1. AKWENY PORTOWE I BUDOWLE HYDROTECHNICZNE
Morskie budowle hydrotechniczne (definicja):Budowle wchodzące w skład portów morskich oraz obiekty wznoszone na morzu lub na wybrzeżu w rejonach bezpośredniego kontaktu z morzem albo rzekami, czy też z innymi obszarami wodnymi dostępnymi dla żeglugi morskiej.
Podział morskich budowli hydrotechnicznych:
1) Hydrotechniczne budowle portowe:Falochrony,Pochłaniacze fal,Nabrzeża,Pomosty,Samodzielne urządzenia cumowniczo-odbojowe, Przystanie specjalne.
Falochrony są to budowle zasłaniające całkowicie lub częściowo porty lub inne obszary wodne przed falowaniem.
Nabrzeża stanowią obudowę brzegów akwatoriów morskich i przeważnie umożliwiają przybijanie do nich i postój jednostek pływających.
Pomosty są to budowle umożliwiające postój jednostek pływających i ich bezpośrednie zbliżenie do jednostek komunikacji lądowej, lecz niezależnie od położenia linii brzegowej akwatoriów.
Samodzielne urządzenia cumowniczo-odbojowe są to dalby, ramy odbojowe, kierownice, pławy cumownicze. Martwe kotwice i bloki kotwiące, Lądowe samodzielne punkty cumownicze, Ramy odbojowe i kierownice, Dalby i wysepki cumownicze
Pochłaniacze fal są to urządzenia służące do zmniejszania falowania występującego na akwenach portowych.
Przystanie specjalne są to przystanie pływające, przystanie promowe, przystanie poduszkowców.
Przystanie promowe: Przystanie czołowe promów morskich, Przystanie czołowe kolejowych promów śródlądowych, Przystanie burtowe promów śródlądowych.
2) Hydrotechniczne budowle stoczniowe: Pochylnie podłużne i poprzeczne, Wyciągi podłużne i poprzeczne, Podnośniki statków, Doki pływające symetryczne i asymetryczne, Pontony z podnośnikami, Doki suche awaryjne, remontowe, budowlane i remontowo-budowlane.
3) Konstrukcje morskich znaków nawigacyjnych: Znaki stałe ustanowione na lądzie (lądowe) lub zapuszczone w dno morskie (nawodne) obejmujące:- tyki,- stawy,- latarnie morskie. Znaki pływające są to znaki zakotwiczone w przewidywanym miejscu i obejmujące:- wiechy,- pławy,- statki latarniowe (latarniowce),- pontony i pływaki świetlne.
4) Hydrotechniczne konstrukcje energetyki morskiej: Konstrukcje morskich elektrowni pływowych, Konstrukcje morskich elektrowni prądowych, Konstrukcje morskich elektrowni falowych,
Konstrukcje morskich elektrowni termicznych.
5) Hydrotechniczne konstrukcje komunikacji lądowej i wodnej:
Mosty portowe dzielące się na mosty stałe i zwodzone, a te z kolei na podnoszone i obrotowe. Tunele podwodne i podmorskie dzielące się na tunele drążone, tunele zatapiane z elementów prefabrykowanych oraz tunele wykonywane w otwartym wykopie. Kanały morskie portowe i wejściowe wraz z ich obwałowaniem i umocnieniem. Śluzy morskie do tych budowli zalicza się także wymienione uprzednio przystanie specjalne, samodzielne urządzenia cumownicze i odbojowe oraz pochłaniacze fal. Tory poddźwignicowe na oddzielnych fundamentach lub estakadach. Nawierzchnie drogowe i kolejowe w portach.
6) Hydrotechniczne konstrukcje pełnomorskie: Pełnomorskie platformy stałe i pływające, Rurociągi podmorskie,Wyspy sztuczne, Pływające lotniska i zakłady przemysłowe, Pełnomorskie przystanie pływające, Pełnomorskie pławy i wysepki cumowniczo-przeładunkowe, Budowle podwodne związane z działalnością akwanautów i marikulturą.
7) Hydrotechniczne konstrukcje ochrony brzegu morskiego: Naturalne. Naturalna ochrona brzegu polega na wykorzystaniu istniejących form brzegowych, które przez właściwe biologiczne umocnienie i ukształtowanie stanowią dostateczną osłonę przed wdzieraniem się morza na ląd i niszczeniem brzegu. Sztuczne. Do sztucznych umocnień brzegowych zalicza się wszelkie konstrukcje stawiane na brzegu i mające za zadanie powstrzymanie jego abrazji lub sprzyjające budowie brzegu, a więc jego akumulacji. Zależnie od tego, czy zastosowane konstrukcje tylko chronią brzeg przed niszczącą działalnością morza, czy też służą również jego tworzeniu, dzielą się na bierne i czynne.
