Б. Карлов, В. Певзнер, П. Слепенков
УЧЕБНИК СУДОВОДИТЕЛЯ ЛЮБИТЕЛЯ
(Управление маломерными судами)

РАЗДЕЛ ВТОРОЙ

СУДОВОЖДЕНИЕ

Судовождением, или кораблевождением, называется наука, состоящая из комплекса дисциплин, знание которых необходимо для практики ведения судна кратчайшим и безопасным путем из одного географического пункта в другой. Практическая сторона судовождения отрабатывается в процессе личного освоения методов и приемов вождения судов и управления ими. В судовождение входят следующие дисциплины: навигация, лоция, технические средства судовождения, гидрометеорология, мореходная астрономия и др.

На реке, в морском прибрежном и шхерном плаваниях, при проходе узкостей судоводитель маломерного судна выбирает курс и определяет свое местоположение визуально (на глаз), т. е. пользуется методом лоцманской проводки — лоцманский способ судовождения. Основа этого метода — хорошее знание лоции района плавания и личный опыт судоводителей.

Лоция —часть науки о судовождении, дисциплина, предметом которой является изучение рек, озер, морей и океанов применительно к нуждам мореплавания и судоходства как по конкретным направлениям, так и по отдельным районам.

Задача лоции — обеспечить судоводителя необходимыми сведениями для выбора наивыгоднейшего и безопасного пути и контроля за движением судна при следовании по данному фарватеру или району в целом. В лоции описываются системы навигационного оборудования морских и судоходная обстановка речных фарватеров, даются различные сведения об естественных и искусственных ориентирах, навигационных опасностях, рельефе дна, данные о наивыгоднейших путях и расстояниях, а также другие сведения, необходимые судоводителю.

Лоция разделяется на морскую и речную, которые во многом различны. Искусственные внутренние водные пути, водохранилища, каналы и т. п. сооружены на базе той или иной реки и имеют отчасти естественные речные условия, поэтому речную лоцию еще называют лоцией внутренних водных путей.

От лоции как части науки о судовождении, как дисциплины следует отличать специальную лоцию, в которой излагаются специфические условия плавания на каком-либо определенном море, реке, озере. Специальная лоция содержит гидрометеорологические сведения, описание безопасных путей судовых ходов, подводных и надводных препятствий, навигационного ограждения, рейдов и т. д. Такая специальная лоция, изданная дополнительным пособием, придается к карте.

По мере удаления судна от берега, когда точное определение места и выбор курса визуально становятся затруднительными, а иногда и вовсе невозможными, судоводитель должен пользоваться приборами, инструментами, картами. Выбор курса и определение места судна при помощи приборов, инструментов и карт на базе соответствующих расчетов называется штурманским методом судовождения.

Штурманский метод судовождения осуществляет контроль за движением судна при помощи инструментов и объединяет в себе два способа определения места: по земным ориентирам — навигация и по небесным светилам — мореходная астрономия. Навигационные методы судовождения изучаются в ведущей дисциплине судовождения — навигации. Приборы (компас, лоты, лаги, секстаны, хронометры) и их применение при различных условиях плавания изучает дисциплина, называемая технические средства судовождения.

Для судоводителя маломерного судна плавание вне видимости берегов является редким исключением и мореходной астрономией ему пользоваться почти не приходится.

Глава III . РЕЧНАЯ ЛОЦИЯ

§ 7. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ

Внутренние водные пути разделяются на естественные и искусственные.

Естественными внутренними водными путями называются реки и озера, где регулярное судоходство осуществляется с помощью дноуглубления и выправительных работ.

К искусственным водным путям относятся реки, где уровень воды для обеспечения судоходства поднят плотинами, а проход судов осуществляется через шлюзы. Эти реки называются зарегулированными. К искусственным водным путям относятся каналы, соединяющие различные реки, и обводные каналы вокруг озер и водохранилищ.

Часть русла, где происходит движение судов, называется судовым ходом, или фарватером. Речной фарватер на реке в естественном состоянии, как правило, проходит по линии наибольших глубин и бывает в основном криволинейным, занимая по ширине только часть русла и движущегося в реке водного потока. Меняющиеся скорость и направление течения, глубина, ширина, извилистость, горизонты вод — все это составляет специфику речного пути (в отличие от железнодорожного и автомобильного). Судоводитель должен хорошо ориентироваться в этом движущемся водном пути, знать его особенности — «читать реку». Только тогда он сумеет правильно выбрать курс и управлять любым судном, малым или большим.

