НОРМЫПРОЕКТИРОВАНИЯ МОРСКИХ КАНАЛОВ

 

РД31.31.47-88

 

Датавведения 1988-10-01

 

 

РАЗРАБОТАНЫГосударственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтомморского транспорта

"Союзморниипроект"

Одесскимфилиалом "Черноморниипроект"

Главный инженерВ.М.Таран

Начальниксектора стандартизации и метрологии И.С.Вулихман

Руководительразработки д.т.н. В.Г.Мирошниченко

Исполнители:Б.Т.Соколов, к.т.н. Г.Д.Журавицкий, М.А.Краснова, к.т.н. В.И.Шепсис

Одесскиминститутом инженеров моpcкoгo флота

Проректорд.т.н. П.С.Никеров

Исполнители:д.т.н. Ю.Л.Воробьев, к.т.н. Э.B.Koxaнoв

 

СОГЛАСОВАНЫМинводхозом СССР, письмо от 27.11.86 № 60-01-20/9422

 

УТВЕРЖДЕНЫМинистерством морского флота СССР (инструктивное письмо Минморфлота СССР от 14июля 1988 года № 114)

 

ВЗАМЕН ВСН19-70/ММФ

 

 

Настоящиенормы разработаны в развитие раздела "Каналы" СНиП 2.06.01-86"Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования",полностью согласуются с рекомендациями по назначению оптимального режимапроводки судов на морских каналах РД 31.63.03-86 и распространяются напроектирование новых и реконструкцию существующих морских каналов, кромеканалов, предназначенных для движения судов или плавучих объектов специальногоназначения. В этих случаях допускается, при соответствующем обосновании,применение отдельных положений и методов расчета, предусмотренных нормами.

Критериемопределения размеров морского канала принята навигационная безопасностьдвижения судов.

 

 

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАНАЛА

 

1.1. Исходныеданные должны включать:

сведения оразмерениях расчетного судна; сведения о планируемом судопотоке; характеристикиестественных условий района прокладки трассы канала; величины ущерба водным,биологическим ресурсам и рыбным запасам от строительства и эксплуатации канала.

1.2. Вкачестве расчетного судна может быть принято конкретное или условное судно.Сведения о нем должны включать:

D - водоизмещение, т;

T - осадка судна на ровном киле без хода в водестандартной плотности (r = 1025 кг/м³),м;

B - ширина по миделю, м;

L - длина между перпендикулярами, м;

 - отношениеплощадей парусности надводного и подводного бортов.

В основуразмерений условного судна берется величина осадки, остальные элементыопределяются в зависимости от типа судна по формулам:

D = 36 T³; B = tT;L = cT,                                                     (1)

где c, t - коэффициенты,определяемые по табл.1;

,                                                                (2)

где H - высота надводного борта, м.

 

Таблица1

 

Коэффи- циент	Тип судна
	Универ- сальное	Лихтеро-  воз	Танкер	Газовоз	Комбини- рованное	Морской паром	Контейне- ровоз	Лесо- воз	Пасса- жирское	Угле- рудовоз
t	3,3	3,5	2,6	3,0	2,4	3,6	3,2	2,4	4,0	2,7
c	17,5	18,2	17,5	16,5	15,5	19,5	17,8	17,5	20,1	17,2

 

1.3. Сведенияо планируемом судопотоке должны включать:

количествосудопроходов в год и среднесуточный судопоток в течение месяца с наибольшимсудооборотом;

составсудопотока по типам судов, их размерениям и количеству.

1.4.Характеристики естественных условий должны включать:

планыакваторий трассируемого канала и прилегающей территории;

литологическиеразрезы по намечаемым вариантам трасс канала с характеристиками грунтов;

элементыметеорологического режима не менее чем за 12 лет, включающие данныеповторяемости ветров по скорости, направлению и их продолжительности;

сведения охарактере течений; их направлении и скорости;

режимныефункции высот волн 3% обеспеченности в системе, по восьми румбам;

графикобеспеченности ежесуточных уровней воды;

среднегодовуюметеорологическую дальность видимости и преобладающий для данного районакоэффициент прозрачности атмосферы с повторяемостью не менее 65%;

продолжительностьледового периода;

сведения одинамике берега и интенсивности движения наносов.

1.5. Оценкаущерба водным, биологическим ресурсам и рыбным запасам должна определяться настадии технико-экономического обоснования проекта канала и учитывать:

характеристикузагрязненности извлекаемых грунтов по химическим и биологическим показателям;

состояниесреды кормовой базы и ихтиофауны в районе дампинга;

оценкуотрицательного влияния дноуглубления и дампинга на окружающую среду;

мероприятия попредотвращению и снижению ущерба;

мероприятия покомпенсации неустраняемого ущерба.

 

2.ТРАССИРОВКА КАНАЛА

 

2.1. Трассаканала должна быть проложена так, чтобы затраты на ее строительство иэксплуатационные расходы были минимальными.

2.2. Прианализе предполагаемых затрат необходимо учитывать:

а) объемыизвлекаемого грунта при строительстве канала по формуле:

,                                                      (3)

где h_i - средняя величина глубины прорези научастке, м;

b - проектная ширина канала, м;

j - угол наклона откоса к горизонту, град.;

l_i - длина участка канала, м;

n_u - количество участков;

б) объемыремонтного дноуглубления в зависимости от заносимости канала при различныхвариантах трассы;

в)сравнительную производительность дноуглубительных снарядов в зависимости отвида грунта;

г) зависимостьразмеров канала от гидрометеорологических факторов;

д) зависимостьширины канала от расстановки знаков ведущих створов.

2.3. Длинаканала l_k определяется егонаправлением, естественным рельефом дна и расчетной навигационной глубиной.

