книги из ГПНТБ / Земляновский, Д. К. Общая лоция внутренних водных путей учеб. пособие

Во время прилива вода с моря входит в устье реки, а при отливах, уходя обратно, уносит наносы. Обычно эстуарии имеют большие глубины и доступны для крупных морских судов. Подобие эстуа­ рия представляют устья наших северных рек (Таймыра, Анабары и др.).

Устьевые бары. Б а р — это вал из наносов, отгораживающий устье реки от моря. Образуется преимущественно в периоды поло­ водья в результате взаимной работы реки и моря. Река выносит в море большое количество наносов, встречаясь с относительно спокойной морской водой, они отлагаются на широком простран­ стве. Во время волнений наносы перемещаются обратно к устью реки, образуя песчаный подводный вал, который лежит на не­ большой глубине и отгораживает устье от моря. Морские волны пополняют бар наносами, перемещающимися в продольном на­ правлении со смежных участков морского берега.

Большое влияние на бар оказывают ветры и приливы, кото­ рые, нагоняя воду, наращивают гребень бара в высоту. Проходя через бар, река разделяется на веерообразные протоки, одни из которых развиваются, а другие отмирают. При дальнейшем росте бара он делится на отдельные острова. Каждая из крупных про­ ток дельты, выходящая непосредственно в море, имеет мелковод­ ный бар.

Глубины на баре очень малы, например, на барах Лены, Пе­ чоры, Оби они едва достигают 2—2,5 м, на Енисее — 6,5 м, в то же время на примыкающем участке реки глубина обычно равна

15—40 м и более.

Морские и устьевые побережья. Морской берег как непосред­ ственно в самом устье, так и вблизи него непрерывно меняется. Это происходит по причинам геологического характера или под влиянием гидрометеорологических явлений (волн, течений, льдов, ветра, осадков, резких изменений температур воздуха и воды).

Волны, разрушая берега, перераспределяют продукты размыва и наращивают в некоторых местах сушу. Часто обломочный ма­ териал, переносимый волнами и течением, отлагается в виде от­ мелей и кос. Даже слабое волнение вызывает перемещение галь­ ки вдоль берега приблизительно на 20 м в сутки.

Растительность также способствует нарастанию суши, так как среди нее непрерывно накапливаются наносы. Это характерно для дельт крупных рек.

Берега, образованные из твердых кристаллических пород, то­ же подвергаются непрерывному разрушению, но оно протекает более медленно.

Можно выделить нижеследующие основные береговые образо­ вания.

халине, Камчатке и Чукотском полуострове. Гирла — это рукава

100

или протоки в дельтах крупных рек, впадающих в Черное и Азов­ ское моря (Килийское, Сулинское, Георгиевское гирла в дельте Дуная, донские гирла в Таганрогском заливе Азовского моря и др.). Гирлами также являются проливы, соединяющие лиманы

илагуны с морем (например, на Азовском море).

Бу х т а — небольшой залив, защищенный от волнения берего­ выми мысами, выступающими в море.

П е р е с ы п ь ( к о шк а ) представляет собой скопление нано­ сов в устье лиманов, в узких бухтах или лагунах. Пересыпи обра­ зуются в результате уменьшения силы морских волн на границе их встречи с более спокойной водой лимана или бухты. Пересыпь может полностью перекрывать вход в лагуну, лиман или бухту (например, пересыпь лимана р. Молочной в Азовском море, пе­ ресыпь Керченского полуострова и др.). В других случаях в ней

тянутое вдоль берега на очень большое расстояние (иногда на сотни километров). Стрелка может отделять лагуны от моря (на­ пример, Арабатская стрелка в Азовском море). Пересыпь и стрел­

(например, Бердянская и Обиточная косы в Азовском море). В тех случаях, когда коса имеет длину, в несколько раз превышающую ее основание, она иногда называется стрелкой (например, коса Долгая в Азовском море).

Л а й д а — низменный берег с большой песчаной прибрежной отмелью в северных морях и в устьях рек. Лайда тянется иногда на 20—30 км при ширине от 300 м до 2—3 км; обычно она зали­ та водой и обнажается только при самом низком уровне осенью.

