Порты и портовые сооружения

Порты и портовые сооружения

Большая часть мировой торговли совершается водным путем, как наиболее дешевым. Понятно поэтому, что вопрос о сооружении портов, т. е. приспособлений для приема, нагрузки, выгрузки и ремонта судов, играет в технике большую роль.

Портами называются гавани, способные дать защиту судну от течений, волн, ветра и льда и возможность выгрузиться, нагрузиться, починиться и почиститься. Порты по назначению своему разделяются на коммерческие (или торговые) и военные. В одном порту оба эти типа редко соединяются (например, подлежащий полной перестройке Ревельский порт). По характеру сооружений и местоположению порты бывают: естественные и искусственные, речные и морские, для судов дальнего плавания и каботажных. Естественной гаванью (портом) называется такая, которая представляет из себя морскую бухту, защищенную островами, косами, волноломами, даже и в том случае, если берега ее сооружены искусственно. Все же вырытые и углубленные бассейны представляют искусственные порты. Одним из важнейших требований при устройстве порта является безопасность движения судов. Порт  должен быть устроен таким образом, чтобы суда во всякое время могли безопасно входить в него и выходить. Если же этого достигнуть невозможно, то необходимо устроить, по крайней мере, надежный рейд достаточной глубины и с хорошим якорным грунтом. Положение порта зависит, главным образом, от географических условий. С целью связать речное и морское судоходство, большинство портов устраивается при устьях рек. Так как порт только в редких случаях возможно бывает расположить столь близко к открытому морю, чтобы суда могли подходить к нему произвольным курсом, то перед портом обыкновенно устраивают особую улицу, или канал, по которой и идут суда. Улица эта указывается бакенами, буями, фонарями и т. п. Понятно, что чем она прямее, короче, шире и глубже, тем лучше.

С развитием судоходства растут размеры судов и увеличиваются требования, предъявляемые к портовым сооружениям. Самый яркий пример роста порта и его торговых оборотов представляет Гамбург. За 1865 г. он принял 5 186 судов (разного наименования, но многие по несколько раз) с тоннажем в 1 200 000 тонн. За 1896 же год число судов было 10 477 и тоннаж 6 450 000 тонн, да еще 8 600 000 тонн, спускавшихся по Эльбе, т. е. всего около 10 000 000 тонн. Антверпен с 500 000 тонн в 1860 г. доходит в 1897 г. до 6 315 920 тонн; для дальнейшего роста и лучшего обслуживания здесь пришлось построить после 1897 г. свыше 2000 метров новых набережных.

Рис. 1.

Портовые сооружения можно разделить на две группы: оградительные (волноломы, молы, маяки) и служебные (шлюзы и мосты на них в порт с приливами, набережные с оборудованием их приспособлениями для стоянки судов, нагрузки и выгрузки товаров, хранения и перевозки их, сооружения для ремонта судов — эллинги, доки). Характер и размеры портовых сооружений зависят от рода и значения порта, направления ветров, морских течений, условий отложения песка в устьях рек, характера берега, наличности приливов и отливов. Если порт делается при открытом море, то для защиты его отроят молы и волноломы. Разница между этими двумя сооружениями та, что первые идут в море от самой набережной и перпендикулярно к ней и дают боковую защиту; вторые же располагаются в открытом море или параллельно берегу, или же идут с двух сторон перпендикулярно к нему и потом загибаются (пример — порт в Мадрасе, рис. 1), оставляя проход для судов. И молы и волноломы состоят из подводной и надводной частей, различающихся по конструкции как видно из рис. 2.

Рис. 2.

Надводной частью иногда пользуются, как набережной. Высота верхней поверхности мола над наивысшим уровнем воды должна быть не менее 1,5—2 м, но обыкновенно ее берут еще больше. Уже древние, использовав естественные стоянки судов (Афины, Сиракузы), принуждены были делать искусственные гавани (Карфаген), ограждая их бетонными молами или делая наброску из искусственных массивов. Позднее опять вернулись к естественным портам, и только в конце XVIII в. была вновь сделана в Шербурге попытка создать искусственную гавань. Т. к. работа эта делалась впервые, то шли ощупью и после ряда неудачных попыток лишь отгородили место для порта загрузкой с шаланд камнем. Уклон в воде достигал 10/1, и все же море часто разрушало это сооружение. В 1829 г. американцы для Делавера улучшили метод постройки молов, сортируя наброску, более мелкий камень составлял  основание и ядро мола, откосы же и вершина делались из правильно уложенных крупных камней от ¼  до 7 тонн весом. В 1834 г. для Алжира ввели впервые обделку откосов мола искусственными бетонными и из каменной кладки массивами, неправильно набросанными с уклоном в 1/1. Около 1850 г. в Марселе появился смешанный тип — каменная наброска рядами камня возрастающей кверху мола крупности. Все французские порты Средиземного моря придерживаются этого типа, приспособляя его к местным условиям. В  Италии молы делаются из правильно уложенных массивов. В Копенгагене (1891—1894) молы составлялись из пустых ящиков, заполнявшихся бетоном уже в море. Наконец, в Балтийском море молы делались из деревянных ряжей (бревенчатых ящиков, наполненных камнем, рис. 3).

