II. Характеристика района и условий производства дноуглубительных работ.

Азово-Донской морской канал и река Дон от устья до Аксайского затона города Аксая составляют единый водный путь для судов следующих из Таганрогского залива в порты Азов и Ростов-на-Дону, а также к судоремонтным предприятиям «Красный моряк» и «Мидель». Рассматриваемый район находится в Ростовской области и расположен в Азовском районе. А географически это Таганрогский залив Азовского моря и Нижний Дон представляющий собой часть Единой глубоководной системы соединяющей в Европейской части России пять морей.

Для более полного освещения гидрологического режима самой мелководной, восточной части Таганрогского залива использованы материалы водомерных постов Госкомгидромета – Перебойный и Джулька. Эти водомерные посты стояли на побережье выхода дельты и были закрыты в период военных действий, больше не восстанавливались и новые водомерные посты на границе дельты и залива не открывались.

Основные положения естественного режима Таганрогского залива

Геоморфологические элементы района.

Южный и северо-западный берег за редким исключением пологий только у больших кос и устьевых частей, низкий 3 – 4 метра в Ейском лимане, порту и г. Ейске. На остальной части высота берегового обрыва от 15 – 16 м. до 22 – 25 метров, изрезанная балками и оврагами, спускаясь к морю рядом террасовидных обрывов. Канал проходит вдоль южного берега. Проводимые здесь ранее геологические исследования показывают: до косы Сазальницкой береговой обрыв сложен суглинком желто-бурым с двумя гумусовыми горизонтами (погребенные почвы), общей мощностью 9,0 метров. Суглинок подстилается зеленовато-серой пластичной, влажной глиной, мощностью 2,0м, которая лежит на беловато- серой, местами грязно-серой, иловатой супеси, с мелкой галькой и обломками, реже целыми, разрозненными створками раковин. Супесь имеет угол естественного откоса до 20 - 25º. Верхняя граница супеси приподнята до 8 м над уровнем моря. Далее к югу береговой обрыв сильно размывается. Около села Глафировка в основании берегового обрыва лежат глины ясно слоистые, зеленовато-бурые, выше – пески мелкие, иловатые зеленовато-серые, имеющие горизонтальную слоистость, затем – глины красновато-бурые и суглинки лессовидные, с одним гумусовым горизонтом, прикрытые растительным слоем. Растительность чахлая, изредка кустарник, деревья только в искусственных насаждениях и по балкам.

Слагающие дно Таганрогского залива породы:

• это илы в большинстве случаев представляющие однородную пластичную

массу серого, зеленовато – серого и темно-серого цвета.

• Они обладают высокой естественной влажностью и пористостью.

влажность илов увеличивается с увеличением глинистых фракций и

содержанием органических веществ.

• Как правило, естественная влажность илов значительно выше влажности предела текучести. Влажность жидких илов 212 – 249 процентов, граница текучести 38 – 60 процентов. Естественная влажность текучепластичных илов 115 – 131%, граница текучести 43 – 47%.

• Объемный вес влажных илов не велик, 1,25 – 1,33. Он уменьшается с увеличением влажности илов. На значения объемного и удельного весов имеет влияние содержание органических веществ. Удельный вес илов 2,35- 2,43.

• Илы обладают высокими показателями пластичности. Предел пластичности 43 – 60%, предел скатывания 23 – 31%, число пластичности 20 – 33%.

• При механических нарушениях структурных илов они переходят в бесструктурные. Но при этом они не выделяют воды. Бесструктурные илы

не имеют никакой прочности.

• Илы, находясь в жидком состоянии, не могут держать откоса.

Текучепластичные илы, имеющие меньшее содержание воды, могут

держать откосы в 3 – 4º.

Илы подстилаются глинами песчаными, лежащими ниже возможного углубления канала при перспективном развитии глубин на канале.

Таким образом, на акватории Таганрогского залива и по трассе каналов на глубине до 5 – 6 м залегают илы, глины и пески. Преобладающее значение имеют связные илистые грунты.

Применительно к классификации грунтов, принятой в действующих производственных нормах на морские дноуглубительные работы, илы могут быть отнесены ко ΙΙ группе, пески тоже ко ΙΙ группе, глины к ΙV группе грунтов по трудности их разработки земснарядами.

