В ПРЕДПОЛАГАЕМЫХ РАЙОНАХ ЭКСПЛУАТАЦИИ КС

Баренцево море

2.1.1 Гидрометеорологические условия

Баренцево море является окраинным морем Северного Ледовитого океана и расположено между мурманским и ненецкими берегами с юго-западной и южной сторон и островами Новая Земля, Земля Франца-Иосифа с восточной и северной стороны.

Районирование Баренцева моря по документу [5].приведено на рисунке 1.1.

Рисунок 2.1 - Схема районирования Баренцева моря

Продолжительность ледового периода, повторяемость волнения моря и скоростей ветра для характерных их значений приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Ветро-волновая повторяемость в Баренцевом море

2.1.2 Ледовая обстановка

Ледовитость моря обуславливает соседство с арктическим бассейном и низкие температуры воздуха. В наиболее благоприятном положении находится юго-западная часть моря. Поступление теплых атлантических вод приводит к тому, что этот район даже в суровые зимы бывает свободен от льда. В то же время северная часть моря почти весь год, исключая период с середины августа до середины сентября, покрыта льдами. Льды появляются в середине октября на севере моря, затем, постепенно распространяясь к югу, к середине марта занимают всю юго-восточную его часть. Лед здесь обычно начинает исчезать только во второй половине июня, а в годы с очень суровыми зимами – в конце июля – начале августа.

Вдоль Мурманского берега местный лед практически отсутствует, он бывает лишь в вершинах некоторых губ и заливов и в районе мыса Святой Нос. В зависимости от суровости зимы местный лед появляется в октябре – декабре, а исчезает в апреле – июне. Ледяной покров здесь отличается неустойчивостью.

В прибрежной зоне юго-восточной части Баренцева моря лед наблюдается с октября – декабря по апрель – июнь.

Сроки начала безледокольного плавания зависят от сплоченности льда. Ледовые условия на крайнем востоке описываемого района могут затруднить плавание до первой декады июля (иногда до августа). Осложнения для плавания здесь создают местные льды и очень мощные льды Карского моря, нагоняемые северо – восточными ветрами через пролив Карские Ворота.

Карское море

2.2.1 Гидрометеорологические условия

Карское море является окраинным морем Северного Ледовитого океана и расположено между побережьем Западно-Сибирской равнины, островами Новая Земля, Земля Франца-Иосифа и Северная Земля.

Схема районирования Карского моря по документу [6] приведено на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Схема районирования Карского моря

Продолжительность ледового периода, повторяемость волнения моря и скоростей ветра для характерных их значений приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Ветро-волновая повторяемость в Карском море

2.2.2 Ледовая обстановка

С октября по июнь море покрыто льдами. Таяние льдов начинается с конца мая – начала июня и происходит вначале в устьях рек, а затем и в открытой части моря. Осенью в связи с понижением температуры воздуха начинается льдообразование, причем в районах, где имеется остаточный лед, процесс льдообразования начинается раньше и проходит более интенсивно, чем на чистой воде. К концу октября море замерзает полностью.

Таким образом, навигационный период в Карском море в умеренную зиму длится с июля по начало октября, т.е. около 3 месяцев.

Рисунок 2.3 – Распространение льдов в Карском море

(умеренная зима, осреднение 10 дней, обеспеченность 50%)

Образование припая в Карском море происходит с северо-востока на юго-запад, причем распространяется он от берега в сторону моря. В бухтах и между островами устойчивый припай образуется сравнительно быстро. В юго-западной части моря окончательное установление припая происходит в ноябре-декабре. Границы распространения припая приведены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Границы распространения припая в Карском море

Среднее и максимальное значение прочности льда на сжатие составляет 1,44 МПа и 2,10 МПа соответственно. Внешняя граница прибрежного льда заторошена. Интенсивность торошения прибрежного льда увеличивается от 0-1 балла возле береговой черты до 3-4 баллов возле кромки зоны. Торосы обычно ориентированы параллельно береговой линии. Высота паруса торосов в прибрежной зоне лежит в пределах 0,5-2,5 м, но может достигать 3 м. В среднем высота тороса составляет 1,2-1,8 м, глубина киля равняется 8-10 м, а ширина киля достигает 20 м. Поля торосов могут иметь протяженность до 1 км.

Стамухи обычно расположены на глубинах 5-15 м. Они имеют высоту до 3-7 м (редко до 10-15 м) и длину 30-150 м. Очень часто высота паруса равна глубине воды.