Рис. 3.

Вопрос о направлении молов очень сложен; определенных правил и годных для всех случаев рецептов не имеется. Требуется тщательное изучение направления ветров, течений, отложений песка и камня, особенно в устьях рек. Кроме того, будущий способ эксплуатации портов играет немалую роль в выборе направления молов. Часто сооружение, по-видимому хорошо задуманное, на практике оказывается неудобным и даже опасным. Так, в порту Поти, благодаря узости и неудачной ориентировке молов, нельзя без риска входить судам ночью или в бурю. Ширина входа в порт бывает тем более, чем крупнее посещающие его суда. Пределы ее — от 30 до 300 м. Для больших судов — не менее 100 метров. Форма молов находится в зависимости от глубины моря. В глубокой воде, если возможно, лучше делать мол с вертикальной стенкой. На мелких же берегах лучше давать сооружению уклон, близкий к береговому.

Массивы делаются из бетона или камня. Опыты в Либаве указывают, что последние гораздо прочнее (см. подводные работы). Размеры массивов должны быть наивозможно большими.

Вот несколько действительных размеров массивов для молов:

Дублин 9,45 м х 6 м х З,05 м

Марсель 3,40 м х 2 м х 1,50 м

Брест (4,60 м; 4,70 м; 5 м) х (3,3 м; 2,5 м) х З м

Массивы готовятся на особых площадях, в деревянных формах. Из формы массив выходит тотчас по изготовлении, но в дело употребляется не ранее 2—3 месяцев. Состав материала массивов бывает крайне разнообразен, например:

Волны часто размывают и разрушают молы и волноломы. Здесь идет постоянная борьба, в которой человек иногда принужден уступить морю. Иногда волны подмывают сооружение снизу; пример — виндавские волноломы из ряжей и свай; здесь делались попытки защитить основание затоплением фашинных тюфяков, загруженных крупным камнем. Теоретически, по мере углубления, влияние волн падает и на глубине 6 метров должно бы быть слабым: фактически же в Аяччио на глубине даже 7 метров перекатывались крупные камни и разрушалась отсыпь.

Для ориентировки судна в море и особенно при входе в гавань служат маяки, разделяемые по значению их на классы. Высота маяка определяется положением его и условием видимости; последняя зависит от расстояния  и силы огня.

Самые высокие маяки на острове Девы — 75,18 метров, и Генуэзский маяк (XVI в.) — 70 метров. Во всяком случае, ниже 12 метров маяки не делают из чисто практических соображений, чтоб фонарь не страдал от случайных ударов камней. Маяк должен быть прочен и устойчив, т. е. не должен ломаться и опрокидываться при действии сильнейших волн и ветров. Маяки бывают каменные и металлические. На верхушке башни маяка помещается фонарь. Источником света служит лампа; лампы бывают масляные, керосиновые, ацетиленовые и электрические. Различают маячные огни подвижные (вращающиеся) и неподвижные. В первом случае фонарь представляет из себя прожектор, посылающий при помощи системы линз и призм сильный пучок света по одному только направлению; самый фонарь при этом вращается, и по скорости вращения моряки узнают, какой они видят маяк. Неподвижный огонь представляет из себя фонарь, бросающий свет во все стороны. Лампа такого фонаря окружена со всех сторон линзами и призмами, стоит как бы в стеклянной клетке (рис. 4).

Рис. 4.

Водное пространство порта и его береговая территория должны находиться и по размерам и по оборудованию в соответствии с родом торговли, размерами судов и их числом и с возможностью расширения порта. Расположение бассейнов указывается местными условиями.

При создании порта в устье реки для торговых оборотов важно, чтобы суда заходили возможно глубоко внутрь страны; требования же пассажирского оборота другие, — скорость железнодорожного сообщения ведет к тому, что пассажиры предпочитают высадиться раньше, чтоб не тратить времени на проход, довольно медленный по морскому каналу.