В четвертичный период солевой режим Азовского моря несколько раз менялся: бассейны со слабо соленой водой сменялись солоноводными бассейнами с фауной средиземноморского типа.

В самое последнее время наблюдается новейшее опреснение не только Таганрогского залива, но и Азовского моря и вымирание средиземноморской фауны. Опреснение моря можно отнести за счет поднятия моря и Керчь-Ени – кальского пролива, вследствие чего оно обратилось проточное озеро.

Благодаря медленному поднятию дна происходит выдвижение дельт, образование пересыпей в устьях лиманов и интенсивный рост кос, особенно по северному берегу моря.

Распределение осадков в море обуславливается движением воды. Это движение, разрушая берега, переносит осадки, образовавшиеся в результате разрушения берега и выносов рек, и распределяет их вдоль морского берега. В мелководных районах, каким является Таганрогский залив, распределение осадков происходит по всей площади залива. Для Таганрогского залива подсчитано общее количество всех выносов в год. Если их распределить по всей площади залива, накопление осадков составит в среднем около 1,0 мм в год. Осадки представлены илами, т.е. последней стадией разрушения обломочных пород.

Величина накопления осадков и их литологический состав приводится для современных условий Азовского моря вместе с Таганрогским заливом, которые характеризуются: а) почти замкнутостью моря, б) слабым прибоем, в) слабым течением. Такие условия были на протяжении всего четвертичного периода, начиная с карангатской эпохи (древнеэвксинские слои), что и послужило образованию мощных толщ илистых напластований.

Почти по всей площади Таганрогского залива и распространены темно-серые, зеленовато-серые слабые илы с запахом сероводорода. Встречается фауна из немногих гастропод и пелицепод, питающихся водорослями и гниющими органическими остатками. Местами встречается совершенно немая синевато-серая толща илистых напластований, вследствие значительного содержания в нем сероводорода и сравнительно быстрого растворения пустых раковин. Для Таганрогского залива в среднем мощность илистых напластований 6 – 7 м, к устью залива мощность его увеличивается, достигая 10 и более метров.

Метеорологические условия

В Таганрогском заливе действуют преимущественно ветры двух направлений: ветры сгонные, исключительно восточных направлений(ССВ-В), наиболее сильные и продолжительные, и ветры нагонные ЮЮЗ-З направлений, столь же сильные, но менее продолжительные. Ветры остальных румбов более редки, и самое главное они не продолжительны.

Распределение повторяемости ветров по градациям скоростей приводим в табличной форме, где ветры сгруппированы по главным направлениям.

Скорость Ветра в м/сек.	Румбы				Штили	Общая
	ССВ-В (сгонные)	ВЮВ-Ю	ЮЮЗ-З (нагонные)	ЗСЗ-С

За год

1 – 5 14,3 7, 5 12,1 10,0 43,9

6 – 10 15,3 6,1 11,9 6,2 39,5

11 – 15 6,2 0,5 1,9 0,9 9,5

> 15 1,8 0,1 0,6 0,3 2,8

Штили 4,3 4,3

Общая 37,6 14,2 26,5 17,4 4,3 100,0

Средняя

скорость 6,5 5,2 6,1 4,3 6,1

За навигацию

1 – 5 14,1 7,8 14,1 11,2 47,2

6 – 10 14,1 4,5 12,1 7,2 37,9

11 – 15 5,5 0,5 1,6 0,8 8,4

> 15 1,6 – 0,3 0,2 2,1

Штили 4,4 4,4

Общая 35,3 12,8 28,1 19,4 4,4 100,0

Средняя

скорость 6,9 5,1 5,9 5,2 6,1

Приведенные многолетние материалы показывают, что отклонения от средней повторяемости группы сгонных ветров (ССВ-В) довольно значительны, но годы, имеющие максимальное отклонения от средней по сгонным ветрам, дают обратные отклонения по нагонным ветрам (ЮЮЗ-З), сумма же повторяемостей по сгонным и нагонным ветрам для каждого года есть величина почти постоянная и колеблется в пределах от 60% до 68%.

