Особенности режима водохранилищ

 

По данным многолетних наблюдений режим водохранилищ имеет следующие особенности.

Продолжительность навигации на водохранилище примерно на 18 суток меньше, чем на свободной реке, так как водохранилище очищается ото льда в среднем на 12 суток позже, а замерзает приблизительно на 6 суток раньше, чем река.

Сила ветра на водохранилище больше чем на реке. Продолжительность навигационных штилей меньше.

На водохранилищах наблюдается волнение с крутыми и короткими волнами, весьма опасными для судоходства. Высота волн в озерной части водохранилищ может достигать 3 3,5 м.

Скорости течения на водохранилищах значительно ниже, чем на реке. В зависимости от силы и направления ветра направление течения и его скорости меняются. Направление течения на водохранилищах соответствует прежнему направлению течения тех рек, на которых построены эти водохранилища.

Направление течения на местных трассах в пределах акватории водохранилища считается от конечного пункта (порта-пристани) местной трассы в сторону основной трассы.

Колебание уровней воды достигает нескольких метров (в течение года достигает 5-8 м). Кроме того, на водохранилищах наблюдаются кратковременные колебания уровня воды за счет нагона и сгона воды ветром, достигающие величины 0,7 – 1 м.

 

Зимний режим водохранилищ и озер. После ледостава происходит нарастание ледяного покрова, зависящее от температуры воздуха и снегового покрова. Интенсивно этот процесс идет в первые дни 2 – 3 декады после ледостава, а затем замедляется из-за малой теплопроводности льда. Снег замедляет образование льда. При большом количестве снега лед погружается в воду, дает трещины, по которым вода выступает на поверхность и замерзает вместе со снегом, образуя наслуд. Толщина льда на водохранилищах европейской части РФ 0,5 – 1,1 м, на водохранилищах Сибири – 1,0 – 1,5 м.

Резкие колебания температуры вызывают в ледяном покрове температурные напряжения, приводящие к разрыву льда и появлению трещин шириной до 1 м и более. При похолодании на верхний слой льда действует сила сжатия, и ледяной покров стремится изогнуться вниз. При потеплении происходит обратное, и ледяной покров изгибается вверх, причем лед выпучивает до высоты 2 м на протяжении десятков километров. Трещины возникают при колебаниях уровня. При понижении уровня происходят оседание льда на берегах и разрывы ледяного покрова. Ветер на крупных озерах нередко разрывает ледяное поле, и льдины затем дрейфуют по свободной части озера. Ветер способствует сжатию и разрежению льда, а также изменению направления и скорости его дрейфа, затрудняет или облегчает условия плавания.

Под действием ветра наряду с торосами нередко образуются полыньи и разводья. Как правило, разводья образуются у берегов, от которых дует ветер, отжимающий льды в озеро. Ветер, дующий в сторону берега, наоборот, пригоняет массы льда к берегу, что представляет опасность для судов, находящихся вблизи берега или кромки льда.

Ветер и волнение оказывают существенное влияние на толщину льда. Под их действием образуются подсовы льда, увеличивающие толщину ледяного покрова на отдельных участках. Такой набивной лед очень компактен. По внешнему виду он кажется легким, тогда как, наоборот, может оказаться труднопроходимым для судов.

Сгонно-нагонные и приливо-отливные колебания уровня воды, также как и ветер, существенно влияют на условия плавания во льдах. Подъемы воды способствуют разрушению льдов и сохранению ледовых фарватеров. Спады воды вызывают сильные подвижки, при которых увеличивается густота плавучих льдов и быстро исчезают пробитые фарватеры.

Степень заснеженности льда (т. е. толщина снега и распределение по поверхности льда снежного покрова) влияет на толщину льда и проходимость его судами. Снег на льду повышает ледовое сопротивление и увеличивает вероятность заклинивания судов. Свежий снежный покров обычно рыхлый и равномерно распределен по ледяному покрову. Старый снежный покров достаточно уплотнен и неравномерно залегает в виде заструг и надувов.

Вскрытие водохранилищ и озер. Весной с повышением. температуры воздуха начинается таяние снега и ледяного покрова. Когда снег сойдет, тепло скапливается в верхних слоях воды и происходит сильное таяние льда снизу. У берегов лед тает быстрее. Этому способствует приток талых вод и подъем уровня озера. Лед отрывается от берегов, возникают закраины, достигающие ширины 1–2 км. Под действием ветра лед взламывается и льдины плавают по озеру, постепенно разрушаясь и тая. Большие массы льда выталкиваются на берега, образуя завалы высотой в несколько метров, а на водохранилищах часть льда сбрасывается через плотину.

Вскрытие водохранилищ начинается сверху в зоне выклинивания подпора и носит здесь речной характер. Между вскрытием и очищением ото льда проходит значительный промежуток времени (например, на Ладожском озере в среднем 20 дней).