Дрейфующий лед преимущественно осеннего образования наблюдается зимой во всей юго-западной части Карского моря. В юго- западной части моря толщина молодого льда достигает 5-10 см к началу ноября и 20-25 см к 20 ноября. Максимальная толщина льда наблюдается во второй половине мая и в среднем составляет 120-140 см в западной части моря. Межгодовые отклонения толщины дрейфующего льда от средних значений в течение всего периода нарастания не превышают 30 см. Сплоченность дрейфующего льда, как правило, 9-10 баллов, а торосистость его составляет в среднем 2 балла. Особенно интенсивное торошение льда происходит осенью и в первой половине зимы, когда толщина льда еще невелика и высота гряд торосов в этот период, в основном, не более 4 м. Торосистость льда 3 балла и более вероятнее всего в Байдарацкой губе. Межгодовая изменчивость торосистости ледяного покрова невелика (0,5-1 балл).

Обская и Тазовская губы

2.3.1 Гидрометеорологические условия

Обская губа (см. рисунок 5) представляет собой ориентированный в меридиональном направлении и глубоко вдающийся в сушу (протяженность более 890 км, ширина 30-90 км) залив Карского моря, к которому с востока примыкает Тазовская губа (протяженность более 310 км). Эти губы вместе составляют закрытое устьевое взморье, которое является единым для впадающих в него рек Обь, Надым, Пур и Таз.

Продолжительность ледового периода, повторяемость волнения и скоростей ветра для характерных их значений приведены в таблице 3.1.

Рисунок 2.5– Обская и Тазовская губы

Таблица 2.3 – Ветро-волновая повторяемость в Обской и Тазовской губах

2.3.2 Ледовая обстановка

Большую часть года Обская и Тазовская губы покрыты льдом. Неподвижный ледяной покров (припай) достигает максимального развития в апреле-мае.

Разрушение ледяного покрова под влиянием таяния за счет радиационного тепла и увеличения объема паводковых вод начинается в южной части рассматриваемого района в мае и распространяется на север. Средняя скорость продвижения волны вскрытия ледяного покрова в Обской губе уменьшается по мере продвижения на север от 49,6 км/сутки у м. Каменный до 43,2 км/сутки около о. Белый на выходе в Карское море.

В июне начинается вскрытие акваторий Обской и Тазовской губ под действием ветров и волнения. С этого времени разрушение припая происходит как на юге, так и на севере всего рассматриваемого района.

Устойчивое льдообразование происходит, как правило, в первой декаде, а окончательное замерзание – во второй декаде октября. Поздние сроки наступления ледовых условий в отдельные годы сдвигаются на первую декаду ноября.

Максимального развития ледовый покров достигает в апреле-мае. Увеличение толщины льда продолжается до конца мая-начала июня. К этому времени толщина ровного льда в районе мыса Каменный достигает (расчетные значения) в среднем 1,63 м, а в суровые малоснежные зимы 2,35 м. Торосистость льда составляет в среднем 1-2 балла, но у островов и мысов может достигать четырех баллов.

Разрушение ледяного покрова начинается в конце мая. Длительность процесса взлома припая, как правило, зависит от продолжительности действия нажимных или отжимных ветров. Окончательное разрушение льда наступает в конце третьей декады июня (при неблагоприятных условиях – в середине июля). Окончательное очищение от льда отмечается в середине июля (при неблагоприятных условиях – в первой декаде августа).

Охотское море

2.4.1 Гидрометеорологические условия

Охотское море является одним из окраинных морей Тихого океана. Оно глубоко вдается в материк и соединяется с Тихим океаном многочисленными проливами, пролегающими между Курильскими островами. Проливами Лаперуза, Невельского и Татарским проливом оно связано с Японским морем. Районирование Охотского моря по документу [5] представлено на рисунке 2.6. Продолжительность ледового периода, повторяемость волнения и скоростей ветра для характерных их значений приведены в таблице 2.4.

Рисунок 2.6 – Схема районирования Охотского моря

Таблица 2.4 – Ветро-волновая повторяемость в Охотском море

2.4.2 Ледовая обстановка

В Охотском море суровые и продолжительные зимы с сильными северо-западными ветрами, выхолаживающими верхний слой воды до значительной глубины; ежегодно отмечаются сложные ледовые условия, существенно затрудняющие судоходство. Характерной особенностью ледового режима является различие ледовой обстановки в западной и восточной частях моря. Ледовые условия в восточной части, за исключением Пенжинского залива, всегда легче, чем в западной. Это объясняется тем, что в восточной части глубины больше, водообмен с Тихим океаном не затруднен, и зимой температура воды вдоль западного берега полуострова Камчатка всегда выше температуры окружающих вод.

