Внутренние водные пути

• Внутренние водные пути.

1.Общие сведения

2. Классификация внутренних водных путей

3. Категории и классы водных путей.

4. Группы водных путей.

5. Разряд внутреннего водного пути.

6. Реки.

              6.1.Основные понятия и терминология.

              6.2. Питание и водный режим рек.

              6.3. Ледовый режим реки.

              6.4. Течение рек и характер водного потока.

7. Водохранилища.

              7.1. Водный режим водохранилищ.

8. Шлюзы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• I. Внутренние водные пути

1.Общие сведения

Реки, озера, водохранилища и каналы, пригодные для судоходства, принято называть внутренними водными путями. Если эти пути используются для движения судов, их называют внутренними судоходными путями. Сезон, в течение которого осуществляется судоходство, называют навигацией (навигационным периодом).Главной особенностью внутреннего водного пути является наличие судового хода - водного пространства, предназначенного для движения судов и обозначенного на местности или на карте. Положение судового хода на внутреннем водном пути обозначают с помощью специальных навигационных знаков. Сигнальные огни на этих знаках называют навигационными огнями. Условная линия, проходящая в средней части судового хода или обозначенная навигационными знаками, называется осью судового хода. Кромка судового хода - это условная линия, ограничивающая судовой ход по ширине. Различают правобережную и левобережную кромки. Переход судового хода от одного берега реки к другому называют перевалом судового хода. Судовой ход характеризуют габаритами - глубиной, шириной, надводной высотой и радиусом закругления. Наименьшие глубину, ширину и радиус закругления судового хода, поддержание которых гарантируется службой пути, называют гарантированными.

Неотъемлемая принадлежность внутреннего судоходного пути - порт - участок берега с прилегающим водным районом (акваторией), где размещены сооружения и устройства для погрузки-выгрузки судов и их обслуживания. Акватория порта обеспечивает в своей судоходной части маневрирование и стоянку судов. Часть этой акватории, предназначенная для якорной стоянки судов, называется рейдом. Порт оборудован специальными гидротехническими сооружениями, к которым относятся причалы, пирсы, молы, волноломы и др. Причал - это сооружение, предназначенное для стоянки, обработки и обслуживания судов и имеющее для этих целей специальные швартовные устройства. Пирсом называют конструктивное объединение причалов, выступающее в акваторию порта и позволяющее швартовать к нему суда не менее, чем с двух сторон. Оградительные сооружения для защиты акватории порта или береговой полосы от волнения, наносов и льда называют молом и волноломом. Первый примыкает одним концом к берегу, у волнолома оба его конца с берегом не соединены. Изображение участка внутреннего водного пути и прилегающей полосы берега, составленное на основе гидрографических работ, называют картой внутреннего водного пути. Для второстепенных водных путей, например, для притоков рек с нерегулярным судоходством, пользуются схемами судового хода.

2. Классификация внутренних водных путей

Классификация внутренних водных путей может быть произведена по гидрометеорологическим  условиям плавания, габаритам судового хода, интенсивности судоходства и характеру навигационного оборудования (судоходной обстановки). Соответственно внутренние водные пути подразделяют на категории, классы, группы, разряды.

Если для судоходства используется природный водоем, такой водный путь называют естественным. Если водоем создан человеком, водный путь называют искусственным. К естественным водным путям относятся реки и озера, к искусственным - водохранилища и каналы.

3. Категории и классы водных путей.

Класс внутреннего водного пути - это его характеристика, установленная в зависимости от габаритов судового хода. Все водные пути подразделяют на семь классов, которые объединены в четыре категории: сверх магистраль, которая относится к I классу, магистраль - ко II или III классу, путь местного значения - к IV или V классу, малая река - к VI или VII классу.  Сверх магистраль характеризуется, например, гарантированной глубиной более 2,6 м, шириной судового хода 100-85 м и радиусом его закругления 1000-600 м. У магистрали II класса гарантированная глубина 1,6-2,6 м, III класса - 1,1-2,0 м, пути местного значения IV класса - 0,8- 1,4 м, V класса - 0,6-1,1 м, малой реки VI класса - 0,45-0,8 м, VII класса - менее 0,6 м.