Зимние, весенние и осенние месяцы характеризуются преимущественным действием сгонных (ССВ-В) ветров, в летние месяцы превалируют нагонные (ЮЮЗ-З) ветры. Наибольшей продолжительностью отличаются ветры ССВ-В группы, затем ЮЮЗ-З группы. Непостоянные ветры (ВЮВ-Ю) и (ЗСЗ-З) групп, наблюдаются не более 4 дней подряд. Особенно затяжные периоды, до 18 и более суток, наблюдаются при действии ветров ССВ-В группы, представим в виде таблицы:

Румбы	Продолжительность ветра в днх												Всего
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10-13	14-16	17-20	Число дней	% пов- тор

ССВ-В

сгонные 21 9 7 5 2 1 1 1 1 1 1 1 165 45,3

ВЮВ-Ю 21 4 2 1 39 10,7

ЮЮЗ-З 7 – 12

нагонные 25 14 6 1 1 1 1 95 26,0

ЗСЗ-С 32 8 2 1 58 15,8

Штиль___ 8_____ ______________________________________ ___8_____2,2

Число

дней 107 70 51 32 15 12 16 8 9 12 15 18 365

% повтор. 29,4 19,2 14,0 8,8 4,1 3,3 4,4 2,2 2,4 3,3 4,1 4,8 100,0

В Таганрогском заливе довольно часты бури. В среднем за многолетие наблюдается до 20бурь, при максимуме в 30 бурь и минимуме 14бурь. Из общего числа бурь в среднем до 70% бури вызываются ветрами восточных румбов (сгонными) и до 20% ветрами западных румбов (нагонными). В зимниемесяцы наблюдается наибольшее количество бурь и они более продолжительны.

Уровень моря

Уровень Таганрогского залива подвержен значительным колебаниям, зависящим от метеорологических и гидрологических факторов, из которых главными являются материковый сток и работа ветра. Материковый сток вызывает незначительные колебания уровня, работа ветра создает сгоны и нагоны воды достигающие максимума в восточной части Таганрогского залива. Составляем таблицу: средние, максимальные и минимальные уровни воды в см Таганрогского заливапо многолетним наблюдениям.

№ № п/п	Наименование пунктов наблюдения	Уровень воды в см			Амплитуда в см
		Среднее	Максимальное	Минимальное

1. Перебойный 9 226 – 186 412

2. Таганрог 10 286 – 327 613

3. Ейск 14 156 – 211 366

4. Мариуполь 13 108 – 108 216

Основным фактором колебания средних годовых уровней является материковый сток и, главным образом, сток реки Дон. Если в период половодья господствуют сгонные ветры, то они способствуют быстрому распределению воды по всей площади Азовского моря и оттоку её через Керчь-Еникальский пролив.

Годовой ход уровня воды Таганрогского залива объясняется движением водных масс, поступающих в Таганрогский залив. Повышение уровня воды в весенние и летние месяцы идет за счет притока речной воды в залив. Понижение уровня воды в осенние и зимние месяцы отвечает наименьшему притоку воды в залив в это время. В осенние и зимние месяцы на уровень воды значительное влияние оказывают северо-восточные ветры, производящие систематические выгоны воды, особенно ощутительные у Таганрога.

Основной причиной значительных колебаний уровней воды Таганрогского залива необходимо считать его мелководье, благодаря чему при большой силе господствующих групп ветров выводятся из равновесия сравнительно малые количества (объемы воды), получающие вертикальные перемещения (сгоны и нагоны). Поэтому на прилагаемом графике колебаний ежедневных уровней по Таганрогскому водомерному посту Госкомгидромета мы визуально видим пилообразную кривую (да ещё такой высоты волны) по которой невозможно отыскать штилевые дни, а тем более увидеть и описать ход годового уровня. Из сказанного ясно, что довольно часто нормальное состояние поверхности уровня в Таганрогском заливе под влиянием ветров выходит из равновесия, получая колебательные движения. Благодаря мелководью залива и совпадению господствующих ветров с общим направлением его получаются систематические выгоны воды из залива в Азовское море и наоборот, нагоны воды в заливе с соответствующим понижением и повышением нормального уровня залива.