Bierne konstrukcje ochrony brzegu morskiego:Wały brzegowe, Okładziny i narzuty, Opaski, Mury oporowe, Falochrony brzegowe.
Czynne konstrukcje ochrony brzegu morskiego:Ostrogi, Progi podwodne, Wały polderowe.
2. Typy dróg wodnych, ich charakterystyka i parametry.
Typy dróg wodnych(7) tor wodny ,
( prostoliniowy, zakole) ,- wejście do portu (1.5L od główek),- kotwicowisko,- obrotnica,- zakole,- basen portowy z nabrzeżem,- śluza.
Charakterystyka
Parametry dróg wodnych:
- wymiary akwenu w płaszczyźnie pionowej – bezpieczna głębokość podawana zazwyczaj w postaci stosunku minimalnej rezerwy wody pod kilem do zanurzenia maksymalnego statku D/T
- wymiary akwenu w płaszczyźnie poziomej – szerokości i długości bezpiecznego akwenu manewrowego (jego kształt)
- parametry nabrzeży dobrane odpowiednio do rozkładów obciążeń od cumujących statków
- parametry dna i budowli hydrotechnicznych dobrane odpowiednio do rozkładów prędkości strumieni zaśrubowych na ich powierzchni.
3. Kryteria oceny bezpieczeństwa manewrowania statku na poszczególnych rodzajach dróg wodnych.
Prostoliniowy tor wodny- Podstawowe: - rezerwa wody pod stępką, - szerokość bezpiecznego akwenu manewrowego, nazywana tez szerokością pasa ruchu Pomocnicze: - prędkość przepływu wody przy dnie (strumień zaśrubowy i powrotny) Zakole- Podstawowe:- rezerwa wody pod stępką, - szerokość bezpiecznego akwenu manewrowego Dodatkowe:- Promień krzywizny łuku zakola,- prędkość przepływu wody przy dnie (strumień zaśrubowy i powrotny), -prędkość strumienia zaśrubowego przy zewnętrznej skarpie Wejście do portów- Podstawowe:- rezerwa wody pod stępką, - szerokość bezpiecznego akwenu manewrowego Dodatkowe:- Energia kinetyczna kontaktu kadłuba statku z konstrukcją główek Obrotnica- Podstawowe:- rezerwa wody pod stępką, - szerokość bezpiecznego akwenu manewrowego Dodatkowe:- Prędkość strumienia zaśrubowego przy dnie (od napędu własnego) Kotwicowisko- podstawowe:- rezerwa wody pod stępką, - wielkość bezpiecznego akwenu manewrowego Basen portowy, śluza- Podstawowe:- rezerwa wody pod stępką, - szerokość bezpiecznego akwenu manewrowego Pomocnicze:- Prędkość strumienia zaśrubowego przy dnie, - Energia kinetyczna uderzenia statku o nabrzeże lub ściankę śluzy.
4.Zapas wody pod stępką- składowa statyczna.