4. Группы водных путей.

Установлены в зависимости от интенсивности судоходства и связанного с этим характера навигационного оборудования. По водным путям I группы, например, в обоих направлениях в течение суток проходит более 30 судов и составов, по водным путям III группы - всего до пяти таких судов и составов. Водные пути I-III групп имеют дневное и ночное навигационное оборудование (знаки и огни). Водные пути IV и V групп имеют только дневное навигационное оборудование.

5. Разряд внутреннего водного пути.

Это его характеристика, установленная в зависимости от волнового режима. Разряды водных путей различны для транспортных судов, поднадзорных Речному Регистру, и судов, поднадзорных ГИМС. По правилам Речного Регистра внутренние водные пути могут быть разрядов "Л", "Р", "О" или "М". На водных путях разряда "Л" ветровые волнения, при которых одна из ста следующих подряд волн достигает высоты 0,6 м, наблюдаются в течение времени, не превышающего 4 % длительности навигации. На водных путях разрядов "Р" и "О" высота таких волн соответственно 1,2 и 2,0 м. В Украине нет внутренних водных путей разряда "М".

В ГИМС Украины принято деление водоемов на четыре разряда (с 1-го по 4-й), причем отдельно выделены прибрежные морские воды.

6. Реки.

Различают реки большие - с площадью бассейна более 50 000 кв.км., средние - от 2000 до 50 000 кв.км. и малые - менее 2000 кв.км. Бассейны больших рек, как правило, расположены в разных географических зонах.

              6.1.Основные понятия и терминология.

Долина - пониженная часть земной поверхности, расположенная по обе стороны реки на всем ее протяжении. Пойма - часть речной долины, затапливаемая паводковыми водами. Русло - пониженная часть речной долины, по которой течет вода при самых низких (меженных) уровнях. Каждая река имеет начало - исток, который может быть озером, болотом, ледником, ключом и т.д., и устье - место окончания реки и впадения ее в море, озеро или другую реку.  Строение речного русла определяют подвижные скопления наносов, которые принято называть русловыми образованиями. Типичным русловым образованием является перекат - устойчивое наносное образование, имеющее вид поперечного вала во всю ширину реки, который пересекает русло под углом к общему направлению течения и вызывает отклонение течения от одного берега к другому. Участок реки между двумя перекатами в лоции называют плесом. Иногда так называют участок реки, где на всем протяжении сохраняются одинаковые условия судоходства. Другой пример руслового образования - осередок. Так называют наносное образование, омываемое водой со всех сторон. На осередке нет растительности. В этом его отличие от острова, который представляет собой часть поймы, омываемой водой со всех сторон. Верхнюю по течению часть острова или осередка называют приверхом, нижнюю — ухвостьем. Русло реки извилисто. В результате взаимодействия с ним потока воды могут возникнуть: извилина - длинный пологий изгиб русла вместе с долиной; лука - длинная крутая извилина, у которой расстояние между началом и концом мало по сравнению с длиной; излучина - пологий изгиб русла в пределах долины; колено - короткий крутой изгиб русла тоже в пределах долины. Поток воды может размывать узкий перешеек излучины. Такое естественное спрямление русла называют прорвой (промоиной). Если же бывшая излучина, спрямленная новым руслом, изолирована от него, ее называют старицей (стариком, староречьем). Часть старицы реки, обмелевшую из-за промоины в верхней оконечности и оборудованную для стоянки судов, называют затоном. У русла реки могут быть ответвления. Если у такого ответвления имеются все свойственные руслу образования, его называют рукавом. Основным (коренным) руслом принято считать тот рукав, в котором расположен судовой ход. Если рукав проходит по пойме в стороне от основного русла и не имеет типичных русловых образований, его называют протоком (протокой), узкий рукав, рассекающий остров, называют прораном, узкий проток в дельте реки — ериком. Если в месте слияния двух рек или рукава с основным руслом берег образует острый угол, его называют стрелкой. Урез (воды) - линия пересечения спокойной поверхности воды с берегом. Узкую полосу отлогого берега, примыкающую к урезу воды, называют заплеском (приплеском).