В начале ноября в вершине Пенжинского залива, заливах Академии и Тугурский и в Удской губе начинается устойчивое льдообразование; интенсивность его увеличивается при снегопадах. Со второй половины ноября льдообразование начинается в открытом море. В конце ноября – начале декабря часть припая взламывается и в виде битого льда выносится в море. В некоторые зимы припай держится всю зиму даже у открытого побережья.

В ноябре – декабре в северо-западной части Охотского моря идет быстрое льдообразование. При сильных западных и северо-западных ветрах часть льда уносится в море, где образуются обособленные скопления. В третьей декаде декабря 20-30% площади Охотского моря покрыто льдом. В это время плавание почти всех типов судов в Сахалинском заливе весьма затруднительно. В остальных районах моря суда ледового класса могут совершать плавание.

В феврале обычно наблюдается сложная ледовая обстановка. В третьей декаде этого месяца льдом покрывается от 64 до 96% акватории Охотского моря. Ледовый покров достигает наибольшего развития в первой или второй декаде марта (67-97%). В суровые зимы вся акватория моря покрыта тяжелыми десятибалльными льдами. В закрытых бухтах и заливах хорошо развит припай. В мягкие зимы почти свободна от льда юго-восточная часть моря. Мягких зим со слаборазвитым ледяным покровом бывает две-три в десятилетие.

В апреле интенсивные процессы таяния и разрушения льда начинаются на юге. В мае происходит резкое уменьшение ледовитости. Совершенно освобождается от льда восточная часть моря и район к востоку от пролива Лаперуза. В мае значительно увеличивается повторяемость южных ветров, льды сдвигаются в сторону северного берега моря и иногда блокируют его. В первой и второй декадах июня льды иногда еще находятся у северного берега моря. В третьей декаде июня льды можно встретить в незначительном количестве, но эти льды являются препятствием для плавания только малых судов. В некоторые годы лед может задерживаться до августа в районе Шантарских островов.

Рисунок 2.7 - Границы распространения припая в Охотском море

Выводы по разделу

2.5.1 В рассмотренных районах эксплуатации КС большой грузоподъемности повторяемость волнения высотой менее 5,0 м в среднем составляет:

- Баренцево море : от 79% в зимний период (октябрь – февраль) до 94% в летний период (май – сентябрь);

- Карское море: от 96,6% до 100% в безледовый период (июнь – октябрь);

- Обско – Тазовский регион – практически 100% в безледовый период (июль – октябрь);

- Охотское море – 97% в безледовый период (май – сентябрь).

2.5.2 Таким образом, заданные предельные ГМУ для работы системы позиционирования:

- волнение моря до 5 м (3% обеспеченности) включительно;

- ветер скоростью до 15 м/с на высоте 10 м;

- течение со скоростью 1,0 м/с в неблагоприятном направлении;

будут обеспечены погодными окнами достаточной для выполнения крановых операций продолжительности во всех районах эксплуатации.

2.5.3 Следует отметить, что выполнение крановых операций на волнении с высотой 3% обеспеченности до 5,0 м может рассматриваться только при полупогружной форме корпуса судна и приведет к усложнению и удорожанию конструкции крана, кроме того ввиду необходимости оснащения грузовых подвесок устройствами компенсации колебаний.

2.5.4 Проработки, выполненные в разные годы ЦКБ «Коралл», а также информация о новейших крановых судах, свидетельствуют о том, что работа КС обеспечивается при максимальных высотах волн 3% обеспеченности до 3,0 – 3,5 м.

2.5.5 В рассмотренных районах эксплуатации КС большой грузоподъемности повторяемость волнения высотой 3,5 м и менее в среднем составляет:

- Баренцево море: до 89% в летний период (май – сентябрь);

- Карское море: 88% в безледовый период (июнь – октябрь);

- Обско – Тазовский регион – практически 100% в безледовый период (июль – октябрь).

- Охотское море – 85% в безледовый период (май – сентябрь).

2.5.6 Рекомендуется предварительно принять для последующего анализа и уточнения расчетную высоту волны 3% обеспеченности при выполнении крановых

операций не более 3,5 м.

3 крановые суда большой грузоподъемности