2.4. Трассаканала должна быть проложена так, чтобы строительство канала и его эксплуатацияудовлетворяли требованиям природоохранных органов (согласована с органами водо-и рыбоохраны Минводхоза СССР и Минрыбхоза СССР на стадии подготовкипредпроектной документации).

 

3.ГЛУБИНА КАНАЛА

 

3.1. Отсчетныйуровень глубины проектируемого канала назначается с обеспеченностью от 98 до99,5% в соответствии с табл.2 п.12.5 СНиП 2.06.01-86, где входным аргументомявляется разность уровней 50% обеспеченности H_50%и минимально наблюденного уровня H_min.

Приреконструкции действующих каналов допускается, при соответствующем обосновании,сохранять ранее принятый отсчетный уровень глубины.

Приведениенавигационной глубины при назначенной обеспеченности уровня к нулю глубинморской навигационной карты производится по формуле

,                                                             (4)

где d_c - глубина, указанная на карте, м;

DH - разностьабсолютных значений назначенного отсчетного уровня и уровня, принятого наморской навигационной карте, м;

d_n - навигационная глубина, м.

Соответственноизменяется и проектная глубина d.

Примечания: 1. Глубины на морских навигационных картахприведены для безливных морей к среднему многолетнему уровню, то есть имеют 50%обеспеченность; для морей с приливо-отливными явлениями - к наинизшемутеоретическому уровню, подразумевающему только астрономические факторы.

2. При (H_50% - H_min)> 1,40 м, отсчетный уровень глубины должен быть таким, чтобы обеспечивалсяпропуск планируемого судопотока.

3. В зависимости от интенсивности судоходства отсчетныйуровень допустимо принимать с обеспеченностью меньшей, чем указано в п.3.1 приобязательном технико-экономическом обосновании, выполняемом в соответствии срекомендуемым приложением 1.

 

3.2.Навигационная глубина d_n и проектнаяглубина d (рис.1) канала определяются поформулам:

,м,                                                  (5)

,м                                                             (6)

где T - осадка расчетного судна, м;

DT - поправкана изменение осадки расчетного судна при плотности r (солености, ‰) воды в районе проектируемого канала,отличающейся от стандартной r = 1025кг/м³; величина DT определяется по табл.2;

 - суммарныйнавигационный запас глубины, м;

Z₄ - запас глубины на заносимость, м.

 

Поперечныепрофили судового хода

 

Рис.1

 

Таблица2

 

Плотность r, кг/м3	Соленость, ‰	DT, м
1025	32	0,000 Т
1020	26	0,004 Т
1015	20	0,008 Т
1010	13	0,012 Т
1005	7	0,016 Т
1000	0	0,020 Т

 

Примечание. Грузовая шкала морских судов строится впредположении, что судно плавает в воде стандартной плотности (r= 1025 кг/м³).

 

3.3. Суммарныйнавигационный запас глубины определяется по формуле:

,м,                                                (7)

где Z₁ - минимальный навигационный запас,необходимый для обеспечения управляемости судна, м;

Z₂ - волновой запас на погружение оконечностисудна при волнении, м;

Z₃ - запас на изменение осадки судна на ходуна тихой воде по сравнению с осадкой без хода, м;

Z₀ - запас на крен судна, возникающий отвоздействия расчетного ветра и гидродинамических сил на повороте, м.

3.3.1.Минимальный навигационный запас Z₁,м, определяется по табл.3 в зависимости от осадки судна Tи вида грунта.

 

Таблица3

 

Грунт дна в интервале между dn и (dn + 0,5), м	Z1, м
Ил	0,04 Т
Наносный грунт (песок заиленный, ракуша, гравий)	0,05 Т
Плотный слежавшийся грунт (песок, глина, супесь, суглинки, галька)	0,06 Т
Скальный грунт, валуны, сцементированные породы(песчаники, известняки, мел и др.)	0,07 Т

 

Примечания: 1. При неоднородных грунтax в интервалемежду d_n и (d_n + 0,5), м, в расчет принимается наиболее плотныйгрунт.

2. При плотном слежавшемся грунте, скальном грунте,грунте с включением валунов и сцементированных пород дноуглубительные работыдолжны заканчиваться проверкой глубины гидрографическим тралением, о чемнеобходимо указывать в проектно-сметной документации.

3. Для каналов, расположенных севернее параллели66°30’, а также для Берингова, Охотского морей и Татарского пролива прирасчетных судах водоизмещением не более 20 тыс. т. необходимо вводить поправкуна увеличение осадки судна при обледенении, равную 0,1 м.

 

3.3.2.Волновой запас Z₂, м, для одиночногои расходящихся судов определяется по графикам на рис.2, 3 в зависимости отдлины расчетного судна L, м, числа Фруда  и h_3% - высоты волны 3% обеспеченности в системеволн наиболее опасного направления в районе судового хода при действии расчетноговетра. Скорость ветра w принимается изусловий управляемости судна и равняется 5J.(J выбирается в соответствии собязательным приложением 2)

Определениечисла Фруда по длине L, м и скоростиJ, уз. расчетного судна

 

 

Рис.2

 

Определениеволнового запаса Z₂, м при различныхуглах волнения и числах Фруда Fr

 

 

Рис.3

 

3.3.3.Скоростной запас Z₃, м при движенииодиночного судна определяется с помощью графиков рис.4, 5 и табл.4:

а) график(черт.4) служит для определения скоростного запаса при движении судна намелководье Z₃. На графике Fr (определяется из рис.2); . Z₃ определяется методом последовательныхприближений. Величина третьего слагаемого , входящего в , сначала принимаетсяравной 0,35 и из графика (рис.4) выбирается Z₃,затем найденная Z₃подставляется в  вместо0,35, и вычисления повторяются. Как правило, действия ограничиваются двумяпервыми подстановками;

б) график(рис.5) уточняет величину скоростного запаса для судна, движущегося в каналахнеполного профиля. Входным аргументом являются число Фруда Frи отношение площади сечения условного канала полного профиля, полученного путемпродолжения откосов до уровня воды A_k,к площади погруженного миделевого сечения судна A_m.Выбранный из графика рис.5 коэффициент умножается на Z₃;K₁Z₃,м;

в) с помощьютабл.4 определяется скоростная поправка глубины для каналов полного профиля.Величина скоростного запаса для мелководья Z₃умножается на коэффициент K₂,выбранный из табл.4; K₂Z₃, м.

