1. Будівництво портів в Росії
Родоначальником російських портів по праву вважається Архангельськ, заснований в 1584 році. Поморські майстри досконало оволоділи мистецтвом зведення капітальних гідротехнічних споруд та успішно застосовували його при освоєнні Петром I узбережжя Азовського моря (порти Ростов-на-Дону, Таганрог, Темрюк) і будівництві набережних і причалів Санкт-Петербурга.
На початку 18 століття російські землепрохідці виходять на береги Тихого океану і в 1713 році закладають порт Охотськ. З цього ж періоду починається історія найбільших портів Росії - Санкт-Петербурга, Одеси, Таганрога, Астрахані. На заході закладається порт Палдиски (до 1964 р. - Піллау), а на півдні порт Азов. У 1789 році князь Потьомкін-Таврійський наказав у місці злиття річок Інгул і Південний Буг закласти верф, порт і місто Херсон. Темпи будівництва верфі були настільки високими, що вже на наступний рік на воду спустили перший корабель - 44-х гарматний фрегат "Святий Миколай".
З 1797 року основним портом Росії на Далекому Сході стає Петропавловськ-Камчатський, розташований в зручній і просторій Авачинській бухті. Починаючи з цього періоду в регіоні активно працює Російсько-Американська судноплавна компанія, що проіснувала аж до продажу Аляски. З 1804 по 1840 роки ця компанія спорядила на свої кошти 25 експедицій, в тому числі 15 - навколосвітніх.
З другої половини XIX століття на півдні Росії інтенсивно розвиваються порти Махачкала і Красноводськ, Керч, Ялта. Феодосія і Севастополь, Бердянськ, Генічеськ, Темрюк і Маріуполь, Новоросійськ, Туапсе і Поті. В цей же час головними портами в Приморському краї стають Ніколаєвськ (Миколаївськ-на-Амурі), а потім Владивосток, розташований в бухті Золотий Ріг. Новий порт на сході Росії вніс значний внесок у будівництво Транссибірської залізничної магістралі. В окремі роки в порт Владивосток прибувало понад 20 тисяч переселенців, а ділянка Транссибу до Хабаровська був побудований у зворотному напрямку - рейки, шпали, металоконструкції, вагони і паровози доставлялися з Одеси морськими судами.
У 1883 році урядом Росії була прийнята програма розвитку портів з загальним обсягом фінансування 35-40 млн. рублів. Програма передбачала будівництво та реконструкцію портів для прийому суден осадкою до 7 метрів. Виконанню наступної програми, прийнятої в 1912 році і розрахованої на обсяг фінансування 90 млн. рублів завадила перша світова війна.
У перші десятиліття радянської влади інтенсивно розвиваються північні і північно-східні порти: Діксон, Дудинка, Ігарка, Кандалакша, Нарьян-Мар, Провидіння, Нагаєва (Магадан). Будуються перші порти промислових підприємств - заводу "Азовсталь" у Маріуполі, гірничо-збагачувального комбінату в Камиш-Бурун. У найбільших портах країни Одесі, Баку, Ленінграді, Поті входять до ладу склади-холодильники.
У роки другої Світової війни порти були об'єктом особливої уваги супротивника, проте продовжували працювати і в умовах запеклих бомбардувань і артобстрілів.
У післявоєнний період поряд з відновленням та реконструкцією зруйнованих портів йде інтенсивне будівництво нових - Сочі, Знахідка, Ваніно, а потім Южний, Іллічівськ, Східний, Новоталлинского.
З 1964 року починає функціонувати перша в нашій країні морська залізнична переправа Баку-Красноводськ. У наступні два десятиліття будуються аналогічні переправи Ваніно-Холмськ (Татарська протока), Варна-Іллічівськ (Чорне море), Клайпеда-Мукран (Балтійське море).
Інтенсивному розвитку портів сприяє поява нових вантажопотоків, продуктивної перевантажувальної техніки, прогресивних транспортно-технологічних систем.
З розпадом СРСР і суверенізацією колишніх союзних республік Росія позбулася значного числа своїх портів.
В даний час планується будівництво великих портів в Керченській протоці (порт Азово-Чорноморський), в районі Новоросійська і Туапсе. Опрацьовуються варіанти створення супер-портів у Фінській затоці (Усть-Луга) і в Калінінградській області.
2. Зовнішні огороджувальні споруди
Зовнішні огороджувальні споруди служать для захисту внутрішньої акваторії порту від хвилювання, заносності і рухомого льоду. Вони поділяються на моли, (споруди пов'язані з берегом) і хвилеломи, (споруди, не мають зв'язку з берегом). Внутрішні сторони молів зазвичай використовують для відстою суден та пристрої причалів, що не вимагають наявності великої території (наприклад для наливних, пасажирських або допоміжних судів).