Уклоны водной поверхности при сгонах и нагонах значительны и достигают величины между Мариуполем и Таганрогом 1,2 см на 1 км. При сильных продолжительных ветрах сгонные и нагонные волны бывают значительно больше и таким образом уклоны воды, создаваемые ими, приобретают еще большие значения. Так, например, 27.11.1954 года разница в Таганроге и Мариуполе при сгоне достигала 1,71 м, что дает значение уклона 1,5 см на 1 км. Если исключить влияние ветра и подсчитать средние годовые уровни при штилях, то в этом случае уклона водной поверхности в Таганрогском заливе не наблюдается. Только в период половодья средние штилевые уровни для Таганрога и Мариуполя имеют разницу до 14 см, образуя таким образом небольшой уклон уровенной поверхности к устью залива (0,13 см на 1 км).

Крутизна подъема и последующего падения воды при нагоне одинаковы. То же самое можно сказать и для сгона, но крутизна при нагонной волне вдвое больше, чем при сгонной, т.е. нагонные явления распространяются интенсивнее, чем сгонные. Судоходные условия Таганрогского залива всецело зависят от навигационных уровней, т.е. от повторяемости и продолжительности стояния их. Так как падение уровня в восточной части Таганрогского залива достигает – 3,0 м.

ТЕЧЕНИЕ

Течение в Таганрогском заливе вызывается материковым стоком рек, впадающих в залив, – стоковые течения – и действием господствующих северо –восточных и юго-западных групп ветров, создающих сгоны и нагоны воды, – дрейфовые и сгонно-нагонные течения. Большая повторяемость и продолжительность господствующих северо-восточных и юго-западных групп ветров совершенно затушевывает стоковые течения и в Таганрогском заливе действуют преимущественно течения, вызываемые сгонно-нагонными явлениями.

Исследование режима течений в западной части Таганрогского залива в 1931 г. синхронными наблюдениями на 3-х поперечных разрезах, при 5-и станциях на каждом разрезе, позволило установить, что направление течения зависит от подъема или спада воды при нагонных или сгонных явлениях. При уменьшении скорости ветра во время сгона или нагона воды происходит восстановление уровня воды и движения водных масс в противоположную действия ветра сторону. Ветер в этом случае только замедляет поверхностные скорости и даже может отклонить их от общего направления. Схема движения водных масс в западной части Таганрогского залива намечается в следующем виде.

При общем движении водных масс из Таганрогского залива под влиянием сгона воды сточное течение от косы Кривой направляется в северо-западный угол к Мариуполю и от Мариуполя идет вдоль северо-западного берега залива к его устью. Западнее косы Кагальницкой движущиеся массы воды сливаются с водами, выходящими из Ейского лимана, что и способствовало первоначальному образованию островов Песчаных. Далее массы воды идут вдоль южного берега и сливаются с водным потоком, выходящим из Таганрогского залива.

При нагоне воды течение направлено к дельте р. Дон и следует общему направлению залива. Нагонное течение, идущее вдоль Белосарайского берега, пройдя Мариуполь, направляется к косе Кривой, где разветвляется – одна ветвь образует круговорот с западной стороны косы другая, огибая косу Кривую, движется вдоль восточного берега залива к косе Беглицкой. Из промоины косы Долгой нагонное течение направляется в общем к центральной части залива, но отдельная ветвь идет вдоль южного берега к Ейскому лиману, имея небольшие скорости, где разветвляется, – одна ветвь заходит в Ейский лиман, другая идет вдоль косы Сазальницкой к дельте р. Дон. За выступами каждой из южных кос образуются завихрения, которые способствуют обмелению бухточек, находящихся с восточной стороны их. При неустойчивом режиме, когда на протяжении одного дня наблюдаются и сгонные и нагонные явления, в Таганрогском заливе образуется круговорот, который чаще направлен против часовой стрелки.

ЛЕДОВЫЙ РЕЖИМ

Появление льда в Таганрогском заливе обуславливается местными причинами. Лед не наносной. Одновременно с появлением льда происходит и его торошение.

Лед образуется при СВ, реже при В ветрах, ледовый покров распространяется от берега обыкновенно на 12 – 15 км и только в суровые зимы вся западная часть Таганрогского залива покрывается сплошным ледяным покровом. При сильных западных ветрах лед в западной части Таганрогского залива взламывается и приходит в движение. Возникновение впоследствии восточных ветров вызывает унос льда в море. Такие явления довольно часты, неподвижный лед уходит и происходит очищение от льда не только рейда Ейского порта, но и редко уходит весь лед до самой дельты Дона.