 

Определениескоростного запаса Z₃, м намелководье по осадке судна T, м, числу Фруда Fr и запасу глубины , м

 

 

Рис.4

 

Определениепоправочного коэффициента K₁ дляканалов неполного профиля по числу Фруда и отношению площадей

 

 

Рис.5

 

Таблица4

 

	6	8	10	12	14	16	18
K2	1,90	1,68	1,50	1,38	1,27	1,24	1,15

 

Для каналов сдвухсторонним движением вычисленное значение скоростного запаса увеличиваетсяна 80%.

3.3.4. Запасна крен судна Z₀, м, определяется поформулам:

,м                                                           (8)

,м                                                     (9)

где Q - угол крена от ветра, град., выбирается изтабл.5;

Q_dn- динамический угол крена, град., выбирается из табл.6.

Формула (8)применяется при расчетах Z₀, дляпрямых участков канала, формула (9) - для участков сопряжения колен канала(мест поворота судна).

 

Таблица5

 

Тип судна	Угол крена от ветра Q, град. при скорости расчетного ветра w, м/с
	9	13	16	19	22
Универсальное, лихтеровоз, газовоз, морской паром	-	1	1	1	2
Контейнеровоз	1	2	3	4	5
Пассажирское	1	3	4	6	8

 

Таблица6

 

Тип судна	Динамический угол крена Qdn, град. при скорости судна J, уз.
	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Универсальное, лесовоз, контейнеровоз	1	1	2	2	3	4	5	6	7
Лихтеровоз, пассажирское,. морской паром, газовоз	-	-	-	1	1	1	1	2	2
Танкер, комбинированное	-	-	-	-	-	-	1	1	1

 

Примечания: 1. Запас на крен от ветра не учитывается:для танкеров и комбинированных судов; для всех судов при курсовых углах ветра,отличных от 60-90°.

2. Для лесовозов угол крена на прямых курсах беретсяпостоянным, равным 5°.

3. Местом поворота считается кривая сопряжения коленканала с примыкающими к ней с двух сторон прямолинейными участками, равнымидлине расчетного судна L, м.

 

3.3.5. Запасна заносимость Z₄ назначается наосновании специальных исследований или подбором обоснованного аналога. ВеличинаZ₄ может быть одинаковой по всемуканалу или дифференцированной по его длине в зависимости от интенсивностизаносимости различных участков прорези.

 

4.ШИРИНА КАНАЛА

 

4.1. Проектнаяширина канала для одностороннего движения судов bдолжна определяться по формулам:

,м                                                           (10)

,м                                                  (11)

где b_n - навигационная ширина канала, м;

Db - запасширины на заносимость, м;

h_n - навигационная глубина прорези канала, м;

j₁, j- углы наклона откосов к горизонту к концу межремонтного периода и проектнаявеличина, соответственно.

4.2.Навигационная ширина канала b_nпринимается на уровне навигационной глубины d_nи определяется по формуле:

,м,                                                         (12)

где b_m - ширина маневровой полосы на уровненавигационной глубины, м;

 -навигационный запас ширины канала, учитывающий гидродинамическое взаимодействиесудна с бровкой канала, м.

4.2.1. Ширинаманевровой полосы определяется по формуле:

,                                                 м, (13)

где B - ширина расчетного судна по миделю, м;

 -относительная ширина маневровой полосы, которая определяется по табл.7 взависимости от курсового угла истинного ветра q_w относительно осиканала и проекции вектора скорости течения на направление нормали к ocи канала J_q;

K_J, K_w, K_A,K_Jd -безразмерные коэффициенты, значения которых определяются по табл.8, 9, 10, 11.

 

Таблица7

 

qw, град	Относительная ширина маневровой полосы , м при Jq, м/с
	-1,2	-1,0	-0,8	-0,6	-0,4	-0,2	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2
0	4,27	3,76	3,34	3,01	2,78	2,65	2,60	2,65	2,78	3,01	3,34	3,76	4,27
30	4,39	3,87	3,46	3,14	2,91	2,79	2,76	2,83	3,00	3,26	3,61	4,07	4,62
45	4,45	3,93	3,51	3,20	2,98	2,86	2,84	2,92	3,10	3,37	3,75	4,23	4,80
60	4,50	4,00	3,57	3,26	3,04	2,93	2,92	3,00	3,20	3,50	3,89	4,38	4,98
90	4,62	4,10	3,69	3,37	3,17	3,07	3,08	3,19	3,41	3,73	4,16	4,70	5,34

Таблица8

 

Скорость судна, J, уз, (м/с)	4 (2,06)	6 (3,09)	8 (4,12)	10 (5,14)	12 (6,17)
KJ	1,18	1,06	1,00	1,01	1,08

 

Таблица9

 

Скорость ветра w, м/с	0	5	10	15	20	25	30
Kw	0,79	0,85	0,89	0,94	1,00	1,05	1,17

 

Таблица10

 

	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
KA	1,00	1,06	1,13	1,19	1,26	1,35	1,46	1,63

 

Таблица11

 

Водоизмещение D, тыс. т	5	10	20	40	60	80	100	140	180
KJd	1,48	1,37	1,30	1,15	1,09	1,06	1,03	1,02	1,00

 

4.2.2. Модульпроекции вектора скорости течения на направление нормали к оси канала  долженопределяться по формуле:

,м/с,                                                     (14)

где

                                                (15)

где J_t- скорость течения; м/с;

q_t - курсовой угол течения, град.;

d_zb - забровочная глубина, м;

T - осадка расчетного судна, м.