Порты  могут быть открытыми и закрытыми. Если порт всегда доступен для судов, вход в него ничем не загражден, то он называется открытым. Такой порт находится обыкновенно у самого моря и всегда свободно сообщен с ним, так что суда во всякое время могут входить и выходить. Там, где прилива нет, или он слаб, такие порты вполне возможны. На реках же и у морей с сильным приливом, где уровень воды сильно колеблется, чаще устраивают закрытые порты; такой порт может отделяться от моря шлюзом, так что уровень воды в нем можно поддерживать постоянным. Решение вопроса о том, какой устраивать порт — открытый или закрытый, зависит от местных условий, и иногда выбор является весьма затруднительным, как то имело место, например, в Гамбурге, где после долгих колебаний решились на открытый порт, несмотря на большое изменение уровня воды. Выгоды открытого порта суть: свободное и непрерывное движение судов, отсутствие главных шлюзов, которые являются дорогой постройкой; невыгоды: необходимость строить высокие набережные, если уровень воды сильно колеблется, и сильное загрязнение порта. Если порт открыт, но доступен только во время высокой приливной воды, то он называется приливным. Для того, чтобы и при закрытом внутреннем порту (док) суда могли подходить поближе к шлюзу (чтобы не задерживать затем вход в самый док), перед закрытым портом (или доком) часто устраивают еще так называемый аван-порт, который, при стоянии воды ниже половины высоты среднего прилива, тоже закрывается шлюзом, но зато открыт при более высокой воде.

Поверхность и форма бассейнов портов определяются необходимой емкостью их, т. е. количеством судов, одновременно находящихся в порту, и длиной набережной. Форма бассейнов обычно — продолговатый прямоугольник. Длина его не должна быть чрезмерной во избежание развития волнения. Обычно длина не превосходит 600 метров. Если бассейны имеют значительный аванпорт, то ширина их может быть очень ограничена, и суда, входя носом вперед, выходят вперед кормой. Ширина в 150 метров вполне достаточна. При отсутствии аванпорта бассейны делаются шире или имеют уширение в начале для возможности поворота судов. Очень широкие бассейны делаются там, где суда разгружаются не только на берег, но и на другие более мелкие, речные суда. В этом случае суда становятся в несколько линий и производят перегрузку товара с обоих бортов. Ширина таких бассейнов в Гамбурге доходит до 250 метров и полностью использована. Иногда вместо прямоугольной формы бассейны получают совершенно неправильную форму. Примерами общего расположения бассейнов и вообще всего порта может служить рис. 5 (порт в Марселе).

Рис. 5.

Глубина  бассейнов зависит от осадки посещающих порт судов, — свободная под килем глубина не должна быть меньше 0,60 метр. Например, для нового Купеческого бассейна в Ревеле была принята глубина в 24 фута, т. к. этот порт не посещается океанскими пароходами с большой осадкой.

В зависимости от условий грунта, требуемой высоты набережных, предполагаемой нагрузки, местных условий — цена и возможность иметь тот или другой материал — набережные делаются на свайном, ряжевом, каменном и других основаниях. Сами стенки делаются из каменной кладки, бетона, железобетона, сплошные или сводчатые. Заполнение между стенками делается землей. Рассчитываются набережные, как подпорные стенки, погруженные в воду. Во всех случаях набережные снабжаются теми или другими приспособлениями для причала судов. Для мелких судов делаются рымы (кольца), для крупных — причальные тумбы; наконец, ставятся кабестаны. Часто для ограждения кладки от ударов забивают охранительные отбойные сваи (рис. 6), или вдоль стенок делают охранительные рамы (рис. 3). В аванпортах и широких бассейнах помещают для причала буи. Ширина набережных зависит от условий  выгрузки и уборки товаров; и ширина в 10 метров оказывается достаточной. Для правильной, быстрой экономической работы порт должен иметь набережные, приспособленные для разного рода грузов, например, леса, угля, хлопка, бочек, хлеба (часто выгрузка элеваторами)   нефти и керосина и пр., и быть соответственно оборудован.

Рис. 6.

Из приспособлений, которыми оборудуется порт, первое место занимают приспособления для нагрузки и выгрузки товаров, позволяющие возможно быстро, дешево и рационально производить эту работу. К числу их относятся: подъемные краны (ручные, гидравлические и электрические), подъемники (поднимающие только по вертикальному направлению), элеваторы (подающие сыпучие тела посредством ряда ковшей, а иногда просто потоком воздуха), опрокидыватели вагонов, берущие потоком воздуха, и пр. В Гамбурге длинные набережные, в версту длиной, оборудованы каждая десятками таких кранов, и полное число кранов далеко превышает тысячу. Для очень тяжелых грузов каждый порт всегда имеет большой кран, способный поднимать иногда 150—200 тонн (от 9 000 до 12 000 пудов). При оживленном движении отделяют иногда нагрузку от выгрузки, опасные вещества от безопасных, товары, подлежащие немедленной очистке пошлиной, от тех, которые будут ждать, и пр. Для временного хранения товаров устраиваются далее пакгаузы или магазины, крытые и открытые. Здесь же имеется сеть рельсовых путей, по которым товары привозятся и отвозятся. В зависимости от присутствия пакгаузов и рельсовых путей (может быть отвозка и лошадьми) набережные получают большую или меньшую ширину и более или менее тяжелую конструкцию. Затем, для ремонта, оснастки и вооружения судов устраиваются сухие и плавучие доки, эллинги и пр. Далее, имеется, конечно, масса вспомогательных устройств: землечерпалки, служебные суда, пристани для пассажиров, освещение, мосты и т. д.

Н. Галяшкин.