При розташуванні порту на відкритому обмілинах березі протяжність огороджувальних споруд може досягати декількох кілометрів. Враховуючи їх високу вартість (особливо на великих глибинах) порти, розташовані на відкритих узбережжях відрізняються компактним розміщенням і мінімально необхідної (з точки зору навігації) внутрішньої акваторією.
Зовнішні огороджувальні споруди утворюють, як правило, вхідні ворота на акваторію порту.
Вхідними воротами називають відстань між головами огороджувальних споруд. Ширина вхідних воріт - проекція відстані між головами молів на нормаль до осі суднового ходу.
Після проходження вхідних воріт судна виявляються на внутрішній акваторії порту, основними елементами якої є: вхідний (навігаційний) рейд, внутрішні суднові ходи, внутрішні огороджувальні споруди, перевантажувальний рейд, причальний рейд, причальний фронт, берегоукріплення.
Вхідний (навігаційний) рейд - площа акваторії, необхідна для забезпечення маневрів судна при вході в порт: гасіння інерції, розвороту власними коштами на необхідний кут по дузі циркуляції, віддачу якоря і безпечну стоянку на рейді. Для повного гасіння інерції судна необхідно, щоб довжина прямолінійного ділянки вхідного рейду по напрямку осі суднового ходу становила не менше 3,5 L з (де L - довжина судна).
Внутрішні суднові ходи - умовні лінії на акваторії між окремими вантажними районами, облаштовані знаками судноплавної обстановки.
3. Ознаки класифікації флоту за матеріалом корпусу (металеві, дерев'яні, пластмасові, залізобетонні та композитні)
Водний транспорт може бути класифікований за цілою низкою ознак, основними з яких є наступні:
приналежність;
умови плавання;
ставлення до перевезень;
призначення;
характер вантажів;
тип двигуна, принцип і характер руху;
матеріал корпусу;
За матеріалом корпусу суду поділяються на металеві, дерев'яні, пластмасові, залізобетонні та композитні. Основним конструктивним матеріалом водоизмещающих судів є сталь. Легкі сплави в основному застосовуються для виготовлення корпусів і надбудов швидкісних суден. Суду стійкового флоту виготовляють, як правило, із залізобетону.
4. Метеорологічні фактори
Будівництво та експлуатація морських і річкових портів здійснюється в умовах постійного впливу ряду зовнішніх чинників, властивих основним природним середах: атмосфері, воді і суші. Відповідно до цього зовнішні чинники поділяють на 3 основні групи:
1) метеорологічні;
2) гідрологічні та літодінаміческіе;
3) геологічні та геоморфологічні.
Метеорологічні фактори:
Вітровий режим. Вітрова характеристика району будівництва є основним чинником, що визначає місце розташування порту по відношенню до міста, району та зонування його території, взаємне розташування причалів різного технологічного призначення. Будучи головним волнообраз чинником режимні характеристики вітру визначають конфігурацію берегового причального фронту, компонування акваторії порту і зовнішніх огороджувальних споруд, трасування водних підходів до порту.
Як метеорологічне явище вітер характеризується напрямком, швидкістю, просторовим розподілом (розгоном) і тривалістю дії.
Напрямок вітру для цілей портостроенія і судноплавства зазвичай розглядають по 8-ми основним румбах.
Швидкість вітру вимірюється на висоті 10 м над поверхнею води або суші з осреднением за 10 хвилин і виражається в метрах за секунду або вузлах (knots, 1 вузол = 1 миля / год = 0.514 метрів / секунду).
У разі неможливості виконання зазначених вимог результати спостережень над вітром можуть бути відкориговані шляхом введення відповідний поправок.
Під розгоном розуміють відстань, в межах якого напрямок вітру змінювалося не більше ніж на 30 0.
Тривалість дії вітру - період часу, протягом якого напрям і швидкість вітру знаходилися в межах певного інтервалу.
Основними імовірнісними (режимними) характеристиками вітрового потоку, використовуваними при проектуванні морських і річкових портів є:
повторюваність напрямків і градацій швидкостей вітру;
забезпеченість швидкостей вітру певних напрямків;
розрахункові швидкості вітру, відповідні заданих періодах повторюваності.
Температура води і повітря. При проектуванні, будівництві й експлуатації портів використовують відомості про температуру повітря і води в межах їх зміни, а також імовірності екстремальних значень. Відповідно з даними про температуру визначаються терміни замерзання та розкриття басейнів, встановлюється тривалість і робочий період навігації, планується робота порту і флоту. Статистична обробка багаторічних даних про температуру води і повітря передбачає наступні етапи:
Вологість повітря. Вологість повітря визначається вмістом в ньому водяної пари. Абсолютна вологість - кількість водяної пари в повітрі, відносна - відношення абсолютної вологості до її граничного значення при даній температурі.