Примечание. При пользовании формулой (14) и табл.7 J_qпринимается положительным при действии ветра и течения с одного борта и отрицательнымв противном случае.

 

4.2.3.Расчетная скорость ветра w м/с науровне центра парусности расчетного судна, с наиболее опасного направленияпринимается обеспеченностью 3%, но не более величины, определяемой соотношениемw = 5J,являющимся предельным условием управляемости судна, идущего со скоростью J, м/с.

4.2.4.Расчетная скорость течения J_t принимается максимально наблюденная в данномрайоне, но не более 0,4 величины скорости движения судна, принятой для данногоканала.

При отсутствииданных о J_tее величина берется как функция расчетного ветра из выражения

,м/с,                                                    (16)

где j_g- географическая широта места, град.;

w - скорость расчетного ветра, м/с.

4.3. Если кмоменту проектирования ширины канала известна система средств навигационногооборудования и соответствующая ей точность определения места судна в канале, тоширина маневровой полосы канала b_m, мопределяется в соответствии с обязательным приложением 3.

4.4. Проектнаяширина канала, предусматривающего двухстороннее движение судов, определяется изусловий расхождения расчетного судна и судна с шириной 0,7Bпо формуле:

,м,                                          (17)

где индексы 1и 2 относятся соответственно к большему и меньшему из расходящихся судов.

Примечание. Необходимость строительства канала дляодностороннего или двухстороннего движения определяется в соответствии собязательным приложением 4.

 

4.5. Величинауширения канала на повороте Db_k определяется в зависимости от соотношениярадиуса закруглений канала R и длины расчетногосудна L по табл.12; Db_k откладывается понормали к линии движения на внешнюю сторону поворота, рис.6.

 

Таблица12

 

R / L	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Dbk / L	0,19	0,15	0,13	0,11	0,10	0,08	0,08	0,07	0,06

 

Примечание. Не рекомендуется принимать R< 4,5L.

 

Схемауширения канала в местах сопряжения колен

 

Рис.6

 

4.5.1. Приналичии в районе постоянно действующего течения уширение канала на поворотедополнительно увеличивается на

Db_t,рассчитываемую по формуле:

,                                                          (18)

где q_t - угол между направлением течения и осьюпрямолинейного участка канала, град. (курсовой угол течения);

L - коэффициент, зависящий от угла сопряженияколен канала и соотношения скоростей течения и движения судна , выбираетсяиз табл.13;

Db_tрассчитывается для точек начала и конца поворота. Уширение производится понормали к линии движения.

 

Таблица13

 

	Коэффициент L при угле сопряжения колен канала y, град.
	30	45	60	75	90
0,50	1,30	1,96	2,61	3,26	3,92
0,40	1,04	1,57	2,09	2,61	3,13
0,30	0,78	1,17	1,57	1,96	2,35
0,20	0,52	0,78	1,04	1,30	1,57
0,17	0,44	0,67	0,89	1,11	1,33
0,13	0,34	0,51	0,68	0,85	1,02
0,10	0,26	0,39	0,52	0,65	0,78
0,07	0,18	0,27	0,36	0,46	0,55
0,05	0,13	0,20	0,26	0,33	0,39
0,03	0,08	0,12	0,16	0,20	0,23

 

Угол c сопряжения уширенной чести поворота спрямолинейным участком канала должен быть не более 15° (рис.6).

Спрямлениекриволинейных участков делается с таким расчетом чтобы зона теоретическогоповорота не была уменьшена.

 

5.OTКОCЫ КАНАЛА

 

5.1. Проектнаявеличина котангенса угла наклона откоса канала к горизонту обеспечиваетнавигационные габариты канала на весь межремонтный период и определяется поформуле

,                                                             (19)

где j₁ - угол наклона откоса кгоризонту в процессе формирования прорези канала к концу межремонтного периода,град.;

a - коэффициент, зависящий от глубины прорези канала; дляпрорези с глубиной менее 1,5 м коэффициент принимается равным 2,0; для прорезис глубиной более 5,0 м коэффициент a принимаетсяравным 1,5; в интервале между этими глубинами коэффициент устанавливаетсяинтерполированием в соответствии с табл.14.

 

Таблица14

 

Глубина прорези h0, м	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0
a	2,00	1,93	1,86	1,79	1,71	1,64	1,57	1,50

 

Проектнаявеличина котангенса угла наклона откосов к горизонту назначается с точностью доцелого числа.

Примечание. При наличии надежного аналога и длядействующих каналов величина котангенса угла наклона откосов принимается пофактическим данным.

 

5.2. Значение ctg j₁определяется в зависимости от свойств грунтов, в которых трассирован канал,проектной глубины прорези h₀ иестественного уклона подводного склона моря по графикам рис.7, 8, всоответствий с табл.15.

