НОРМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОРСКИХ КАНАЛОВ

РД 31.31.47-88

Дата введения 1988-10-01

РАЗРАБОТАНЫ Государственным проектно-изыскательским и научно-исследовательским институтом морского транспорта

"Союзморниипроект"

Одесским филиалом "Черноморниипроект"

Главный инженер В.М.Таран

Начальник сектора стандартизации и метрологии И.С.Вулихман

Руководитель разработки 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

Одесским институтом инженеров моpcкoгo флота

Проректор д.т.н. П.С.Никеров

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

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

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

ВЗАМЕН ВСН 19-70/ММФ

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

Критерием определения размеров морского канала принята навигационная безопасность движения судов.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАНАЛА

1.1. Исходные данные должны включать:

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

1.2. В качестве 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 воде стандартной плотности (?? = 1025 кг/м3), м;

B - ширина по миделю, м;

L - длина между перпендикулярами, м;

- отношение площадей парусности надводного и подводного бортов.

В основу размерений условного судна берется величина осадки, остальные элементы определяются 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.

Таблица 1

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. Сведения о планируемом судопотоке должны включать:

количество судопроходов в год и среднесуточный судопоток в течение месяца с наибольшим судооборотом;

состав судопотока по типам судов, их размерениям и количеству.

1.4. Характеристики естественных условий должны включать:

планы акваторий трассируемого канала и прилегающей территории;

литологические разрезы по намечаемым вариантам трасс канала с характеристиками грунтов;

элементы метеорологического режима не менее чем за 12 лет, включающие данные повторяемости ветров по скорости, направлению и их продолжительности;

сведения о характере течений; их направлении и скорости;

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

график обеспеченности ежесуточных уровней воды;

среднегодовую метеорологическую дальность видимости и преобладающий для данного района коэффициент прозрачности атмосферы с повторяемостью не менее 65%;

продолжительность ледового периода;

сведения о динамике берега и интенсивности движения наносов.

1.5. Оценка ущерба водным, биологическим ресурсам и рыбным запасам должна определяться на стадии технико-экономического обоснования проекта канала и учитывать:

характеристику загрязненности извлекаемых грунтов по химическим и биологическим показателям;

состояние среды кормовой базы и ихтиофауны в районе дампинга;

оценку отрицательного влияния дноуглубления и дампинга на окружающую среду;

мероприятия по предотвращению и снижению ущерба;

мероприятия по компенсации неустраняемого ущерба.

2. ТРАССИРОВКА КАНАЛА

2.1. Трасса канала должна быть проложена так, чтобы затраты на ее строительство и эксплуатационные расходы были минимальными.

2.2. При анализе предполагаемых затрат необходимо учитывать:

а) объемы извлекаемого грунта при строительстве канала по формуле:

, (3)

где hi - средняя величина глубины прорези на участке, м;

b - проектная ширина канала, м;

?? - угол наклона откоса к горизонту, град.;

li - длина участка канала, м;

nu - количество участков;

б) объемы ремонтного дноуглубления в зависимости от заносимости канала при различных вариантах трассы;

в) сравнительную производительность дноуглубительных снарядов в зависимости от вида грунта;

г) зависимость размеров канала от гидрометеорологических факторов;

д) зависимость ширины канала от расстановки знаков ведущих створов.

2.3. Длина канала lk определяется его направлением, естественным рельефом дна и расчетной навигационной глубиной.

2.4. Трасса канала должна быть проложена так, чтобы строительство канала и его эксплуатация удовлетворяли требованиям природоохранных органов (согласована с органами водо- и рыбоохраны Минводхоза СССР и Минрыбхоза СССР на стадии подготовки предпроектной документации).

3. ГЛУБИНА КАНАЛА

3.1. Отсчетный уровень глубины проектируемого канала назначается с обеспеченностью от 98 до 99,5% в соответствии с табл.2 п.12.5 СНиП 2.06.01-86, где входным аргументом является разность уровней 50% обеспеченности H50% и минимально наблюденного уровня Hmin.