ются разнообразные навигационные препятствия. Назовем основ­ ные из них.

Бар, как уже говорилось,— это вал из наносов. Из-за малых глубин и изменчивого фарватера он очень труден для прохож­ дения судов.

банки расположены вблизи берега и создают опасность для судо­ ходства. Иногда банками называют обширные водные участки с меньшими, чем в окружающем их районе, глубинами.

101

К а м н и — могут быть подводными, надводными и выступаю­ щими над водой при малой воде.

С к а л а — отдельное небольшое по размерам повышение ка­ менистого дна.

Я м ы — незначительные по протяженности неровности дна, от­ личающиеся резким увеличением глубин.

На наших северных реках существуют понятия, объяснение ко­

ским относятся подъемы и спады уровня под влиянием приливо­ образующих сил. Непериодические связаны с неравномерностью стока рек, сейсмическими явлениями, осадками, водообменом с другими водоемами, а также с нагонами и сгонами воды под воз­ действием ветра. Последняя причина наиболее существенна.

Уровень в устьях рек повышается, когда создается нагон воды с моря и происходит подпор речных вод. Наибольшие нагоны бы­ вают в вершинах вытянутых устьев, поперечное сечение которых постепенно уменьшается. У прямолинейного берега нагоны неве­ лики, так как параллельно берегу возникает течение, в результате которого вода растекается в стороны (например, на Белом море —

0,3 м, на Каспийском — 0,5—0,7 м).

Сгоны наблюдаются только на мелководных участках, где ве­ тер сравнительно быстро перемещает небольшую массу воды, а компенсационный приток донной воды незначителен из-за мелко­ водья. На приглубых взморьях сгоны малы и не имеют практи­ ческого значения, так как понижение уровня ослабляется поступ­ лением компенсационной донной морской воды. Сильные сгоны бывают в устьевых участках, глубоко врезанных в материк, ког­ да направление ветра совпадает с направлением устья.

В лиманах явление нагонов и сгонов воды имеет некоторые особенности. При нагонном ветре уровень воды на взморье быст­ ро повышается, а в лимане и в истоке гирла понижается. В свою очередь скорость течения, направленного из лимана через гирло в море, уменьшается. Когда уровни в истоке и устье гирла срав­ няются, течение пойдет из моря в лиман и будет нагонять туда воду. Постепенно уровни в лимане и на взморье становятся оди­ наковыми.

При уменьшении скорости ветра и понижении уровня воды на взморье возникает течение из лимана в море и уровень в лимане понижается. При длительном нагонном ветре одного направления, но меняющейся скорости изменяется и уровень в истоке и устье, поэтому в лимане возможен неоднократный нагон и сгон воды.

При сгонах уровень на взморье понижается, но, так как объем воды в лимане уменьшается, уровень в истоке гирла может стать ниже, чем в устье. Если при этом сила ветра ослабнет и уровень моря станет повышаться, то в гирле возникнет течение в сторону

102

лимана и уровень в лимане повысится. Такие циклы изменения уровня могут повторяться несколько раз.

Уровень воды при нагоне и сгоне изменяется со скоростью 0,1—0,3 м/ч и поднимается на 1—3 м. Нагон в устьях рек рас­ пространяется вверх по реке на сотни километров (например, в низовьях Дона подъем уровня достигает 2 м, нагон распростра­ няется на 100 км; в устье Волги нагон доходит до Астрахани, где уровень иногда повышается на 2 м).

Сгоны и нагоны оказывают серьезное влияние на судоходство и особенно усложняют проход через бары. При сгонах воды уро­ вень может понизиться настолько, что бар станет непреодолимым для судов.

Суда стоят на барах иногда несколько суток, ожидая хотя бы небольшого подъема уровня воды.

Рис. 52

Непериодические колебания уровней воды в устьях возникают также в связи с изменением атмосферного давления, заторами льда, неравномерностью стока реки и т. д.

Заторы льда, образующиеся в рукавах дельты, вызывают рез­ кий подъем уровня, например у Архангельска на 5—6 м. В Об­ ской губе подъему способствует ледяной покров в средней и се­ верной частях губы, препятствующий распространению воды.