               6.2. Питание и водный режим рек.

Реки питаются за счет таяния снега (весной), дождей (летом и осенью) и грунтовых вод (летом и зимой). Количество воды в реке колеблется из года в год и в пределах года. Соответственно изменяется и уровень воды в реке, который измеряют относительно некоторой условной горизонтальной поверхности сравнения.

Водный режим реки - это изменение во времени уровня воды в реке, вызванное процессами накопления и расходования влаги в речном бассейне. Характерные состояния водного режима называют его фазами. Основные фазы водного режима реки: половодье, паводок, межень.

Половодье ежегодно повторяется в связи с сезонным изменением климата и характеризуется высоким и длительным подъемом уровня воды, вызванным таянием снега в бассейне реки. В половодье вода выходит из русла реки и заливает ее пойму. На реках Украины половодье бывает в весенние месяцы - март, апрель, май и может продолжаться от двух-трех недель до одного-двух месяцев.

Паводок может многократно и нерегулярно повторяться в различные сезоны года и характеризуется интенсивным кратковременным увеличением уровня воды. Паводок во время навигации вызывается дождями. Его продолжительность - от недели до месяца.

Паводок, выдающийся по величине и редкий по повторяемости, могущий вызвать жертвы и разрушения, называется катастрофическим. Иногда так называют и половодье с этими же последствиями.

Наводнение - это затопление территории водой, являющееся стихийным бедствием. Наводнение может наблюдаться во время паводка или половодья, при подъеме воды вследствие ветрового нагона воды в устье реки, из-за прорыва гидротехнических сооружений.

Межень ежегодно повторяется в одни и те же периоды года и характеризуется длительным стоянием низкого уровня воды, возникающего вследствие уменьшения питания реки. Различают летнюю и зимнюю межени. За начало летней межени принимают конец половодья, за окончание - наступление подъема воды после осенних дождей. Обычно меженный период навигации приходится на июль-август, когда реки питаются, в основном, грунтовыми водами.

За счет сооружения на реках водохранилищ можно эффективно регулировать водный режим в течение всей навигации. В результате она проходит при сравнительно одинаковом уровне воды.

             6.3. Ледовый режим реки.

Это совокупность закономерно повторяющихся процессов возникновения, развития и разрушения ледяных образований. Фазами ледового режима являются замерзание, характеризующееся образованием ледяного покрова, ледостав, когда на реке имеется сплошной неподвижный лед, и вскрытие, при котором ледяной покров разрушается. К признакам ледостава относятся: установление среднесуточной минусовой температуры на протяжении порядка трех недель; появление на поверхности воды сала - иглообразных и пластинчатых кристаллов льда в виде пятен и тонкого сплошного слоя, вначале в местах со слабым течением; образование внутриводного льда в толще воды и на дне реки; движение по поверхности и внутри водного потока шуги - всплывшего на поверхность или занесенного вглубь потока внутриводного льда в виде комьев, ковров, венков из серой губчатой массы рыхлого льда. У уреза воды образуется примыкающая к нему полоска льда — заберег. По мере снижения температуры и увеличения количества шуги из нее образуются осенние льдины, дающие начало осеннему ледоходу. С увеличением количества льдин и шуги их продвижение затрудняется, они постепенно смерзаются между собой и с заберегом. Наступает ледостав, быстро распространяющийся по реке. Вскрытие рек происходит после наступления положительной среднесуточной температуры на протяжении порядка двух недель. Одним из его первых признаков служит образующаяся между берегом и льдом полоска воды - закраина.

