Колебания уровня воды в реке.

Уровень воды - это высота поверхности воды в водном объекте над условной горизонтальной плоскостью сравнения.

Половодье - фаза водного режима реки, повторяющаяся в данных климатических условиях ежегодно (практически в одно и тоже время года) с наиболее высоким уровнем воды. Половодье вызывается снеготаянием и таянием ледников. В зависимости от климатической зоны и условий половодье может быть весенним, весение-летним и летним. Продолжительность половодья колеблется от двух-трех недель до двух месяцев.

Межень - фаза водного режима реки, характеризующаяся длительным периодом низкого уровня воды. За начало межени принимается конец половодья, за окончание - наступление подъема воды во время осенних дождей. В межень реки питаются в основном грунтовыми водами и эта фаза водного режима характерна для летних месяцев (обычно июль-август).

Паводок - фаза водного режима реки, характеризующаяся кратковременными и нерегулярными подъе­мами уровня воды, вызываемыми дождями или снеготаянием во время оттепелей. Продолжительность паводка - от недели до месяца.

Кроме перечисленных водных режимов следует отметить такое характерное явление для ряда территорий, как наводнение.

Наводнение - затопление территорий водой по различным причинам, как правило, в периоды половодья и паводков, являющееся стихийным бедствием.

Регулирование водного режима в навигационный период осуществляется при помощи построенных на реках плотин и водохранилищ.

Навигационные опасности

Навигационные речные опасности можно разделить на три группы: наносные образования в русле; искусственные препятствия и случайные опасности.

Наносные образования. Наносы - это твердые частицы, переносимые водотоками и попадающие в реку с поверхности водосборного бассейна или в результате размыва русла.

К характерным наносным образованиям в русле реки относятся:

Песчаные гряды. Это основной вид наносного образования в русле, из-за которого песчаное дно реки неровное (волнообразное). Гряды двигаются вниз по течению благодаря постоянному перемещению частиц и оседанию их на тыловых скатах гребня гряд. Скорость перемещения гряды обычно в сотни раз меньше скорости потока. Крупные гряды на больших реках перемещаются со скоростью до нескольких метров в сутки. С ростом скорости потока увеличивается и скорость движения гряд.

Заструга - это скопление наносов в реке в форме крупных гряд, примыкающих к песчаному берегу. Течение над застругами обычно носит неровный характер.

Коса - это клиновидное отложение наносов, образованное у выпуклого берега и расположенное под углом к нему вниз по течению. Коса постепенно уходит под воду, вдаваясь в русло реки на значительное ра­стояние. Она образуется из крупных заструг в результате их постепенного роста.

Заманиха - большая заструга, далеко уходящая в русло и имеющая крутой тыловой скат. Встречается на глубоких участках реки и опасна для судов, идущих по тиховоду возле песков.

Побочень - это гребневая часть крупной гряды, пересекающей или далеко вдающейся в русло. Обычно эта часть у вогнутого берега в половодье затоплена, а в межень обсыхает.

Шалыга - небольшая отдельно лежащая песчаная отмель-бугор. Образуется на судовом ходу или перекатах с легко подвижными наносами, а также за затонувшими крупногабаритными предметами или за сидящими на мели судами. После подъема предмета или снятия судна с мели шалыга размывается.

Глинистые и каменистые (неразмываемые) образования:

Печина - глинистый выступ у высокого берега. Образуется в результате размыва берега при наличии глинистой породы. Вода разрушает рыхлый берег и размывает вокруг глины песок, ил или другой грунт. Если границы участка с глинистым дном ограничены, то после размыва грунта вокруг этого участка, печина может оказаться в отдалении от подмытого берега и превратиться в глинистый подводный осередок, представляющий опасность для судоходства.

Высыпка - твердая отмель, образованная выносами мелкой гальки или камней.

Гряда - большое скопление камней в русле, либо каменистая коса. Течение на грядах довольно быстрое, а судовой ход - извилистый и узкий.

Огрудок - небольшое обособленное скопление камней, расположенное недалеко от берега.

Одинец - одиночный камень больших размеров в русле реки. Одинец, представляющий для судоходства опасность, ограждается навигационными знаками.

