Судоходная классификация перекатов

Для управления судном, изучения специальной лоции и обеспече­ния безопасности плавания особое значение приобретает разделение перекатов по судоходному признаку и по степени трудности проводки через них судов и плотов.

На трудность проводки судов и составов через перекаты влияют следующие факторы: тип переката, вид подвалья, ширина и глубина судового хода, форма судового хода в плане и его радиусы изгиба, мес­то расположения переката и условия видимости, положение уровня воды, особенности течения (направление и скорость свальных течений, наличие суводей и майданов и др.), сложность входа на перекат и выхода с него со стороны плесовых лощин и т. д.

Рассмотрим классификацию перекатов (по Д. К. Земляновскому), используемую в судовождении.

А. Типы перекатов. Перекаты могут быть отнесены к одному из четырех типов.

I. Перекат без затонной части (рис. 27, а) обычно находится на пологих изгибах или прямых участках неширокого русла. Плесовые лощины переката не заходят одна за другую, поэтому затонной части он не имеет. Перекат устойчивый, долго сохраняет свою форму и расположение в русле. Судовой ход и корыто на нем плавно переваливают от одного берега к другому. Ровное течение на перекате совпадает с направлением корыта, а свальное — обычно отсутствует. В большинстве случаев такой перекат без затонной части не вызывает затруднений для движения судов.

II. Перекат с затонной частью (рис. 27, б). Плесовые лощины переката заходят одна за другую, поэтому он имеет за­тонную часть. Корыто расположено под большим углом к направлению русла, судовой ход круто переваливает от одного берега к другому. Перекат неустойчивый. При низком уровне воды иногда происходит промыв корыта почти поперек русла. При дальнейших переформированиях переката корыто может получить еще большее искривление, принять вид буквы S.

Часть водного потока сливается на перекате по кратчайшему пути — из верхней плесовой лощины в нижнюю, в связи с чем свал воды направлен к затонной части. При низком уровне воды на перекате со­здается сильное свальное течение, направленное к нижней косе.

Перекат данного типа (особенно с развитой затонной частью) из-за узкого судового хода с крутым перевалом, небольшой глубины и сильного свального течения затруднителен для движения судов.

III. Перекат—россыпь (рис. 27, е) возникает на расширенных участках русла. В результате избыточной ширины поток здесь не может транспортировать наносы, формировать косы и плесовые лощины, поэтому русло заполняется беспорядочными мощными отложениями (заструги, осередки, шалыги), из которых формируется пере­кат. Перекат-россыпь не имеет определенной формы. Под воздействием течения (особенно при резких колебаниях уровня) песчаные отложения, непрерывно перемещаясь, изменяют форму переката. Корыто не име­ет ясно выраженного углубления и формы. Судовой ход извилистый и мелкий. Перекат очень неустойчивый, судовой ход в период межени может сменить свое положение несколько раз. Течение на перекатах-россыпях беспорядочное и неровное. Небольшие глубины, неопределен­ный судовой ход, неровные течения создают большие трудности для движения судов через перекаты этого типа.

IV. Групповой перекат (рис. 27, ?) представляет собой участок русла, на котором вблизи друг от друга находятся несколько перекатов различного типа. Косы у группового переката расположены так, что нижняя коса верхнего переката является верхней косой ниж­него переката. Перекаты разделяются небольшими плесовыми лощина­ми. Иногда такая лощина настолько мала, что создается как бы двой­ное подвалье одного переката. Протяженность группового переката может достигать нескольких десятков километров.

Судовой ход на групповых перекатах извилистый, иногда несколь­ко раз переваливает от одного берега к другому. Групповые перекаты обычно неустойчивы, режимы их взаимосвязаны, размыв одного пере­ката может явиться причиной обмеления другого и наоборот. На пере­кате часто создаются свальные и затяжные течения.

Узкий и извилистый судовой ход, свальные и затяжные течения превращают групповой перекат в участок, трудный для плавания.

Б. Виды подвальев. Подвалье — наиболее трудное место при про­водке судов через перекат. Все подвалья можно разделить на три вида, причем каждый рассмотренный тип перекатов может иметь лю­бой вид подвалья.

l. Ровное (рис. 28, а) подвалье образовано ровным тыловым скатом седловины переката, расположенным по нормали к оси коры­та. Течение на подвалье ровное, совпадает с осью корыта.

В некоторых случаях две крупные заструги верхней и нижней ко­сы, сближаясь к середине корыта, создают ровное подвалье со значи­тельным понижением гребня. Косы и заструги таких подвалий на­правляют воду к середине корыта, создавая сосредоточенное течение.

Рис. 28. Виды подвальев

Ровное подвалье не Представляет большой трудности для движения судов.