            6.4. Течение рек и характер водного потока.

Течение воды в реках вызвано уклоном водной поверхности от истока к устью: чем больше уклон, тем выше скорость течения. Эта скорость зависит также от средней глубины, извилистости и шероховатости русла. Она различна на плесах и перекатах: в межень больше на перекатах, в половодье - на плесах. Скорость течения уменьшается от истока к устью реки. Скорость течения реки - это усредненная скорость течения отдельных струй речного потока. Скорости струй неодинаковы в разных точках поперечного разреза потока, площадь которого называют живым сечением русла реки. Скорость струи максимальна над самым глубоким местом вблизи поверхности воды в точке, отстоящей от поверхности примерно на 0,2 глубины. От этой точки скорость струй уменьшается ко дну реки и к ее берегам. На поверхности воды скорость струй максимальна над самым глубоким местом. Линия, соединяющая на водной поверхности точки с наибольшими скоростями течения струй и с наибольшей глубиной русла, называется стрежнем реки. На изгибах русла одновременно с течением вдоль него наблюдается и поперечное течение: на поверхности - в сторону вогнутого берега, у дна - в сторону выпуклого. Так что на криволинейных участках реки поток воды как бы "ввинчивается" вдоль русла вниз по течению. Это винтообразное течение воды "сносит" стрежень реки ближе к вогнутому берегу. Таким образом, на прямолинейных участках реки скорость течения наибольшая в середине русла, на криволинейных - ближе к вогнутому берегу. При изменении уровня воды возникают два дополнительных поперечных течения между серединой реки и ее берегами. При подъеме воды эти течения на поверхности воды направлены от середины к берегам, на дне - от берегов к середине, а посредине реки - снизу вверх. При спаде воды — наоборот. Речной поток может иметь особенности течения, существенно влияющие на движение судна вверх и вниз по реке. Прижимным (навальным) называют течение, под действием которого суда сносятся к берегу или какому-то объекту. Прижимное течение реки - это проявление винтообразного движения воды в криволинейном русле. Так как прижимное течение направлено к вогнутому берегу, оно может приводить к навалу судов на него, особенно при движении вниз по реке. Чем круче поворот русла, тем сильнее прижимное течение. Свальным называют такое течение в реке, которое пересекает ось судового хода под некоторым углом. Свальное течение вызывается сливом воды, направленным под значительным углом к стрежню реки. Возникает из-за разного уровня воды по ширине реки, например, при впадении в реку притоков, переходе стрежня от одного берега к другому, на перекатах, расположенных на изгибах русла, и т. п. Затяжное течение - то, которое направлено из основного русла в рукав реки. Как и свальное, оно направлено под углом к стрежню реки. Возникает при разделении русла на рукава. Особенно большую скорость имеет в половодье у прорв, протоков, проранов. В русле реки могут также возникать и вихревые течения, приводящие к образованию суводей и майданов. Участок реки, на котором вода вращается в одну сторону, называется суводью. Она возникает за выступами берегов, мысами. У правого берега вода в суводи вращается по часовой стрелке, у левого - против нее. При сильном течении большие суводи образуются за рынками гор. Вдоль оси вращения суводи поток воды движется снизу вверх. Особенно много суводей бывает во время половодья. Участок реки, где вода совершает беспорядочные возвратно-поступательные движения, называется майданом. Майданы образуются при слиянии потоков воды с разными скоростями течения, за опорами мостов, а также при обтекании подводных препятствий, несколько ниже их. Признаками майданов являются перемещающиеся по течению водовороты и рябь на поверхности воды. Водовороты вращаются и по часовой стрелке, и против нее. При этом образуются и воронки, и выбросы струй вверх, вода как бы кипит. При слиянии рукавов могут образовываться крупные майданы (до десятков метров в диаметре), особенно если потоки воды встречаются почти под прямыми углами. Такие майданы называют также спорными водами.