Опечки - небольшие подводные галечные отмели в виде бугров, характерные для рек, протекающих в каменистых грунтах.

Лещадь (дресва) - небольшая подводная галечная отмель, вытянувшаяся вдоль русла реки с каменистым грунтом.

Пороги - каменистые участки русла с большим уклоном. Течение на порогах достигает скорости 18 км/ч, судовой ход имеет небольшие глубины, извилист и стеснен камнями.

Перекаты

Перекаты - это устойчивое скопление наносов, отложенных по ширине русла. Для перекатов характерно местное уменьшение глубины, а в межень - подпор воды на вышележащем участке - плесе. Перекаты являются основным препятствием для движения речных судов.

Основными элементами переката являются (рис. 148-150):

верхняя и нижняя плесовые лощины - участки плесов, по которым проходит судовой ход;

косы (побочни) - верхняя и нижняя;

седловина - вал из наносов, соединяющий верхнюю и нижнюю косы;

корыто - наиболее глубокая часть седловины, по которой проходит судовой ход;

напорный скат - верхняя пологая часть седловины;

подвалье - низовая, более крутая часть седловины;

гребень - верхняя кромка подвалья, наиболее мелководная часть переката.

Во время половодий и паводков направление течения на перекате и на плесах расположено параллельно берегам долины реки, скорость течения на перекате уменьшается.

В межень направление течения во многом зависит от формы подвалья, если перекат имеет ровное подвалье, то свальное течение, как правило, отсутствует и наоборот.

Перекаты постоянно передвигаются вниз по течению со скоростями, зависящими от уклона поверхности воды, размеров переносимых частиц грунта и т.д. В среднем течении крупных равнинных рек сдвиг перекатов может достигать до 100 метров в год.

Для безопасной проводки судна через перекаты основное условие заключается в том, чтобы судно было поставлено параллельно направлению струй течения. Кроме того, при подходе к гребню необходимо уменьшить скорость хода, так как при большой скорости, вытесненная корпусом вода, ударяясь о гребень переката и отражаясь от него, ударяется в подводную часть судна и вызывает изменение его направления движения (рыскливость).

Судоводитель должен знать, что на отдельных участках реки в районах переката течение реки может резко менять свое направление, иногда почти в обратную сторону, а наличие неровностей дна стесняет водный поток и изменяет внешний вид поверхности воды. При наличии большого камня на небольшой глубине, вода стремится обойти препятствие со всех сторон. Часть воды будет обтекать камень, а другая часть поднимется над камнем, в связи с этим над самим препятствием повышенная поверхность потока будет гладкая, а пониженная - неровная (рябь).

Определение подводных опасностей судоводителем производится либо с помощь наметки, либо по внешнему виду поверхности воды.

По степени трудности судовождения перекаты можно разделить на две группы:

1. Незатруднителъные перекаты - перекаты без развитой затонной части с ровным подвальем, прямым судовым ходом, достаточной глубиной и шириной хода для больших судов.

На таких перекатах течение ровное, без майданов и суводей, свальные течения незначительны. Расхождение и обгон на этих перекатах могут производиться только на маломерных судах с соблюде­нием правил, обеспечивающих безопасность плавания.

2. Затруднительные перекаты перекаты с развитой затонной частью, перекаты-россыпи и групповые перекаты. Для такого переката характерны: извилистое корыто, небольшие глубина и ширина судового хода, свальные или затяжные течения. Расхождение и обгон на затруднительных перекатах для судов любых водоизмещении запрещены.

Искусственные препятствия.

К искусственным навигационным препятствиям относятся:

Запруда - гидротехническое сооружение, перегораживающее несудоходный рукав реки от берега до острова. Во время повышенных уровней воды запруда может уходить под воду и представлять опасность для маломерных судов.

Дамба - сооружение, расположенное параллельно берегу или под небольшим углом к нему. Дамба направляет поток воды вдоль судового хода и предохраняет берег от размывания.

Плотина - гидротехническое сооружение, перегораживающее реку по всей ее ширине. На судоходных реках для пропуска судов плотины оборудуются шлюзами.