Определениекотангенса угла наклона откосов

 

 

I,II, III - котангенс угла наклона откосов; i -величина естественного уклона дна

 

Рис.7

 

Определениекотангенса угла наклона откосов

 

I,II, III - котангенс угла наклона откосов; i -величина естественного уклона дна

 

Рис.8

Таблица15

 

Наименование грунта	Номер чертежа	Номер шкалы чертежа
Суглинки, глины текучеплаcтичные и мягкоплаcтичные, илы текучеплаcтичные	7	II
Супеси, суглинки, глины и илы текучие	7	III
Супеси пластичные, глины и суглинки тугопластичные, полутвердые и твердые	8	I
Пески пылеватые	7	I
Пески мелкие	8	III
Пески крупные и средней крупности	8	II

 

5.3. Дляучастков канала с глубиной прорези более 10 м необходимо производить проверкупроектного откоса на устойчивость.

5.4. Дляособых естественных условий и грунтов, не предусмотренных табл.15, величина ctgj₁ ипроектная величина котангенса угла наклона откоса к горизонту определяютсяспециальными исследованиями. Объем и состав исследований устанавливаютсясоответствующим обоснованием.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ1

(рекомендуемое)

 

МЕТОДИКАТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ОБОСНОВАНИЙ ГАБАРИТОВ ПРОЕКТИРУЕМОГО КАНАЛА

 

1. При сравнениии анализе проектных вариантов методика технико-экономических расчетовбазируется на сопоставлении затрат на дноуглубительные работы, связанные сувеличением габаритов каналов или повышением обеспеченности отсчетного уровня,и затрат транспортного флота, обусловленных простоем судов в связи снедостаточной глубиной или шириной канала. Оптимальный вариант соответствуетминимуму суммарных затрат K, определяемых поформуле:

                        (П.1.1)

где S - суммарные нормативные эксплуатационные расходы судовдноуглубительного флота, занятых на строительстве канала (определяются поданным планового отдела управления морских путей), р./сут;

K_nd - суммарная нормативная строительнаястоимость дноуглубительного флота, определяется согласно прейскуранту наморские дноуглубительные работы, р.;

Q - суточная производительность каравана, рассчитываетсяна основе производственных норм на морские дноуглубительные работы (ПНДР), м³/сут;

t_exd - продолжительность годового эксплуатационногопериода земкаравана, сут;

V - объем дноуглубительных работ по выбранному варианту,м³;

m_gd - число проходов по каналу в течениегодового эксплуатационного периода судов с осадками, равными и большими, чемосадка, соответствующая данному отсчетному уровню;

 -судосуточные расходы на содержание судов транспортного флота на стоянке безгрузовых операций, осредненные по группе из m_gdсудов, р./сут;

 -нормативная строительная стоимость судов транспортного флота, осредненная погруппе из m_gd судов, р.;

 - средняяпродолжительность годового эксплуатационного периода транспортных судов той жегруппы, сут;

 - средняяпродолжительность простоя судна при рассматриваемых габаритах канала, сут;

DK - затратына природоохранные мероприятия, направленные на предотвращение и снижениеущерба от дноуглубительных работ и дампинга и компенсацию неустраняемогоущерба, руб.

2.Технико-экономическое обоснование отсчетного уровня для неприливных морейвыполняется в соответствии с перечисленными ниже методическими рекомендациями:

2.1. Помноголетнему графику обеспеченности ежедневных уровней воды выбирается вкачестве нижней границы уровень 99% (H_99%)обеспеченности и задается диапазон отсчетных уровней с интервалом 0,1 м, такой,чтобы его верхний предел имел обеспеченность не менее 90%.

2.2. Задаетсядиапазон расчетных осадок T_i синтервалом 0,1 м, причем уровню 99% обеспеченности ставится в соответствиеосадка расчетного судна, затем для каждой из осадок T_iопределяется число судов m_gd всудообороте канала, имеющих фактическую осадку T,равную или большую, чем T_i.

2.3. Длякаждого отсчетного уровня и соответствующей группы из m_gdсудов вычисляются  и .

2.4. Средняяпродолжительность простоя судов  рассчитывается по формуле

,сут.                                               (П.1.2)

где P_i - обеспеченность i-гоотсчетного уровня, %;

 - средняяпродолжительность интервалов времени, когда i-йотсчетный уровень не обеспечен, сут.

Величина  определяетсяпо эмпирической формуле:

                                           (П.1.3)

2.5. Приопределении величины V учитывается толькодополнительный объем дноуглубительных работ, необходимый для перехода кочередному уровню большей обеспеченности. Уровень 99% обеспеченностипринимается за уровень сравнения и для него Vпринимается равным 0. При этом необходимо принимать в расчет и увеличение длиныканала, связанное с выходом прорези на большую глубину.

2.6. Расчетзатрат по формуле (П.1.1) производится для каждого из уровней назначенногодиапазона. В качестве отсчетного принимается уровень той обеспеченности, длякоторой значение получилось наименьшим.

2.7. Еслизатраты K все время убывают при переходе куровням меньшей обеспеченности, расчет должен быть продолжен дляобеспеченностей менее 90% до получения уровня с минимальным значением K.

3.Технико-экономическое обоснование проходного горизонта для морей с приливамивыполняется аналогично, при этом:

3.1. Величина  определяетсяпо табл.П.1.1 в зависимости от отношения уровня проходного горизонта H_gr к уровню сизигийного отлива r.

 

ТаблицаП.1.1

 

	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	0,9
, сут	0,130	0,098	0,071	0,045	0,022	0,010

 

3.2. Расчетсуммарных затрат производится по формуле (П.1.1) для шести значений ,приведенных в табл.П.1.1. Каждому проходному горизонту ставится в соответствиепроходная осадка T_i. Число судов сэтой осадкой и величины  и  рассчитываются, какбыло указано выше. Оптимальный проходной горизонт выбирается по минимальномузначению суммарных затрат.