Подвижки льда вызывают нагромождение льда на молы портов и производят повреждение сооружений. А ранее когда в прошлом тысячелетии не было в портах современных ледоколов, то бывали случаи затирания грузовых судов (а ведь в лед выпускались суда новой постройки и прикрытие их в виде «Озерников 78 и 79» не спасало). По материалам многолетних наблюдений в табличной форме даны средние сроки появления льда, замерзания, вскрытия и полного очищения моря от льда. Так как ледяной покров в течение зимы может менять свое состояние и даже исчезать совсем и появляться вновь, в таблице приняты только крайние даты, т.е. первое появление льда, первое замерзание и т. д.

Различные моменты

и периоды зимнего Среднее Ранние Поздние

режима

Появление льда 09.12. 29.10. – 1920 г. 30.12. – 1878 г.

Замерзание 30.12. 27.11. – 1920 г. 10.02. – 1919 г.

Вскрытие 07.03. 18.02. – 1923 г. 28.03. – 1917 г.

Очищение от льда 27.03. 27.02. – 1925 г. 13. 04. – 1875 г

Продолжительность навигации по отчетам ЧЕРАЗМОРПУТИ в СССР по портам Таганрогского залива характеризовалась следующими осредненными данными: Средняя за год 257 дней

Максимальная за год 285 – «» –

Минимальная за год 207 – «» –

Азово-Донской морской канал прорыт через отмель, заполняющую вершину Таганрогского залива, и ведет по мелководной вершине к гирлу Песчаное дельты р. ДОН. Береговая черта залива вдоль подошвы дельты составляет около 32-х км. Таким образом, при впадении в вершину Таганрогского залива река Дон образует обширную дельту, которая начинается в 3-х милях ниже (основного) порта Ростова– на – Дону и занимает площадь около 340 км².

Наиболее крупными рукавами дельты р. Дон являются Мертвый Донец, Каланча и Старый Дон. Эти рукава разделяются на множество наиболее мелких рукавов, называемых гирлами и ериками. На правом берегу рукава Мертвый Донец в 2-х и 4-х милях от его устья расположены селения Синявское и Недвиговка. На правом берегу рукава Каланча в месте разделения его на гирла Кутерьма и Мокрая Каланча раскинулось селение Рогожкино. На этом же берегу рукава Калача ниже устья ерика Казачий 0,1 и 2,0 мили расположены селения Обуховка и Дугино. Против всех этих селений оборудованы причалы для малых судов, а селении Обуховка уже построены и грузовые причалы. Рукав Каланча и гирло Кутерьма составляют старый судовой ход, который был закрыт в 1928 году, в связи с окончанием строительства АДМК и переносом судового хода в рукав Старый Дон. Но и до настоящего времени старый судовой ход более глубоководен чем новый, здесь всего 2 переката с глубинами более 4,5 м, но выхода в залив нет. Он постоянно закрывался мощным баровым перекатом и выходил в более обширную и более мелководную северо-восточную часть Таганрогского залива, где содержание по глубине 4-х метрового канала требовало больших эксплуатационных затрат и времени, чем канала у южного берега залива.

На 14 км рукава Старый Дон у его левого берега расположен порт Азов. В 22 милях от вершины Таганрогского залива на правом берегу реки Дон раскинулся город Ростов-на-Дону, около которого находится порт Ростов-на-Дону. В настоящее время новые причалы порта и терминалов других организаций растянулись вниз по Дону и вошли уже в дельту. Все причалы доступны для судов , осадка которых позволяет им пройти перекаты расположенные ниже порта. Через перекаты прорыты каналы, по которым , за исключением канала Гниловского переката, ведут створы знаков, часть которых сейчас не работает.

Часть дельты примыкающая к заливу представляет собой обширную низину. Все берега пологие, низкие, поросшие кустарником, камышом и местами лесопосадкой. Грунт в рукавах представляет собой темно-серый жидкий ил с примесью желтого песка; лишь в гирле Кутерьма грунт – светло-желтый песок, а вблизи его берегов встречается мелкая битая ракушка.