2. Выпуклое (рис. 28, б) подвалье имеет в плане и попереч­ном разрезе выпуклую форму. Оно создается при большом перемеще­нии наносов через седловину переката, очень неустойчиво и не имеет глубокого корыта. Течение на подвалье веерообразное, слабое, иног­да с двусторонним сливом воды по обе стороны выпуклости. В боль­шинстве случаев у верхней косы течение слабее, а более сильное на­правлено к нижней косе.

Для судоходства подвалье неблагоприятно. При движении через перекат (особенно вверх) необходимо уметь определить направление основного слива воды и свального течения.

3. Неровное (искривленное или неопреде­ленной формы) подвалье (рис. 28, б), создается двумя заструга­ми или ухвостьями кос, которые заходят друг за друга. Такое подвалье очень неустойчиво, течение на нем неровное. Возле каждой косы со­здается различное направление слива воды.

При большой подвижности наносов образуется подвалье неопре­деленной формы. Такое подвалье очень искривлено или не имеет яс­но выраженного очертания, оно также очень неустойчиво.

Для судоходства неровные подвалья наиболее неблагоприятны.

На некоторых участках рек ведется интенсивное землечерпание. В результате плесовые лощины соединены сплошным подводным ка­налом-прорезью, поэтому перекаты не имеют четкого подвалья. В су­доходном отношении такое подвалье по сравнению с предыдущими ви­дами более благоприятно.

В. Группировка перекатов по трудности судовождения. Условия судоходства в основном зависят от типа переката и вида его подвалья, а также от размеров и осадки состава, направления движения судна и ряда других факторов.

Для судов малого и большого водоизмещения, толкаемых составов, буксируемых судов или плотов трудность плавания через перекат не­одинакова. Если, например, для плота существенное значение имеет ширина судового хода и направление слива воды, то для крупного судна — глубина переката. Очень важно положение уровня воды. Обычно при высоком уровне условия плавания более благоприятны, чем при низком.

По степени трудности для судовождения перекаты можно разделить на две группы в зависимости от типа переката, вида его подвалья и ряда других факторов.

I. Незатруднительные перекаты — в основном пере­каты без развитой затонной части, которые имеют ровное подвалье, прямой судовой ход с достаточной для больших судов глубиной и ши­риной. На таких перекатах течение ровное, без майданов и суводей, а свальные и затяжные течения незначительны.

Вход на такой перекат и выход с него удобны. Расхождение и об­гон на незатруднительном перекате возможны только для маломер­ных судов, при этом должны быть приняты меры, полностью обеспе­чивающие безопасность плавания.

II. Затруднительные перекаты — перекаты с развитой затонной частью, перекаты-россыпи и групповые перекаты. Подвалья у таких перекатов неровные или выпуклые. Затруднительный перекат обычно имеет небольшую глубину и ширину судового хода, извилис­тое корыто, свальные или затяжные течения.

Вход на перекат и выход с него для судов сложны. Расхождение и обгон на таких перекатах для судов любых водоизмещении запрещены.

Для составления судоходной классификации перекатов следует использовать навигационные карты, лоцийные описания, личные на­блюдения, а также паспорта перекатов.

Паспорт переката составляют для получения полных данных о многолетнем режиме русловых переформирований переката. В паспорте, кроме описания самого переката, дают подробное описание участка долины реки в границах весеннего затопления, где поток оказывает влияние на формирование данного переката.

При описании элементов переката нужно указывать форму и размеры: верхних и нижних песков, осередков и островов, форму, глубину и ширину плесовых лощин, проток и др. Особо нужно отмечать размываемые яры, указывая место их расположения и интенсивность размыва, наличие по берегам камней, карчей, высыпок из оврагов. Необходи­мо указывать также фактическое расположение судового хода, наличие свальных течений и других препятствий для судоходства. В паспорт следует помещать и данные об изысканиях и исследованиях.

Ежегодно к паспорту должны прилагаться план переката первой съемки и наиболее характерные повторные съемки.

К судоходной характеристике переката необходимо прилагать опи­сание гидрологических особенностей каждого года и графики зависи­мостей судоходных глубин и ширин на перекате от уровней воды. На эти же графики следует наносить плесовые плановые кривые дифференцированных глубин и ширин судового хода.

Паспорт переката должен систематически дополняться данными последующих лет, а также ежегодными краткими описаниями руслового режима на перекате.

Практика показывает, что сложные условия на судоходных участ­ках характеризуются, как правило, повышенным количеством аварийных происшествий. Для выявления мест возникновения аварийных происшествий и основных причин, которые их вызывают, место каждого происшествия следует отмечать на плане пути условными знаками. Места концентрации аварийных происшествий иногда называют «очагами аварийности».

