законченный технологический цикл по передаче груза с морского транспорта на сухопутный или наоборот (с этой точки зрения район можно рассматривать как минипорт). Кроме того, каждый район должен обладать и некоторой территориальной целостностью. В своем составе район может включать один или несколько технологических перегрузочных комплексов (ТПК) или специальных технологических перегрузочных комплексов (СТПК), например, для контейнеров или трейлеров. Состав сооружений и оборудование района зависят от:  вида груза и формы его предъявления;  грузооборота и направления грузопотока;  варианта перегрузочного процесса; требований к складированию;  выбранных технологических схем. На тип сооружений и их размещение на плане существенно влияют также естественные условия порта, особенно рельеф территории и начертание причального фронта. Вид груза, грузооборот и вариант перегрузочного процесса влияют на компоновочные решения, как непосредственно, так и косвенно через выбор технологических схем. Технологическая схема определяет: состав, тип и количество подъемно-транспортного оборудования, тип захватных устройств, форма подъема и транспортировки; последовательность передачи груза с одного вида ПТО на другой; место и способ укладки. При этом следует учитывать 58 полностью весь перегрузочный процесс, то есть полный цикл грузовых операций с момента прибытия груза в порт до момента его отправления из порта. Для того чтобы скомпоновать на генеральном плане отдельный район, необходимо:  знать количество и размеры причалов,  определить емкость и тип складов,  выбрать технологические схемы и схемы механизации,  выяснить необходимое количество и расположение железнодорожных подъездов. В составе района выделяются зоны:  операционная зона грузовых причалов;  операционная тыловая зона;  производственная зона грузового района. В операционной зоне грузовых причалов размещаются технические объекты и средства, участвующие в перегрузочном процессе: причалы, прикордоннные склады, перегрузочное оборудование, погрузоразгрузочные фронты железнодорожного и автомобильного транспорта. В операционной тыловой зоне размещаются тыловые склады, погрузоразгрузочные фронты и вспомогательные объекты, непосредственно связанные с производственным процессом в этой зоне. Производственная зона примыкает к операционной. В ней размещаются все производственные и вспомогательные объекты района. 8.3. Район массовых навалочных грузов (уголь, руда, концентраты, химические грузы, цемент, минерально-строительные материалы и др.). Особенности терминала для зерновых грузов 8.4. Специализированные перегрузочные комплексы 8.5. Район комплексного обслуживания флота и общепортовые объекты 8.6. Район пассажирских перевозок. Спортивно-туристические порты