От гирла Песчаное до порта Азов фарватер реки Дон проходит по рукаву Старый Дон. НА этом участке имеются три переката: Церковный, Узякский и Петровский. На правом берегу рукава расположен поселок Донской, а на левом – селение Узяк. У поселка Донской сооружено 2 причала для маломерного флота. В начале описываемого участка фарватера от рукава Старый Дон ответвляются гирло Мериновое, не имеющее навигационного значения, и гирло Свиное. На левом берегу гирла Свиное расположена станица Кагальник, у которой сооружен причал для маломерного флота, а это гирло разделяется на три гирла: Каменник, Протока и Сунжа. К станице Кагальник от рукава Старый Дон прорыт канал, глубины в котором 1,9 – 2,4 м. Сейчас не действует, буи ограждения сняты.

КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ

Река Дон характеризуется тем, что весной во время половодья уровень воды в ней намного повышается, а скорость течения сильно увеличивается: в районе города Ростова-на-Дону до 4,5 м/сек , в дельте до 3,5м/сек. Начало половодья в районах нижнего Дона и его притоков относится к средине марта. Необходимо отметить, река Дон зарегулирована путем устройства Цимлянской плотины, с водоспуском и шлюзами, образования Цимлянского водохранилища и устройства ряда плотин на р. Северский Донец. В период половодья разборные плотины на С. Донце лежат и вся полая вода проходит в р. Дон. Только в конце половодья плотины поднимаются и выше их образуются неглубокие плесы.

Подпор, образованный Цимлянской плотиной, распространяется вверх на 200 – 220 км. Работа Цимлянского гидроузла состоит в регулировании стока р. Дон ниже плотины. При больших половодьях полая вода сбрасывается через плотину. Если не считать расхода воды, который через оросительные каналы идет на орошение, и увеличения испарения р.Дон за счет увеличения зеркала воды после создания Цимлянского водохранилища, то в сток р.Дон не внесено больших изменений. Ранее проходившая полая вода в короткий срок, в настоящее время пропускается из Цимлянского водохранилища в течение всего года.

Таким образом, значение р. Дон в общем балансе Азовского моря изменилось но незначительно. Так как сток р. Дон ниже Цимлянского гидроузла после зарегулирования реки, происходит по месяцам более равномерно, наблюдается некоторое повышение средних уровней начиная с1952 года. Самый низкий уровень в реке Дон бывает в августе, а общая продолжительность наиболее низкого уровня 2 – 2,5 месяца.

Стоковые колебания уровня в дельте реки Дон достигают 2-х метров, а во время сгонов и нагонов 4 м. При нагонах в половодье происходит затопление дельты водами реки и, поэтому не редко наивысший уровень на водпостах дельты наблюдался не в период прохождения здесь паводка, а в любое другое время, даже в период межени.

ЛЕДОСТАВ в низовьях реки Дон устанавливается в третьей декаде декабря и удерживается 45 – 80 дней. Весенний ледоход продолжается 4 – 15 дней.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА

Азово-Донской морской канал (АДМК) введен в действие в 1928 году.

АДМК состоит из 2-х частей – морской и речной и имеет длину:

- общая длина 39,3 км (21,22 мили);

- морская часть 25,3 км (13,66 мили);

- речная часть 14,0 км (7,56 мили).

Морская часть канала проходит в мелководной зоне Таганрогского залива и состоит из 3-х колен:

- первое колено: направление 109,7°- 289,7°, длина 2,0 км (1,08 мили);

- второе колено: направление 250° - 70°, длина 12,3 км (6,64 мили);

- третье колено: направление 262,4°- 82,4°, длина 11,0 км (5,94 мили).

Баровая часть канала проходит в земляных дамбах, северная дамба имеет длину 2,5 км, южная – 1,7 км.

ЗАНОСИМОСТЬ КАНАЛА

Заносимость канала происходит:

- на речной части – за счет твердого стока реки Дон и уполаживания откосов;

- на морской части – за счет твердого стока реки Дон, уполаживания откосов и в период сгонно-нагонных ветров.

В работе «Заносимость Ждановского канала», издания Азчерморпути и первичной организации НТО Водного Транспорта 1956 г., г. Ростов-на-Дону, довольно подробно освещены причины заносимости морских каналов. К ним относятся внешние причины, вызываемые выпадением в прорезь канала части наносов, находящихся в водной среде, и внутренние причины, к которым относится изменение профиля прорези канала после землечерпания.