Степень опасности отдельных участков водного пути можно определить несколькими путями. Один из них — с помощью коэффициента относительной аварийности

D = A106/365NL, (14)

где А — количество происшествий на участке водного пути длиной L;

N— средняя навигационная суточная интенсивность движения судов/сут.

Отношение коэффициента относительной аварийности D, вычисленного для какого-либо участка, к минимальному значению его Dмин на том же водном пути именуется числом опасности d, т. е.

d=D/Dмин. (15)

Число опасности показывает, во сколько раз при сложившихся условиях движения обстановка на других участках опаснее, чем на участке, наименее опасном среди них.

Перекаты или другие затруднительные участки пути состоят из сочетания отдельных элементов, которые оказывают на судоходство определенное влияние. Для суждения об обеспеченности безопасности судоходства необходима численная характеристика, оценивающая пере­кат и сопоставляющая его с другими.

Вероятностная оценка безопасности судоходства может быть дана с помощью системы коэффициентов или баллов без­опасности (надежности), характеризующих основные элементы переката или участка пути: ширину В судового хода — ub, глубину Н судового хода uh и радиус R его закругления Нц, видимость по судовому ходу Us, особенности течения Ус-Общий вероятностный критерий безопасности судоходства на пере­кате или участке будет определяться произведением баллов безопас­ности движения судна:

U»=UgUnUgUsUc. (16)

Общий критерий, вычисленный как произведение частных коэффи­циентов, будет определять количественно предполагаемую безопасность судоходства по сравнению с водным путем, имеющим наиболее благо­приятные путевые условия. Баллы должны зависеть от габаритных размеров наиболее больших типовых составов.

В табл. 11 приведена система баллов для оценки безопасности дви­жения судна (на основе проведенных автором исследований).

При использовании произведения коэффициентов в соответствии с формулой (16) перекат, благоприятный для плавания, будет иметь критерий безопасности, равный 1 баллу. Наиболее трудный перекат будет иметь произведение всех баллов, каждый из которых равен 0,25, что в итоге составит 0,000976 или округленно 0,001. Промежуточные критерии безопасности будут заключены между 0,001 и l. Если один из коэффициентов равен нулю, то и общий критерий безопасности ра­вен нулю, что явится оценкой переката, на котором безопасность дви­жения не обеспечивается.

Для краткой характеристики переката можно использовать чис­ловую характеристику. Характеристика III—3—II, например, обозначает, что рассматриваемый перекат относится к тре­тьему типу, имеет третий вид подвалья и принадлежит ко второй гpуппе (т. е. перекат-россыпь с неровным подвальем, затруднительный для движения судов — см. судоходную классификацию перекатов).

Пример. Оценить перекат с заходящими одна за другую плесовыми лощинами и выпуклым подвальем. Перекат имеет ширину, равную 1,7 ширины состава, глубину — 1,6 осадки, радиус — 4 длины состава. Видимость на перекате 2 км, течение на нем свальное.

Решение. В соответствии с формулой (16) и табл. 11 будем иметь: t/o = = 0,5- 0,75-1,0.0,5 = 0,1875 ss 0,19. Общая численная характеристика пере­ката будет такой: II—2—II—0,19.

Таблица 11

Характеристика судового хода	Интервалы	Баллы
Ширина Вс	2,5 Вс—3 Вс и более	ub=1,0
	2,0 Вс-2,5 Вс	Uв=0,75
	1,5 Вс-2,0 Вс	ив=0,50
	1,0 Вс—1,5 Be	Ua=0,25
	1,0 Be—и менее.	ub=o,oo
Глубина Н	1,75 Т—2,0 и более	uh=i,o
	1,50 Т—1,75 Т	Ин=0,75
	1,25 Т—1,50 Т	UH=0,50
	1,00 Т—1,25 Т	Un=0,25
	1,00 Т и менее	uh=o,oo
Радиус R ,	3,0 L и более	ur=i.o
	2,5 L—3,0 L	UR=0,75
	2,OL—2,5L	Up=0,50
	1,5 L—2,0 L	Up=0,25
	1,0 L—1,5 L	ur=o,oo
Видимость S по судовому ходу	1,5 км и более 1,0—1,5 км	Us=l,0 Us=0,75
	0,5—1,0 км	Us=0,50
	0,25—0,5 км	Us=0,25
	0,25 и менее	Us =0,0
Течение	Ровное	Uc=l,00
	Майданы	Uc=0,75
	Свальные (затяжные)	Uc=0,50
	Суводи	Uc=0,25

Примечание. Be, T, L—соответственно ширина, осадка, длина судна (состава).