Речная лоция, или лоция внутренних водных путей, разделяется на общую и специальную.

Общая речная лоция рассматривает общие для всех рек свойства водного потока, его русло и различные естественные и искусственные препятствия для судоходства, очертания берегов и отложения в русле, прибрежную местность, их взаимосвязь и расположение при различных условиях плавания (ночью, днем, в половодье, в межень, в ледостав). Речная лоция, кроме того, изучает судоходную, береговую и плавучую обстановку и взаимодействие судна и водного потока. Все эти данные в совокупности дают возможность судоводителю визуально ориентироваться и определять местоположение судна, выбирать кратчайший и безопасный путь, назначать курс плавания, контролировать его.

Хорошее знание общей лоции помогает судоводителю надежно овладеть техникой визуального ориентирования по выбору фарватера на любой реке независимо от ее конкретных судоходных условий.

Судоводитель-любитель может плавать на судоходной и несудоходной реке. Знание общей речной лоции помогает ему правильно и быстро находить глубоководные участки для перехода судна, особенно на несудоходной реке, где часты перекаты и другие препятствия для судоходства, для которых нет судоходной обстановки и специальных лоций.

Специальная лоция изучает фарватер одной реки или ее участка с прибрежной местностью, характерными течениями, судоходной обстановкой и дает рекомендации по вождению судов по данной реке или ее участку.

Теоретическое изучение общей лоции предшествует детальному изучению специальной лоции реки или водного района, где приходится плавать судоводителю.

1. Основные сведения о реке

Рекой называется поток воды, который под действием своей силы тяжести передвигается с более высоких мест земной поверхности к более низким, по низкому вытянутому в длину продольному углублению в земной поверхности, называемому долиной реки. Окраины речных долин, которые повышаются и переходят в горную цепь или холмы, называются кряжами. Кряж может очень далеко отстоять от русла реки, тогда ширина долины будет большая и, наоборот, подходить вплотную к реке или вдаваться в нее высоким мысом, называемым рынком гор (рис. 7).

Вода из атмосферных осадков и подземные воды из родников и источников стекают по склонам долины в русло реки — самую низкую извилистую часть долины, по которой постоянно течет вода. Часть речной долины, заливаемая во время половодья, называется поймой.

Площадь земной поверхности, с которой собираются в данную реку поверхностные и подземные воды, называется бассейном реки. Бассейны рек обычно ограничены возвышенностями — водоразделами.

На одном водоразделе могут начинаться сразу две реки или более. Например, Среднерусская возвышенность является водоразделом нескольких рек: Волги, Днепра, Западной Двины, стекающих в разные моря.

Рис. 7. Схематический план речной долины и русла: 1 — правый коренной (незатопляемый) берег (кряж); 2 —левый коренной берег (кряж); 3 —русло; 4 — правый меженный (затопляемый) берег; 5 —левый меженный берег; 6 —фарватер; 7 —остров; 8 — коренное (ходовое) русло; 9 — воложка (неходовая); 10 — пойменное озеро; 11— староречье (старица); 12 — затон; 13 — начало прорвы; 14 — приток (речка); 15 — овраги; 16— осередок; 17 — правая пойма; 18 —левая пойма; 19 — горный рынок (рынок гор); г. в. в. —горизонт высоких вод; г. м. в. —горизонт меженных вод

Каждая река имеет начало — исток, который может быть озером, болотом, ледником, ключом и т. д., и устье — место окончания реки и впадения ее в море, озеро или другую реку.

Горизонт воды, или уровень воды в реке, колеблется от максимального в половодье, когда заливается часть долины — пойм а, до минимального в межень — маловодное состояние реки. Максимальный и минимальный горизонт в реке почти ежегодно меняется в зависимости от питания реки. В снежные и дождливые годы воды в реках бывает больше, в малоснежные и засушливые годы — меньше.

Уровень воды в реке зависит от наличия гидротехнических сооружений, нагонно-сгонных явлений под действием ветра, а также приливов и отливов в устьях рек.