а)Внешние причины. Осаждение наносов в прорезь канала происходит как вследствие турбулентного движения потока, так и изменения его турбулентности При интенсивной турбулентности, вызываемой штормовыми ветрами, идет более интенсивное насыщение морского потока наносами, что приводит и к более интенсивному отложению наносов в прорези канала. Стационарные наблюдения на Ждановском канале за гидрометеорологическими элементами (ветер, уровень, течение, волнение, наносы) на постах в море, для изучения его заносимости проводились в течение 2-х лет. Изучение процесса отдачи наносов в канал вызвало в 1955 году постройку 2-х наблюдательных пунктов в районе 4-го км канала с восточной и западной стороны.

Наблюдениями установлено, что с нарастанием скорости ветра мутность тоже возрастает. Меньшим скоростям ветра соответствуют и меньшие мутности. При пересечении морским потоком канала отчетливо видно уменьшение высоты волны и осветление потока за счет выпадения части наносов в прорезь канала. При увеличении турбулентного перемешивания в морском потоке(увеличение скорости течения и интенсивности волнения) ослабление волны при переходе через канал более интенсивное, что вызывает активное выпадение наносов. Замечается уменьшение скорости течения. По просьбе Управления Азчерморпути в 1955 г. Гидрофизическим институтом Академии Наук СССР были поставлены наблюдения за элементами волны, на двух постах одновременно, волномерами Иванова. Наблюдение за волнением были обработаны Гидрофизическим институтом и результаты обработки были направлены Азчерморпути.

Результаты обработки материалов наблюдений над трансформацией волн пересекающих канал (это результаты наблюдения за волнением волномерными вехами и фотоволнографами Иванова, особенно последними), показывают, что при пересечении канала во всех случаях длина и высота волн уменьшаются на 21 – 26 %, т.е. почти на четверть своих значений.

Волна, вступая с меньших забровочных глубин в канал и, захватывает большую толщу воды, теряет часть своей энергии, вследствие чего уменьшается ее высота и длина, насыщенность потока наносами и скорость течения. Уменьшение скорости течения происходит за счет уменьшения орбитальной скорости при уменьшении элементов волны. Объемный вес наносов, откладывающихся в канале, значительно меняется. В момент отложения он не превышает 1,18 т/м³. Затем грунты несколько уплотняются. Данные расчетов толщины слоя наносов, отложившихся в прорези канала, по периодам и фактическая толщина слоя наноса по промеру приведены в табличной форме.

Периоды

Сроки наблюдений

Слой наносов по расчету выпадения наносов в канал из морского потока в см

Фактический слой наносов по промеру в см

1 15 – 22/VΙΙΙ 9 19

2 4 – 13/Х 25 20

3 1 – 13/ХΙ 23 24

Из таблицы следует: результаты заносимости канала по наблюдениям за выпадением наносов из морского потока при пересечении им канала и фактические заносимости по промеру близки между собою. Наблюдениями за отдачей наносов в канал установлено, какой процент наносов из общей их массы, насыщающий морской поток, выпадает в канал. Он оказался равным 14%.

Обработка материалов по заносимости канала Таганрогского залива и знание метеорологических условий позволило связать заносимость канала с энергией волнения. Интенсивное перемешивание и насыщение морского потока наносами, как установлено наблюдениями, начинается при ветрах скоростью больше 10 м/сек и в особенности при ветрах скоростью больше 15 м/сек.Эти скорости и вводятся в подсчеты энергии волнения по отдельным румбам за период определения наносов в канале. Энергия волнения определялась из учета энергии ветра для 2-х главных направлений движения водных масс в Таганрогском заливе сгонного движения, вызываемого сгонными ветрами(ССВ – В), и нагонного движения, вызываемого нагонными ветрами (ЮЮЗ – З). 3

е =РV²√¯Д

где: Р – средняя повторяемость ветра в %% за период определения наносов в канале,

V – средняя скорость ветра от данного румба в м/сек,

Д – длина разгона(протяженность водоема по данному румбу) км.