4.Технико-экономическое обоснование ширины канала и режима движения судовпроизводится на основе той же формулы (П.1.1). Однако методика определениявходящих в нее величин обладает рядом особенностей.

4.1. Вкачестве базового варианта принимается канал, проектная ширина которого B рассчитана для одностороннего движения расчетногосудна. Величина V₀ для базовоговарианта полагается равной нулю. Каждый следующий вариант канала принимаетсяшире предыдущего на 20 м. Ширина канала для последнего варианта определяется поформуле (17).

4.2. Числосудов m_gd для всех вариантовпринимается одинаковым и равным годовому судообороту канала в обоихнаправлениях. Соответственно  и  сутьсредневзвешенные по всему судообороту величины.

4.3. Расчетвеличины  дляi-го проектного варианта выполняется в следующемпорядке:

определяетсяновая ширина расчетного судна

,                                                          (П.1.4)

где b и b_i -проектная ширина канала для базового и i-говариантов, м;

B и B_i - ширинарасчетного судна для тех же вариантов, соответственно, м;

рассчитываютсявеличины 0,4B_i и 0,7B_i для рассматриваемого варианта,распределение судов по группам; в зависимости от их ширины и величины  и  согласноп.2 обязательного приложения 4;

определяются  и  по формуле(П.4.1), вспомогательные величины P_iи q_i - по графикам рис.П.4.1 ирис.П.4.2 и суточный судооборот  - по формуле (П.4.3);

находится  по графикурис.П.1.1 в зависимости от  и t_k.

 

Зависимостьсредней величины простоя судна от судооборота  для различного временизанятости канала t_k, ч

 

 

Рис.П.1.1

 

4.4. Расчетзатрат K выполняется для каждого варианта.Оптимальная ширина канала соответствует варианту с наименьшим значением K.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ2

(обязательное)

 

РАСЧЕТНАЯСКОРОСТЬ СУДНА

 

1. Расчетнаяскорость судна J, м/с, появляется однимиз параметров при определении габаритов проектируемого канала. Она назначаетсяв пределах от 3 до 12 узлов, но не более 0,9J_cr, м/с. Нижний предел скорости определяетсяусловием сохранения управляемости.

Примечание. Критической скоростью J_crсчитается скорость, начиная с которой дальнейшее увеличение числа оборотовмашин практически не приводит к увеличению скорости движения судна.

 

2. Значениекритической скорости на канале неполного профиля J_cr для расчетного судна определяется по формуле:

,м/с,                                        (П.2.1)

где h_n - навигационная глубина прорези, м;

d_n - навигационная глубина канала, м;

 -критическая скорость на мелководье, м/с;

 -критическая скорость на канале полного профиля, м/с.

Значения  и  выбираютсяиз табл.П.2.1.

 

ТаблицаП.2.1

 

Ширина канала по дну, м	Угол наклона откоса к горизонту, град.	Критические скорости  и , м/с, при навигационной глубине dn, м
		4		5		6	7	8	9	10	11		12		13		14		15		16		17		18		19	20	21	22		23
	для канала полного профиля
	14	3,7	3,8		3,8		3,8	3,9	3,9	3,9
50	7	3,8	4,1		4,1		4,3	4,5	4,5	4,7	-	-		-		-		-		-		-		-		-		-	-		-		-
	5	3,9	4,3		4,4		4,6	4,8	5,0	5,0
	14	4,3	4,5		4,5		4,7	4,9	5,0	5,0	5,0	5,0		5,1		5,2		5,3		5,3		5,3
100	7	4,5	4,8		4,8		5,0	5,3	5,4	5,5	5,5	5,5		5,6		5,7		5,7		5,8		5,8		-		-		-	-		-		-
	5	4,6	4,9		5,1		5,5	5,7	5,8	6,1	6,1	6,1		6,1		6,1		6,1		6,2		6,2
	14	4,6	5,1		5,1		5,2	5,6	5,7	5,8	5,8	5,8		5,9		6,0		6,0		6,0		6,2		6,3		6,3		5,3
150	7	4,6	5,1		5,3		5,4	5,7	5,9	6,1	6,2	6,2		6,2		6,2		6,3		6,4		6,4		6,5		6,7		6,7	-		-		-
	5	4,6	5,1		5,5		5,6	6,0	6,1	6,4	6,5	6,5		6,7		6,7		6,8		6,8		6,8		6,8		6,8		7,0
	14	4,6	5,1		5,5		5,7	5,9	6,2	6,4	6,4	6,4		6,4		6,4		6,5		6,6		6,8		6,9		7,0		7,0	7,0		7,1		7,1
200	7	4,6	5,1		5,6		5,8	6,0	6,4	6,4	6,5	6,6		6,7		6,8		6,9		7,1		7,3		7,4		7,5		7,6	7,7		7,8		7,9
	5	4,6	5,1		5,6		5,9	6,2	6,5	6,6	6,7	6,9		7,0		7,2		7,3		7,5		7,6		7,8		8,0		8,0	8,2		8,3		8,4
	14	4,6	5,1		5,6		6,0	6,3	6,5	6,6	6,7	6,7		6,8		6,9		6,9		7,0		7,2		7,4		7,5		7,6	7,6		7,6		7,6
250	7	4,6	5,1		5,6		6,1	5,4	6,6	6,7	6,8	7,0		7,1		7,3		7,3		7,5		7,6		7,8		7,9		8,0	8,1		8,3		8,4
	5	4,6	5,1		5,6		6,1	6,5	6,8	6,9	7,0	7,2		7,3		7,5		7,6		7,8		8,0		8,2		8,4		8,4	8,6		8,8		8,8
	для мелководья
		4,6	5,2		5,7		6,1	6,6	7,0	7,3	7,7	8,0		8,4		8,7		9,0		9,3		9,6		9,8		10,1		10,4	10,6		10,9		11,1