Продольный профиль дна реки имеет зубчатую форму, он все время меняется и в виде ступенек спускается от истоков к устью. Глубоководные участки — плесы — располагаются между песчано-мелководными участками — перекатами. Каждая река имеет свой продольный профиль и уклон, поэтому уровень воды в реке на разных участках различен. Обычно верхняя часть ее — верхний плес имеет больший уклон, поток режет породу, скорость течения большая, а глубина невелика. Судоходство на такой реке затруднено. Такова, например, Волга в верхнем плесе. В нижнем плесе реки уклон чаще всего незначителен, скорость течения резко снижаться, что способствует отложению наносов в русле.

Движущийся речной поток все время пробивает себе дорогу и размывает в первую очередь те места, где грунт слабый, и откладывает наносы в других местах в виде осередков, островов и чаще всего в виде кос. Так образуются изгибы русла реки, размыв которых усиливается с увеличением течения на поворотах. Особенно интенсивны размывы берегов и отложения наносов в период ледохода.

Изгибы русла рек имеют различную длину и форму (рис. 8). Длинные изгибы меженного русла вместе с долиной называются извилинам и. Очень длинная извилина реки, у которой расстояние между началом и концом значительно меньше, чем длина извилины, называется лукой. Длинный изгиб русла внутри долины называется излучиной, крутая короткая излучина — коленом. С увеличением размыва русла начало и конец излучины в половодье могут быть соединены речным потоком. Такое естественное спрямление русла называется прорвой, и по ней в половодье, а затем и в межень может осуществляться судоходство. Со временем прорва становится глубже, шире и может превратиться в коренное русло. В самой же излучине откладываются наносы, постепенно она мелеет, превращаясь в старое русло — старицу, или староречье.

Рис. 8. Схема извилистых участков рек: 1 — правый коренной (незатопляемый) берег; 2 — левый коренной берег; 3—ширина долины; 4 — правый меженный берег; 5 — левый меженный берег; 6 — ширина меженного русла; 7—правая пойма; 8 — левая пойма; 9— яр; 10 — нижнее плечо яра; 11 — верхнее плечо яра; 12—перекат; 13 — верхняя коса (пески); 14 — нижняя коса (пески); 15—гребень переката; 16 — коренное русло; 17 —неходовая воложка; 18 — остров; 19 — приверх острова; 20 — ухвостье острова; 21 — затон; 22 — защитная линия ледорезов; 23 — рынок; 24 — перевал; 25 — осередок; 26 — побочень; 27 — судоходный приток первого порядка; 28 — ширина его долины; 29 — несудоходный приток второго порядка; 30— ширина долины притока второго порядка; 31 — коса; 32 — стрелка устья; 33 — пойменные озера

Изгибающиеся в разные стороны извилины, излучины, колена реки иногда соединяются небольшими прямолинейными участками. Здесь в поперечном разрезе русло относительно симметрично, а на криволинейном участке — несимметрично.

С судна, находящегося на середине реки в криволинейном участке русла, хорошо видно, что один из берегов относительно обрывист, подмывается течением и около него глубина значительная. В плане (вид сверху) этот берег имеет вогнутость и носит название вогнутого берега.

Противоположный берег, наоборот, пологий, вдоль него откладываются наносы, глубина около этого берега незначительна, постепенно увеличивается к середине реки. Течение слабое. Этот берег называется выпуклым.

Если встать лицом по направлению течения, то берег, расположенный с правой стороны, называется правым, а противоположный ему — левым.

2. Речной поток

Изучение речного потока и его свойств необходимо судоводителю для правильного определения направления и скорости течения, горизонтов и уклонов потока, внутренних течений в потоке, действия их на судно и т. д.

Если мысленно разрезать реку поперек течения вертикальной плоскостью, перпендикулярной к плоскости поверхности воды, то площадь сечения, ограниченная дном, берегом и поверхностью воды, называется живым сечением. Количество воды, проходящее через живое сечение в течение одной секунды, называется расходом воды. Скорость течения зависит от глубины и формы русла и распределяется по живому сечению неравномерно. Так, например, характер течения на прямых участках отличается от течения в закруглениях, а течение на перекатах — от течения на плесе и т. д.

В разных местах живого сечения скорость течения различна (рис. 9). В любом живом сечении максимальная скорость течения находится над самым глубоким местом около поверхности воды или несколько ниже ее, примерно до одной трети глубины от поверхности воды. От точки живого сечения, отстоящей на одну треть от поверхности воды, скорость течения уменьшается ко дну реки и от середины реки к берегам.