Зависимость между заносимостью канала и энергией волнения представляется прямой проходящей через начало координат, формула этой прямой следующая:

Q = 172е

где: Q – кубатура заносимости в тыс. м. куб.,

е – энергия волнения, выраженная в килоединицах.

Такие материалы (вышеизложенные, по наблюдению за потоком в канале) в гидротехнической практике были получены впервые.

б) Внутренние причины. Внутренняя заносимость происходит вследствие:

1) оплыва откосов прорези и 2) процесса ремонтного черпания.

Для определения заносимости от оплыва откосов, вследствие недоработки прорези, т.е. достижения ширины прорези без учета ее откосов, служит формула:

Х = h² ⁄ (2h + Вφ),

где: Х – толщина сползшего грунта с откоса в м,

h – глубина прорези,

В – ширина прорези,

φ – значение откоса прорези.

При удалении жидких илистых грунтов на каналах многочерпаковыми земснарядами, происходит уменьшение объемного веса наносов, благодаря их разрыхлению, взмучиванию и последующему осаждению, т. е. как бы их пучение и вследствие этого увеличение слоя наносов. Подбор бровок многочерпаковыми земснарядами вызывает новое формирование откосов прорези, т.е. их уполаживания.

УСЛОВИЯ ПРОИЗВОДСТВА ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

Условия производства работ являются важнейшими факторами, оказывающими существенное влияние на выбор технического средства дноуглубления (класс земснаряда) и его производственные показатели. Условия оказывающие влияние на производительность земснаряда следующие:

1) габариты прорези: длина – 1000 м;

ширина – 100 м;

глубина разработки – 5,6 м;

2) забровочные глубины – 1,6 м;

3) вид и характеристика грунта – естественная заносимость, изложена выше;

4) толщина разрабатываемого слоя и его неравномерность: у бровок 3,0 – 3,8 м,

посредине 1,6 – 2,2 м, по длине колебания толщины не превышают 0,6 – 0,8 м.

5) допуски по габаритам разрабатываемой прорези: а) по глубине 0,3 – 0,6м (от

типа земснаряда, их багермейстерский запас на неровность выработки),

б) по ширине прорези, рабочую ширину прорези принимаем несколько больше проектной на величину формирования откосов и рассчитываем по формуле:

Вр = Во + hпр х mо

где: Во – проектная ширина прорези, м;

hпр – глубина прорези(толщина разрабатываемого слоя на бровках), м;

mо – проектный (расчетный) коэффициент заложения откосов бровок.

в) по длине прорези, в начале и конце работ должны выходить на отметки не

проектного дна, а на отметки низа багермейстерского запаса, таким образом

мы избавимся: от вала грунта, толкаемого перед собой работающим земснарядом, искусственных валов на врезке и конце работ, а также если есть какие –то течения – это привлечет и увеличит расход воды проходимый по прорези и промывающий ее ложе.

г) засоренность участка минимальна, не превышает 1% и состоит в основном из обрывков тросов, цепей и якорей-присосов. Загазованности участка нет, взрывоопасные предметы отсутствуют.

Гидрометеорологические условия подробно изложены выше, штилевая погода в навигационный период составляет всего 4,4%, т.е. работа рефулерных якорных землесосов исключается.

Действующие подводные отвалы грунта, координаты которых изложены выше в техническом задании располагаются: первый вдоль правой бровки второго колена канала в двух милях; второй отвал так же находится за правой бровкой канала на стыке второго и третьего колен (более обширный) в 3-х – 4-х милях. Особых требований по укладке грунта на отвале и ограничений не выставлялось.

Ограничения и специальные требования Природоохранных органов заключаются в выставлении требований по ограничению выполнения работ в период прохождения нереста и ската молоди, а также временных приостановок работ в периоды выпусков осетровой молоди осетровыми заводами.

На основании выше изложенного и современных глубинах на подходных каналах к портам Таганрогского залива, в целях более эффективного достижения и поддержания глубин на каналах из опыта работы необходимо, а наукой рекомендовано дноуглубительные работы нужно производить самоотвозными землесосами по всей длине каналов. В этом случае будет удаляться верхний наносной слой без подбора нижнего, более уплотненного грунта и откосы прорези каналов будут меньше подвержены нарушениям, т.е. будут более устойчивыми.