Понятие о приливо-отливных явлениях. Приливные явления — это периодические изменения уровня моря или океана, сопровож­ дающиеся приливо-отливными течениями, которые также перио­ дически изменяются по силе и направлению.

В открытой части океанов амплитуда приливо-отливных коле­ баний достигает 1 м, у побережий материков — 3—4 м и более, а в вершинах узких заливов превышает иногда 10 м.

Существует тесная связь между приливами и движением Лу­ ны. При вращении Земли на каждую ее точку (рис. 52) действуют силы притяжения Луны Л и центробежные силы Ц, которые воз­ никают от движения Земли и Луны вокруг оси, проходящей через центр тяжести Ог системы Земля—Луна. Таким образом, в каж­ дой точке земной поверхности 1, 2, 3 и т. д. образуются две си­ лы Л и Ц, равнодействующую которых П можно определить.

103

Эта равнодействующая называется п р и л и в о о б р а з у ю щ е й с и л о й .

Приливообразующая сила в точках 1, 3, 5, 7 вертикальна к поверхности воды и поэтому вызывает лишь изменение веса воды. В точках 2, 4, 6, 8 приливообразующая сила направлена по каса­ тельной к поверхности воды и поэтому вызывает с обеих сторон смещение воды по направлению к точкам 3 и 7, где наступит при­ лив. В то же время в точках 1 и 5 наступит отлив, и поверхность океана примет форму вытянутого эллипсоида.

Кроме Луны, на Землю оказывает воздействие и Солнце. Схе­

шую массу) в 2,17 раза меньше, чем Луны, так как Солнце уда­ лено от Земли на расстояние, в 390 раз большее.

Обе системы приливообразующих сил существуют независимо друг от друга, но в природе они взаимодействуют, поэтому фак­ тически на Земле наблюдается лунно-солнечный прилив.

На экваторе приливы и отливы будут наибольшими, а при уда­ лении от него к северу и югу величины их уменьшаются. На обоих полюсах колебания уровня нет и он постоянно понижен. Если бы Луна и Солнце вращались в плоскости экватора с одинаковой уг­ ловой скоростью и находились всегда на одном и том же рас­ стоянии от Земли, то приливы отличались бы правильностью как по высоте, так и по времени. В действительности явления прили­ вов более сложны.

Приливы в устьях рек. На некоторых реках, впадающих в мо­ ре, наблюдаются значительные приливы. Такие реки можно рас­ сматривать как естественные каналы, по которым приливные вол­ ны распространяются вверх по течению. Волны сильно видоизме­ няются под влиянием небольших глубин, течения реки и измене­ ния очертаний ее русла.

По некоторым рекам приливные волны распространяются на значительные расстояния. На Хатанге они заметны на расстоянии 50 км от устья, на Анадыре — 250, на Печоре — 40 км. В северной

лая, течет вначале по дну, под речной. При этом уровень воды в устье реки поднимается и создается приливное течение, которое останавливает собственное течение реки и даже обращает его в противоположную сторону. Если приливная волна заходит в реку на большое расстояние, то подъем уровня воды в реке продолжа­ ется и во время отлива. При отливе направление отливного те­ чения совпадает с направлением течения реки.

Время приливного течения в устьях меньше отливного. Благо­ даря этому в реках довольно долго держится высокая вода, что дает возможность морским судам заходить в устья.

В период половодья приливные явления в устьях рек выраже­ ны слабее, а иногда исчезают совершенно.

104

Скорость приливо-отливного течения в устьях рек нередко пре­ вышает скорость приливо-отливного течения моря. Это происходит в связи с тем, что за счет уменьшения живого сечения русла значительно увеличивается величина прилива, а в период, когда наступает отлив, из-за уклона водного зеркала и совместного сто­

ее иногда очень резко меняется из-за того, что скорость распро­ странения гребня превышает скорость движения подошвы. Пе­ редний склон волны при этом достигает высоты более 1—2 м и становится очень крутым, почти отвесным. Волна быстро, со ско­ ростью до 15—20 км/ч распространяется вверх по реке, разби­ ваясь на мелких местах. Нередко за первой волной проходит вто­ рая и третья, но меньшей высоты и с меньшей скоростью. При движении вверх высота волн постепенно убывает.