Мост. Мосты ограничивают габариты судового хода, изменяют скорость и направление течения, что необходимо учитывать при проходе мостов на маломерных судах. Особую опасность для судовождения представляют скрытые под водой остатки разрушенных мостов.

Случайные опасности-

К случайным опасностям относятся: затонувшие суда, лодки, грузы, утерянные якоря, камни-одинцы и т.п.Как правило, случайные опасности ограждаются навигационными знаками.

Для маломерных судов, движущихся на больших скоростях, опасность представляют также бревна-топляки, дрейфующие куски торфа, фунта с растительностью и иные плавающие предметы.

Водохранилища и озера

Водохранилище -это водоем, созданный с помощью плотины для хранения воды и регулирования стока. Водохранилище создается путем перекрытия русла реки плотиной. Котловиной водохранилища может быть участок долины реки или озера. Размеры водохранилища зависят от рельефа долины, дальности распространения подпора и вида регулирования стока.

Сток - количество воды, протекающее за определенный период времени (сутки, неделя,.... год).

Регулирование стока - это перераспределение во времени объема стока в целях предотвращения наводнений и обеспечения планомерного использования водных ресурсов.

Регулирование стока имеет отношение и к обеспечению судоходства. Оно уменьшает весенний подъем уровня и повышает меженный уровень воды, увеличивая глубину в маловодные периоды навигации.

К отрицательным сторонам образования водохранилищ следует отнести: сильные волнения; попуски воды вызывают колебания уровней с переформированием русла в нижнем бьефе; значительное влияние на окружающую среду и воспроизводство рыбных запасов.

Для укрытия судов от сильного шторма на водохранилищах имеются искусственные или естественные порты-убежища, сведения о которых даются в специальной лоции.

Рядом с плотиной создается аванпорт - участок берега с прилегающей акваторией, которые искусственно защищены от ветра и волнения. Аванпорт располагается, как правило, перед входом в шлюзы и используется для проведения грузовых операций, укрытия судов от шторма и ожидания шлюзования.

Для водохранилищ и озер характерны следующие колебания уровней воды:

Нагонно-сгонмые колебания уровней. Во время ветра у наветренного берега уровень воды поднимается, однако из-за разных высот уровней противоположных берегов на глубине образуется обратное нагонному (поверхностному) течению - компенсационное течение. Нагон продолжается до тех пор, пока разность в уровнях не увеличит скорость компенсационного течения до скорости нагонного. На глубоких водоемах нагон воды меньше, чем на мелководных, т.к. при большой глубине сопротивление дна компенсационному течению значительно меньше,чем на мелководье.

При плавании вблизи берегов водохранилища или озера во время ветра судоводителю следует учитывать влияние на глубину нагонов и стонов воды.

Сейши - это колебательные движения массы воды, возникающие при резких изменениях атмосферного давления, либо силы и направления ветра, а также при прохождении грозы. Указанные явления способны раскачать массу воды, которая стремится возвратиться в прежнее положение равновесия и приходит в ко­лебательное движение. Периоды колебаний сейш составляют от нескольких минут до нескольких часов. Высота сейш измеряется от нескольких сантиметров до метра.

Тягуны - это резонансные волновые колебания воды в портах, бухтах и гаванях (соединенных узким проходом с морем, озером), вызывающие циклические горизонтальные движения судов, стоящих у причалов. Внешними силами, образующими такие колебания воды, являются внутренние волны во время шторма в море, озере, на водохранилище, либо послештормовая зыбь или барические волны, возникающие при быстром и значительном изменении атмосферного давления.

Тягуны воздействуют на суда неодинаково и сила их действия зависит от многих факторов: от местонахождения судна, его размеров, места крепления швартовов и т.д.. При этом бывает так, что из двух рядом стоящих у причала судов, одно из них будет испытывать очень сильные горизонтальные или вертикальные резонансные перемещения, а на другое тягун не будет воздействовать.

Судоводителю следует знать особенности тягунов в данном порту, период колебания воды на акватории и особенности поведения своего судна при тягуне, чтобы не допустить его повреждений.