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ3

(Обязательное)

 

РАСЧЕТШИРИНЫ МАНЕВРОВОЙ ПОЛОСЫ КАНАЛА b_mПРИ ИЗВЕСТНОЙ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТА СУДНА

 

Ширинапроектируемого канала в разделе 4 настоящих норм определена из условияфиксированной среднеквадратической ошибки знания места центра тяжести суднаотносительно оси канала, равной s₀= 25 м. Эта величина соответствует рекомендациям международной ассоциациимаячных служб (МАМС), а также требованиям "Инструкции по навигационномуоборудованию" (ИНО.76) издания ГУНиО МО.

Если в проектепредусмотрена проводка судов с помощью радиотехнических средств, s выбирается из проекта. При наличии ведущихстворов, s определяется из графикарис.П.3.1.

 

Зависимостьсреднеквадратической ошибки s, мпоперечного смещения судна с оси канала от дальности действия створа Д,км, и расстояния между створными знаками D,км при  =1,0

 

 

Рис.П.3.1

 

Еслиполученное значение отличается от расчетного s₀более чем на 5 метров, то ширина маневровой полосы определяется по формуле:

                                       (П.3.1)

где  - поправкак относительной ширине маневровой полосы, находится из табл.П.3.1 в зависимостиот s.

 

ТаблицаП.3.1

 

s, м	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
	-0,18	-0,14	-0,12	-0,08	-0,05	0	0,03	0,08	0,14	0,20	0,27

 

В зависимостиот расположения ориентиров s на разныхучастках канала может иметь различную величину.

Соответственнов этих местах изменится расчетная ширина канала. Особенно это относится кканалам с ведущими створами. Здесь ширина канала должна рассчитываться для двухучастков каждого колена, начального и конечного, ширина промежуточных участковинтерполируется.

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ4

(обязательное)

 

ПРОПУСКНАЯСПОСОБНОСТЬ

 

1. Пропускнаяспособность определяет необходимость строительства канала для двухстороннегоили одностороннего движения. Проектируемый канал должен обеспечивать пропускпланируемого судопотока в течение всего навигационного периода. Для подходныхканалов пропускная способность должна быть не меньше, чем пропускнаяспособность порта, обслуживаемого этим каналом.

2. Дляопределения пропускной способности должны быть предварительно рассчитаны:

а) параметры f₁ и f₂,характеризующие распределение судов в расчетном судопотоке по группам, взависимости от их ширины

; ;                                                    (П.4.1)

где m₁ и m₂- число судопроходов в месяц с наибольшим судооборотом судов первой группы (сшириной B₁ < 0,4 B) и второй группы (с шириной 0,4 B £ B₂ < 0,7B);

m - общее количество судопроходов за тот же период;

б)среднесуточный судооборот канала m_c вобоих направлениях

                                                            (П.4.2)

в) среднеевремя занятости канала при проходе одного судна, t_k,ч отсчитываемое от момента входа судна в канал, до момента выдачи разрешения навход следующему судну при равновероятном проходе судов обоих направлений;значение t_k должно определяться сучетом времени, необходимого для подготовки судна к входу (выходу) на трассуканала в зависимости от длины участков проводки, допустимой скорости движенияна них, безопасной кильватерной дистанции в канале и времени занятостиоперационных акваторий, если они расположены на маршруте движения проходящих поканалу судов; для подходных каналов к портам, имеющим несколько районов, когдасуществуют варианты проводки различной продолжительности, значение t_k необходимо принимать как средневзвешенноепо всем возможным вариантам;

г)вспомогательная величина P, определяемая пографику рис.П.4.1, в зависимости от f₁и f₂ ;

д) коэффициентq, определяемый по графику рис.П.4.2 взависимости от величины P и произведения m_ct_k;

е) приведенныйсреднесуточный судооборот  одностороннего движения,уменьшенный с учетом частичного встречного движения судов

                                                          (П.4.3)

Определениевспомогательной величины P по величинам f₁, f₂,характеризующим распределение судов в общем судопотоке

 

 

Рис.П.4.1

Определениекоэффициента q по вспомогательной величине P и произведению среднесуточногосудооборота канала m_c на среднеевремя занятости канала t_k

 

 

Рис.П.4.2

 

3. Расчетпропускной способности и назначение ширины канала для одностороннего илидвухстороннего движения судов должны выполняться по графику рис.П.4.3. Дляэтого на график необходимо нанести точку F скоординатами t_k и . Если эта точкарасположена ниже кривой П, то пропускная способность обеспечивается приширине канала, определяемой для одностороннего движения судов.

Если точка F расположена выше кривой П, то канал долженпроектироваться для двухстороннего движения судов.

4. Ширинаканала для двухстороннего движения судов должна назначаться только при наличииэкономического обоснования, выполняемого в соответствии с обязательнымприложением 1.