Określenie składowej statycznej zapasu wody pod stępką
W celu wykonania bezpiecznego manewru na danym akwenie musi być spełniony warunek:
h(x,y,t)>=T(x,y,t) + R(x,y,t)
gdzie: h- głębokość wody na rozpatrywanym akwenie [m], T- zanurzenie statku, R- rezerwa wody pod stępką [m], Rezerwę wody pod stępką można podzielić na dwie części składowe: rezerwę statyczną Rs i dynamiczną Rd , stąd:
R= Rs+ Rd
h>=T+ Rs+ Rd + δΔ
gdzie:
δΔ- błąd oceny poprawek [m]
Rezerwa statyczna nie zależy od ruchu statku i jest stała dla danego akwenu. Jej elementy składowe to:
R1- rezerwa wody na błąd sondaży, zależna od głębokości akwenu.(od 0.1m do 0.01H)
R2- rezerwa nawigacyjna, spowodowana nieciągłością sondaży(0m-0,7m;1,0m)
R3- rezerwa na zamulenie, zależna od akwenu pływania(0,1-0,3m)
R4- rezerwa wody na błąd określenia wysokości pływu, zależna od akwenu pływania(0,1m)
R5- rezerwa na błąd określenia stanu wody, spowodowana wahaniami poziomu wody w stosunku do zera mapy
R6- rezerwa na błąd określenia zanurzenia statku, zależna od typu statku(0,1=0,3m)
R7- rezerwa na błąd oceny przechyłu statku, zależna od jego parametrów
5.Osiadanie statku w ruchu. Osiadanie Wzór na osiadanie R8=fTH,Vs,S Gdzie:T–zanurzenie statku, H-głębokość akwenu, VS–prędkość statku, Współczynnik prześwitu całkowitego: S = FS / F Gdzie:FS – pole powierzchni owręża statku pozostającego pod wodą. F – pole powierzchni przekroju akwenu .Osiadanie ma miejsce wtedy kiedy to dziób i rufa w skutek ruchu mają inną pełnotliwość niż środkowa część kadłuba. Przyczyną tej różnicy jest zwiększenie się poziomu wody na dziobie i rufie oraz obniżenie się tego poziomu w środkowej części. Pod uwagę trzeba wziąć że statek nie koniecznie będzie osiadał równolegle na całej długości ponieważ może wystąpić przegłębienie na którąś ze stron. Należy też pamiętać o tym że prędkość krytyczna statku powoduje wzrost osiadania. Obliczamy ją ze wzoru: F=Vsg×H=1 gdzie Gdzie: F–liczba Freuda, H–głębokość akwenu [m],g–przyśpieszenie ziemskie (9,81 m/s2), VS – prędkość statku [m/s]. Prędkość krytyczna powoduje zmianę rodzaju opływu wody z ustalonego na burzliwy a co za tym idzie zmiana wielkości osiadania nie jest możliwa do przewidzenia. Wielkość osiadania wzrasta zawsze wraz ze wzrostem kwadratu prędkości statku. Jeżeli statek znajduje się na akwenie ograniczonym to osiadanie może wzrosnąć dwukrotnie. Jeszcze inną przyczyną zwiększenia wielkości osiadania może być zejście z osi kanału kiedy to przy zbliżeniu się od brzegu kanału może ono wzrosnąć do 50%. Dodatkowo metody określania zapasu wody pod stępką to: Metoda Barrasa (stosowana na płytkowodziu), Metoda Schijfa, Metoda Ertuzulu, Metoda Turnera, Metoda Barrasa (ogólna), Metoda Simrada, Metoda Icorels(na akwenie otwartym) Metoda Sogreah. Gdzie:T–zanurzenie statku, H-głębokość akwenu, VS–prędkość statku, S–współczynnik prześwitu całkowitego. S = FS / F Gdzie:FS – pole powierzchni owręża statku pozostającego pod wodą. F – pole powierzchni przekroju akwenu.
DOPISAC WZORY
6.Pas ruchu statku na prostoliniowym odcinku toru wodnego (metody deterministyczne).
Po zaobserwowaniu przez nawigatora zejścia z osi toru wykonuje on działanie w celu powrotu do osi toru. Moment w którym nawigator podejmuje działanie zależy od dokładności określania pozycji, głownie od błędu kierunkowego względem osi toru. Statek zboczył z toru po tym jak zaczęły oddziaływać na niego czynniki i mimo tego że nawigator podejmuje działanie to statek i tak zwiększa przesunięcie boczne aż do maksimum. Statek w końcu wraca na oś toru lecz może przejechać na drugą stronę dlatego nawigator musi odpowiednio wcześnie odbić w drugą stronę żeby utrzymać się w osi toru ( znaczenie ma dokładność określania pozycji).
1. Założona trajektoria ruchu
2.Moment zauważenia zejścia z założonej trajektorii.
2 i 3. Wykonanie manewru w celu korekty trajektorii
4. Maksymalne przesunięcie boczne
5. Powrót na założoną trajektorię
Metody deterministyczne: Do określenia szerokości bezpiecznego akwenu manewrowego na prostoliniowym torze wodnym stosuje się następujące metody: Metoda kanadyjska, Metoda INM, Metoda PIANC, Metoda trzech składowych- metoda ta jest to teoretyczna metoda w której określa się trzy składowe: nawigacyjną, manewrową oraz rezerwy szerokości pasa ruchu związaną z efektem brzegowo-kanałowym i dokładnością izobaty. Analitycznie szerokość pasa ruchu na torze jednokierunkowym można przedstawić następująco
d=2(dn+dm+dr) [m]
przy czym dm= dm1+ dm2
...
KoRo83