Водяна пара поступає в атмосферу в процесі випаровування з земної поверхні. В атмосфері водяна пара переноситься впорядкованими повітряними течіями і шляхом турбулентного перемішування. Під впливом охолодження водяна пара в атмосфері конденсується - утворюються хмари, а потім і опади, що випадають на землю.
З поверхні океанів (361 млн. км 2) протягом року випаровується шар води товщиною 1423 мм (або 5,14 х10 14 т), з поверхні материків (149 млн. км 2) - 423 мм (або 0,63 х10 14 т). Кількість опадів на материках значно перевищує випаровування. Це означає, що значна маса водяної пари поступає на материки з океанів і морів. З іншого боку, не випарувалася на материках вода надходить в річки і далі моря і океани.
Відомості про вологість повітря враховують плануванні перевантаження і зберігання деяких видів вантажів (напр. чай, тютюн).
Тумани. Виникнення туману зумовлена перетворенням парів в найдрібніші водяні крапельки при збільшенні вологості повітря. Освіта крапельок відбувається у разі наявності в повітрі дрібних частинок (пил, частинки солі, продукти згорання і т.п.).
Туманом називають сукупність зважених у повітрі крапель води або кристалів льоду, що погіршують дальність видимості до значень менше 1 км. При видимості до 10 км ця сукупність зважених крапель або кристалів льоду носить назву димки. Поряд з поняттям димки існує поняття імли, погіршує видимість за рахунок зважених у повітрі твердих частинок. На відміну туману і димки вологість повітря в період імли значно менше 100%.
У залежності від дальності видимості розрізняють такі види туману і димки:
сильний туман (<50 м);
помірний туман (50-500 м);
слабкий туман (500-1000 м);
сильна серпанок (1-2 км);
помірна серпанок (2-4 км);
слабка серпанок (4-10 км).
Тумани істотно впливають на судноплавство та експлуатацію портів. На річках тумани, як правило, короткочасні і розсіюються протягом доби. На узбережжях морів тривалість туманів може досягати 2-3 тижнів. У деяких портах Балтійського, Чорноморського і Далекосхідного басейнів у році спостерігається до 60-80 днів з туманами. Основними відомостями для портостроенія є середнє і максимальне число днів з туманами, а також періоди часу, протягом яких вони спостерігаються.
Опади. Краплі води і кристали льоду, що випадають з атмосфери на земну поверхню, називаються опадами. Кількість опадів вимірюють товщиною шару рідкої води, який міг би утворитися після випадання опадів на горизонтальну непроникну поверхню. Інтенсивність опадів - кількість (мм) за одиницю часу.
У відповідності з формою розрізняють такі види опадів:
мряка - однорідні опади, що складаються з дрібних (крапель радіусом менше 0,25 мм), що не мають вираженого спрямованого руху; швидкість падіння мряки в нерухомому повітрі не перевищує 0,3 м / с;
дощ - рідкі водяні опади, що складаються з крапель розміром більше 0,25 мм (до 2,5-3,2 мм); швидкість падіння крапель дощу досягає 8-10 м / с;
сніг - тверді кристалічні опади розміром до 4-5 мм;
мокрий сніг - опади у вигляді танучих сніжинок;
крупа - опади з крижаних і сильно обзерненних сніжинок радіусом до 7,5 мм;
град - частинки округлої форми з крижаними прошарками різної щільності, радіус частинок зазвичай становить 1-25 мм, відзначені випадки випадання граду радіусами більше 15 см.
Опади характеризуються кількістю (середньорічний товщиною шару води в мм), сумарним, середнім і максимальною кількістю днів у році з дощем, снігом чи градом, а також періодами їх випадіння. Визначальне значення ці відомості мають при проектуванні та експлуатації причалів для переробки вантажів бояться вологи, а також для правильного розташування дренажних і зливових комунікацій, що оберігають територію порту від затоплення. У деяких портах середньорічна кількість опадів (в мм) становить: Батумі - 2460; Калінінград - 700; Санкт-Петербург - 470; Одеса - 310; Баку - 240.
Смерчі - вихори, в яких повітря обертається зі швидкістю до 100 м / с і більше. Діаметр смерчу на водній поверхні складає 50-200 м, видима висота - 800-1500 м. У зв'язку з впливом відцентрової сили тиск повітря в смерчі значно знижується. Це обумовлює розвиток всмоктуючої сили. Проходячи над водною поверхнею смерчі всмоктують значні маси води.