Определениепропускной способности в режиме движения на канале по приведенномусреднесуточному обороту  и среднему времени занятостиканала t_k

 

 

Рис.П.4.3

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ5

(справочное)

 

УСЛОВНЫЕОБОЗНАЧЕНИЯ

 - отношениеплощадей парусности надводного и подводного бортов;

A_k - площадь поперечного сечения канала, м²;

A_m - площадь погруженного миделевого сечениясудна, м²;

a - коэффициент, зависящий от глубины прорези канала;

 -судосуточные расходы на содержание судов транспортного флота на стоянке безгрузовых операций, осредненные по группе из m_gdсудов, р. /сут;

B - ширина расчетного судна по миделю, м;

b - проектная ширина канала, м;

b_m - ширина маневровой полосы на уровненавигационной глубины, м;

b_n - навигационная ширина канала, м;

 -относительная ширина маневровой полосы;

Db - запасширины канала на заносимость, м;

Db_k- величина уширения канала на повороте, м;

Db_t- величина дополнительного уширения канала на повороте при наличии постояннодействующего течения, м;

 - поправкак относительной ширине маневровой полосы;

C - навигационный запас ширины канала, учитывающийгидродинамическое взаимодействие судна с бровкой канала, м;

D - водоизмещение, т;

d - проектная глубина канала, м;

d_c - глубина, отсчитываемая от нуля глубин,принятого на морских навигационных картах данного района, м;

d_zb - забровочная глубина, м;

d_n - навигационная глубина канала, м;

Fr - число Фруда;

f₁, f₂- параметры, характеризующие распределение по ширине судов в расчетномсудопотоке;

e_k- горизонтальный критический угол, мин;

H - высота надводного борта, м;

H_gr - уровень проходного, горизонта, м;

H_min - наинизшийтеоретический уровень, м;

H_50% - уровень 50% обеспеченности, м;

D'H -разность абсолютных значений уровней, отвечающих обеспеченности по табл.2п.12.5 СНиП 2.06.01-86 и обеспеченности глубин морской навигационной карты, м;

h_3% - расчетная высота волны, м;

h_i - средняя величина глубины прорези научастке, м;

h_n - навигационная глубина прорези канала, м;

h₀ - проектная глубина прорези, м;

i - естественный уклон дна;

K - величина суммарных затрат на дноуглубительные работыи затрат транспортного флота, обусловленных простоем судов, р.;

K_nd - суммарная нормативная строительнаястоимость дноуглубительного флота, р.;

 -нормативная строительная стоимость судов транспортного флота, осредненная погруппе из m_gd судов, р.;

K₁ - поправочный коэффициент, уточняющийвеличину скоростного запаса для судна, движущегося в каналах неполного профиля;

K₂ - поправочный коэффициент, уточняющийвеличины скоростного запаса для судна, движущегося в каналах полного профиля;

L - длина судна между перпендикулярами, м;i

l_k - длина канала, км;

l_i - длина участка канала, м;

m - общее количество судопроходов в месяц наибольшейзагрузки канала;

m_c - среднесуточный судооборот канала в обоихнаправлениях, суд./сут;

 -приведенный среднесуточный судооборот, суд./сут;

m_gd - число проходов по каналу в течениегодового эксплуатационного периода судов, для которых при выбранном вариантевозможна простойная ситуация;

m₁, m₂- число проходов по каналу судов с шириной B₁< 0,4 B и 0,4 B £ B₂ < 0,7B;

n_u - количество участков канала;

P - вспомогательная величина, определяемая по графикурис.П.4.1;

P_i - обеспеченность, i-гоотсчетного уровня, %;

Q - суточная производительность земкаравана, м³/сут;

q - коэффициент, учитываюший разрежение расчетногосудопотока;

q_t - курсовой угол течения, град.;’

q_w- курсовой угол истинного ветра, град.;

R - радиус закругления канала, м;

r - уровень сизигийного отлива, м;

S - суммарные нормативные эксплуатационные расходы судовдноуглубительного флота, занятых на строительстве канала, р. /сут;

T - осадка судна на ровном киле без хода в водестандартной плотности (r = 1025 кг/м³),м;

t_exd - продолжительность годовогоэксплуатационного периода земкаравана, сут;

t_ext - средняя продолжительность годовогоэксплуатационного периода транспортных судов, сут;

t_k - среднее время занятости канала припроходе одного судна, ч;

 - средняяпродолжительность простоя судна при рассматриваемых габаритах канала, сут.;

DT - поправкана изменение осадки расчетного судна в зависимости от плотности r (соленость, ‰) воды в районе проектируемогоканала, м;

V - объем дноуглубительных работ по выбранному варианту,м³;

J - расчетная скорость судна, уз.;

J_cr- критическая скорость расчетного судна на канале неполного профиля, м/с;

 -критическая скорость расчетного судна на мелководье, м/с;

 -критическая скорость расчетного судна на канале полного профиля, м/с;

 - модульпроекции вектора скорости течения на направление нормали к оси канала, м/с;

J_t- скорость течения, м/с;

w - скорость расчетного ветра, м/с;

Z₀ - запас на крен судна, возникающий отвоздействия расчетного ветра и гидродинамических сил на повороте, м:

Z₁ - минимальный навигационный запас,необходимый для обеспечения управляемости судна, м;

Z₂ - волновой запас на погружение оконечностисудна при волнении, м;

Z₃ - скоростной запас на изменение осадкисудна на ходу. на тихой воде по сравнению с осадкой без хода, м;

Z₄ - запас глубины на заносимость, м;

 - суммарныйнавигационный запас глубины, м;

Q - угол крена от ветра, град.;

Q_dn- динамический угол крена, град.;

L - коэффициент, зависящий от угла сопряженияколен канала и соотношения скоростей течения и движения судна ;

 - средняяпродолжительность интервалов времени, когда i-йотсчетный уровень не обеспечен, сут;

s - среднеквадратическая ошибка знания местацентра тяжести судна, м;

j₁, j- углы наклона откосов к горизонту к концу межремонтного периода и проектнаявеличина, соответственно, град.;

j_g- географическая широта места, град.;

c - угол сопряжения уширенной части поворотас прямолинейным участком канала, град.;

y - угол сопряжения колен канала, град.