 

См. также вопросы 10, 42

 

 

Общая схема шлюзования

 

Пропуск судов через шлюзы. Суда пропускают через шлюз обычно круглосуточно. При движении судна, например, снизу вверх выполняют следующие операции: открывают нижние ворота; вводят судно в шлюз; закрывают нижние ворота; наполняют камеру; открывают верхние ворота; судно выходит из шлюза. Период одного шлюзования от 10 до 35 мин. При движении судна сверху вниз операцию выполняют в обратном порядке. Несамоходные суда и плоты чаще всего проводит через шлюз сам буксировщик или специальные рейдовые буксиры. В некоторых случаях применяется береговая тяга (например, на Камском гидроузле плоты проводят электровозы, передвигающиеся по рельсам параллельно шлюзу). Управление механизмами ворот и затворами водопроводных галерей на шлюзах дистанционное, осуществляемое с пульта управления шлюза. Организацию движения флота на его подходе к границам судоходных шлюзов, подготовку судов к пропуску через судоходные Шлюзы и каналы, а также обеспечение очередности их пропуска осуществляют диспетчерские по шлюзованию, управлений каналов и БУП, а на отдельно расположенных шлюзах— диспетчеры (начальники вахт) шлюзов. При подходе к шлюзу вахтенные начальники судов запрашивают у диспетчеров по УКВ радиосвязи указания о порядке шлюзования. Диспетчер (начальник вахты) шлюза руководит движением судов в границах шлюза и расстановкой судов в камере шлюза. При расстановке в камере шлюза суда должны находиться в пределах стоп-сигналов, ограничивающих полезную длину камеры. Процесс шлюзования начинается только после окончания швартовки всех шлюзующихся судов и сообщения об этом вахтенных начальников судов по УКВ радиосвязи или с помощью установленных звуковых сигналов. Наполнение камеры шлюза с забором воды из верхнего подхода канала начинается только после окончания Швартовки судов, находящихся у причальной стенки шлюза в верхнем бьефе.

Условия шлюзования судов. При наполнении камер шлюзов в них создается неустановившийся характер движения воды со значительными уклонами, скоростями течения и водоворотами. Усложнение условий шлюзования происходит при головной системе наполнения, особенно если наполнение камеры происходит через ворота верхней головы.

В связи с сосредоточенной подачей воды в шлюзе возникает течение от верхней головы к нижней, а поверхность воды приобретает уклон в этом же направлении. Вдоль камеры движется длинная пологая волна. Когда волна достигает нижних ворот, она отразится от них и будет перемещаться к верхним, поэтому уклон приобретет направление от нижней головы к верхней ит. д. По мере наполнения камеры и подъема уровня воды значения продольного уклона и скорость течения уменьшаются. Судно в отдельные моменты времени под влиянием уклона и силы «соскальзывания» стремится сместиться вдоль шлюза. В первый период судно смещается к нижней голове, и кормовой канат провисает. Затем оно смещается от нижней головы к верхней, при этом кормовой канат резко набивается. При смещении судна канаты испытывают столь большую нагрузку (сильные рывки), что иногда обрываются.

При опорожнении в камерах создается продольный уклон поверхности воды от верхней головы к нижней. В конце опорожнения уклон получает направление от нижней головы к верхней из-за инерционного понижения воды в камере по сравнению с уровнем воды в канале нижнего бьефа. В связи с изменением нагрузки на канаты судно при шлюзовании должно быть ошвартовано в носовой и кормовой частях так, чтобы исключить перемещение судна. При шлюзовании плотов они при опорожнении смещаются в сторону нижней головы, поэтому буксир разворачивается на 180⁰ и работает винтом, сдерживая навал плота на нижние ворота. В конце опорожнения плот интенсивно движется в сторону верхней головы. Тогда буксир начинает работать винтом в обратную сторону, чтобы предотвратить навал плота на верхние ворота.

Условия входа судов в шлюз. При входе крупного судна со стороны нижнего бьефа создается так называемый «поршневой эффект». В данном случае уровень воды в камере перед судном несколько повышается, из камеры происходит сильный отток воды, вытесняемой корпусом судна, сопротивление воды входящему судну постепенно возрастает, способствуя уменьшению инерции судна.

К моменту полного входа судна в шлюз возможен возврат определенного объема воды в камеру, что создает течение в сторону верхней головы и угрозу навала на ее ворота. При входе судна в шлюз со стороны верхнего бьефа из-за уклона потока создается угроза его навала на нижние ворота. Выход судна из камеры на повышенной скорости вызывает просадку кормы и создает угрозу удара о порог головы шлюза.

 

Из Правил пропуска судов через шлюзы ВВП (утв. Приказом Минтранса РФ от 03.03.2014 г. № 58):