">
Рис. 9. Распределение поверхностных скоростей течения в плане: / — симметричное русло; 11 — несимметричное русло. 1 — бровка правого берега; 2 — бровка левого берега; 3 — правый урез воды; 4 — левый урез воды; 5 — распределение скоростей течения в плане

Таким образом, наибольшая скорость течения в прямых ; русла находится в середине симметричного русла, а в криволинейных участках — ближе к вогнутому берегу.

Если на отрезке реки, состоящем из криволинейных и прямых участков, мысленно сделать некоторое количество живых сечений, а точки максимальных скоростей течения каждого живого сечения соединить линией, то получим ось динамического потока —стрежень, который близко подходит к вогнутости берегов (если они вогнуты) и идет посередине в прямых участках.

Умение распознать направление и линию стрежня очень важно для судоводителя любого судна.

3. Внутренние течения в потоке

В живом сечении изгибов русла под действием центробежной силы внутреннее течение направлено по наклонному дну к мелкому выпуклому берегу, а на поверхности течения — к вогнутому глубокому берегу (рис. 10). Поэтому лед в половодье и течение постоянно размывают вогнутые берега, течение увлекает наносы к выпуклым берегам, где они и оседают. Кроме того, внутреннее течение влияет на повышение уровня воды у вогнутого берега.

Внутреннее течение смежных живых сечений на изгибах русла реки образует винтообразное течение в потоке, направленное к яру, поверхностное течение которого называется прижимным течением. Оно сносит судно с курса в сторону вогнутого берега.

Рис. 10. Внутреннее течение на изгибе русла: 1 — направление течения на поверхности — прижимное течение; 2 — направление течения на дне — донное течение

При переходе от кривизны одного направления к другой (обращенной в другую сторону) винтообразное течение в изгибе

Русла меняет направление. На прямолинейном участке соединяющем эти два изгиба, винтообразное течение сначала рассеивается, а затем при новом изгибе снова сходится.

4. Неправильности течения

К неправильностям течения относятся майданы, суводи, толчеи, свальные течения, тиховоды.

Рис. 11. Майданы: I — над подводным препятствием; II — при слиянии потоков	Рис. 12. Суводь

Майданом называется беспорядочное возмущенное течение на поверхности воды, возникающее от подводного препятствия, нарушающего нормальное донное течение воды в русле. Таким подводным препятствием может быть камень-одинец, карча, затонувшее судно. Майдан обычно образуется несколько ниже подводного препятствия, так как вызванное им возмущение сносится течением. Майдан может быть и в месте столкновения течений двух рек (рис. 11).

Суводью называется вращательное движение воды (водоворот) за подводным или надводным выступом в яру или рынком гор. У левого берега вода в суводи вращается против часовой стрелки, у правого — наоборот.

В таком водовороте-суводи две водные струи часто сильно различаются по скорости или направлению течения (рис. 12). Вдоль вертикальной поверхности Р, направленной по течению и разделяющей эти струи, появляются завихрения (воронки), в центре которых вращающаяся вода силой направляется ко дну реки. Частицы воды, спускающиеся в глубину, задерживаются речным дном. Отсюда они могут двигаться только в направлении наименьшего сопротивления, т. е. в сторону струи с меньшей скоростью. Вследствие этого водовороты размывают речное дно и могут вырыть в нем ямы глубиной 20 м и более.

Суводи образуются также у различных гидротехнических сооружений: устоев мостов, плотин, дамб и т. д. Особенно много больших суводей с сильным вращательным движением воды бывает во время половодья.

Толчея — скопление беспорядочных коротких и довольно высоких волн, находящихся все время на одном месте. Причина образования толчеи — отражение волн от берегов, причалов, в местах большого движения судов. В устьях рек толчея возникает от перебоя поверхностного течения встречным ветром с моря.

Свальное (косое) течение — поперечное или направленное под углом отклонение течения или его части от своего нормального положения в реке по стрежню. Свальное течение бывает на перекатах, когда направление слива воды не совпадает с корытом переката у мостов, дамб, в порожистых местах и т. п.

Разновидностью свального течения следует считать затяжное течение, направленное из главного русла в сторону прорана или воложки.

Тиховоды — участки рек со слабым течением, а иногда и вовсе без него; образуются за отлогими наносами; характерны для выпуклых берегов. Границы тиховодов различают по пенящейся полоске воды.