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

Приведение навигационной глубины при назначенной обеспеченности уровня к нулю глубин морской навигационной карты производится по формуле

, (4)

где dc - глубина, указанная на карте, м;

??H - разность абсолютных значений назначенного отсчетного уровня и уровня, принятого на морской навигационной карте, м;

dn - навигационная глубина, м.

Соответственно изменяется и проектная глубина d.

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

2. При (H50% - Hmin) > 1,40 м, отсчетный уровень глубины должен быть таким, чтобы обеспечивался пропуск планируемого судопотока.

3. В зависимости от интенсивности судоходства отсчетный уровень допустимо принимать с обеспеченностью меньшей, чем указано в п.3.1 при обязательном технико-экономическом обосновании, выполняемом в соответствии с рекомендуемым приложением 1.

3.2. Навигационная глубина dn и проектная глубина d (рис.1) канала определяются по формулам:

, м, (5)

, м (6)

где T - осадка расчетного судна, м;

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

- суммарный навигационный запас глубины, м;

Z4 - запас глубины на заносимость, м.

Поперечные профили судового хода

Рис.1

Таблица 2

Плотность ??, кг/м3

Соленость, ‰

??T, 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 в предположении, что судно плавает в воде стандартной плотности (?? = 1025 кг/м3).

3.3. Суммарный навигационный запас глубины определяется по формуле:

, м, (7)

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

Z2 - волновой запас на погружение оконечности судна при волнении, м;

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

Z0 - запас на крен судна, возникающий от воздействия 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 T и вида грунта.

Таблица 3

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 интервале между dn и (dn + 0,5), м, в расчет принимается наиболее плотный грунт.

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

3. Для каналов, расположенных севернее параллели 66°30’, а также для Берингова, Охотского морей и Татарского пролива при расчетных судах водоизмещением не более 20 тыс. т. необходимо вводить поправку на увеличение осадки судна при обледенении, равную 0,1 м.

3.3.2. Волновой запас Z2, м, для одиночного и расходящихся судов определяется по графикам на рис.2, 3 в зависимости от длины расчетного судна L, м, числа Фруда и h3% - высоты волны 3% обеспеченности в системе волн наиболее опасного направления в районе судового хода при действии расчетного ветра. Скорость ветра ?? принимается из условий управляемости судна и равняется 5??. (?? выбирается в соответствии с обязательным приложением 2)

Определение числа Фруда по длине L, м и скорости??, уз. расчетного судна

Рис.2

Определение волнового запаса Z2, м при различных углах волнения и числах Фруда Fr

Рис.3

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

а) график (черт.4) служит для определения скоростного запаса при движении судна на мелководье Z3. На графике Fr (определяется из рис.2); . Z3 определяется методом последовательных приближений. Величина третьего слагаемого , входящего в , сначала принимается равной 0,35 и из графика (рис.4) выбирается Z3, затем найденная Z3подставляется в вместо 0,35, и вычисления повторяются. Как правило, действия ограничиваются двумя первыми подстановками;

б) график (рис.5) уточняет величину скоростного запаса для судна, движущегося в каналах неполного профиля. Входным аргументом являются число Фруда Fr и отношение площади сечения условного канала полного профиля, полученного путем продолжения откосов до уровня воды Ak, к площади погруженного миделевого сечения судна Am. Выбранный из графика рис.5 коэффициент умножается на Z3; K1Z3, м;

в) с помощью табл.4 определяется скоростная поправка глубины для каналов полного профиля. Величина скоростного запаса для мелководья Z3 умножается на коэффициент K2, выбранный из табл.4; K2Z3, м.

Определение скоростного запаса Z3, м на мелководье по осадке судна T, м, числу Фруда Fr и запасу глубины , м

Рис.4

Определение поправочного коэффициента K1 для каналов неполного профиля по числу Фруда и отношению площадей

Рис.5

Таблица 4

6

8

10

12

14

16

18

1,90

1,68

1,50

1,38

1,27

1,24

1,15

Для каналов с двухсторонним движением вычисленное значение скоростного запаса увеличивается на 80%.

3.3.4. Запас на крен судна Z0, м, определяется по формулам:

, м (8)

, м (9)

где ?? - угол крена от ветра, град., выбирается из табл.5;

??dn - динамический угол крена, град., выбирается из табл.6.

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