вается и часа два остается почти неизменны^. Затем уровень вновь поднимается до тех пор, пока не наступит полная вода. В течение суток уровень четыре раза поднимается и четыре раза понижается. Явления, подобные этому, наблюдаются и на неко­ торых других реках.

При плавании в морских устьях рек судоводители обязаны учитывать изменение уровня воды и своеобразие течений на этих участках.

Приливные течения. Приливо-отливные течения представляют собой периодические горизонтальные перемещения воды под воз­ действием приливообразующих сил. Приливо-отливные течения имеют строгую периодичность и захватывают всю толщу воды от поверхности до дна, лишь несколько уменьшая из-за трения свою скорость у дна. Характер приливо-отливных течений в открытом море и у берегов различен.

В открытом море отсутствует смена течений. Приливные тече­ ния здесь не прекращаются. Вблизи берегов, в узких заливах, бухтах или проливах, а также в устьях рек направление прилив­ ных и отливных течений меняется; оно имеет так называемый обратимый, или реверсивный, характер.

При реверсивном течении наступает момент, когда течение от­ сутствует и вода находится в покое. На северных морях СССР

При выходе из проливов или из-за мысов сильные приливоотливные течения, расходясь веерообразно, создают пенистые по­ лосы — сулои. Движение воды в них напоминает кипение. Сулои встречаются почти во всех проливах, особенно сильные возникают

105

при встрече с противоположными течениями. Иногда сулои созда­ ются течениями рек, впадающих в море.

В прибрежной полосе моря со сложным рельефом дна, изви­ листыми очертаниями берегов и при определенном сочетании на­

Шар, Енисейском заливе, Обской губе, в Хатангском заливе и других местах.

Вблизи берегов Советского Союза в узкостях и проливах ско­ рость приливо-отливных течений достигает значительной величи­ ны — 5—12 км/ч (например, в Карском море у острова Белого скорость приливного течения равна 5—7 км/ч, в горле Белого мо­ ря — 3—6 км/ч).

§ 22. ВЕТЕР

Элементы. Ветер развивабт волнение, которое может вы­ звать деформацию корпуса, разрушить судовые надстройки и пло­ ты, смыть груз. Ветер затрудняет швартовку, погрузочно-разгру­ зочные работы и т. д. При сильных ветрах прекращается движе­ ние, суда уходят в ближайшие укрытия. Таким образом, ветер — это фактор, имеющий серьезное значение для судоходства.

Ветер характеризуется двумя элементами: направлением и ско­

скорость ветра, тем больше его сила. Силу ветра измеряют бал­ лами по шкале Бофорта ', согласно которой ветру определенной

скорости ветра к баллам или от баллов к скорости ветра в мет­ рах в секунду. Весь пересчет можно сделать в уме по рекомендуе­ мым правилам, приведенным в табл. 14. Дробные числа округля­ ются до целых: значения 0,5 и больше округляются до единицы; значения меньше 0,5 отбрасываются.

Для более грубой оценки во всех случаях при переходе к бал­ лам скорость в метрах в секунду делится пополам, а при пере­

106

109

В зависимости от того, с какой стороны дует ветер, у судна

навальным. То же и для судна: в зависимости от того, у какого берега оно находится, ветер будет отвальным или наваль­ ным.

Скорость ветра может быть

жителя, приведенного в атте­ стате анемометра, получают скорость ветра.

На береговых станциях на­ правление и силу ветра опре­ деляют по флюгеру (рис. 53, б). Ветер, воздействуя по лопа­ сти 1, разворачивает флюгер против ветра. По указателю

горизонта 3 и розе румбов 2 определяется направление ветра. Скорость определяется по отклонению пластины 4 и шкале 5 (чем больше скорость ветра, тем больше отклоняется пластина).

Ручной индукционный анемометр работает с помощью элек­ троэнергии. На оси анемометра находится электромагнитное уст­ ройство. Чем быстрее вращаются полушария, тем больше выра-

110