«О научно-техническом сопровождении при эксплуатации морских портов»Заместитель директора филиала ОАО ЦНИИС «НИЦ «Морские берега», д.т.н. - В.М. Шахин В настоящее время при эксплуатации морских портов основное внимание уделяется контролю технического состояния гидротехнических сооружений и контролю за изменением рельефа дна в портовых акваториях и подходных каналах. Однако необходимо отметить и другие важные проблемы, которые встают перед портовыми администрациями: - Какие технические решения, современные технологии и материалы рационально применять при ремонте или реконструкции сооружений. - Как повлияют на волновую обстановку новые портовые сооруженияили углубление акваторий и подходных каналов. - Какие решения оптимальны для улучшения волнового режима. - Какие и как быстро могут развиться в портовых акваториях,тягуноопасные сейшевые колебания. Где потенциально опасные причальныезоны. Какие течения и интенсивность водообмена в портовых акваториях Как рационально организовать мониторинг за состоянием сооруженийи волновыми процессами, чтобы максимально снизить вероятностьвозникновения аварийных ситуаций. Филиал ОАО ЦНИИС «НИЦ «Морские берега» совместно со специализированными организациями готов дать исчерпывающие ответы на эти и другие вопросы. О возможностях Научно-исследовательского центра «Морские берега» Экспериментальная база Экспериментальная база включает 2 волновых лотка длиной 20 м и 62 м и 2 волновых бассейна площадью 250 м2 и 1000 м2. В волновых лотках в масштабах 1/100÷1/10 моделируется фронтальное волновое воздействие на сооружения. Результаты исследований позволяют получать оценки высоты наката или заплеска волн, волновых нагрузок, устойчивости сооружений и основания, коэффициенты волногашения и отражения волн. Волновые бассейны позволяют получать необходимые оценки при расчетных штормовых условиях на трехмерных моделях существующих и проектируемых портов. При этом плановые размеры портов в пересчете на натурные условия могут составлять 2÷3 км, т.е. можно с высокой степенью достоверности изучать и находить рациональные технические решения для весьма крупных объектов. В настоящее время экспериментальная база НИЦ «Морские берега» является самой крупной в России. Исследования могут выполняться круглогодично. Измерения параметров волн, волновых нагрузок и течений осуществляются современными серийно выпускаемыми и специально разработанными датчиками и приборами с регистрацией и обработкой информации на компьютерах. Для визуальной регистрации процессов взаимодействия волн с сооружениями применяются высокоразрешающие цифровые фото- и видеокамеры с использованием, при необходимости, специально разработанных систем подсветки и частиц-индикаторов. Обследование натурных участков и гидротехнических сооружений осуществляется с помощью современного геодезического и акустического оборудования. Кроме того, для оценки надежности и качества сооружений применяются методы неразрушающего контроля бетонных и металлических изделий, гидроизоляционных покрытий, сварных швов. Имеется оборудование позволяющее контролировать сплошность и качество бетона в буронабивных сваях и их несущую способность. Разработанное в ЦНИИСе вибродиагностическое оборудование позволяет оценить устойчивость зданий и сооружений при динамических, в том числе сейсмических воздействиях. Достоверность и надежность получаемых на физических моделях результатов и разработанных на их основе рекомендаций многократно подтверждены в натурных условиях на объектах, построенных на Черном, Балтийском, Азовском морях, оз. Байкал, Дальнем Востоке. И наоборот можно привести множество примеров, когда разрушались дорогостоящие гидротехнические сооружения, спроектированные и построенные без экспериментальной проверки.Математическое моделирование Современный уровень развития гидромеханики, теории волн, вычислительной техники и численных методов позволяет широкий круг задач изучать теоретически не только качественно, но и количественно. Необходимость математического моделирования нередко обусловлена тем, что в лабораторных условиях некоторые процессы воспроизвести весьма сложно. К их числу можно отнести ветровое или неоднородное барическое воздействие на водную поверхность, перенос илистых примесей или мелкозернистых наносов, перемешивание загрязненных вод в стратифицированном водоеме, гидрофизические процессы в обширных акваториях размерами десятки ли сотни километров и другие. Все эти задачи могут быть решены методом математического моделирования. В Научно-исследовательском центре «Морские берега» совместно с сотрудниками академических институтов разработаны новые методы и программные комплексы для расчетов: - трансформация волн при их распространении из глубоководной зоны в прибрежную с учетом рефракции, дифракции и потерь энергии; - волнового режима в огражденных акваториях, в том числе при нерегулярном «внешнем» волнении с произвольным рельефом дна с учетом влияния гидротехнических сооружений внутри акваторий; - ветровых течений и течений, формируемых обрушающимися волнами, и их взаимодействия с портовыми сооружениями; - водообмена в портовых акваториях и их заносимости;- тягуноопасных сейшевых колебаний в портовых акваториях с определением потенциально опасных причальных зон; - взаимодействия штормовых волн с гидротехническими сооружениями; - литодинамических процессов и другие. Таким образом, имеется весьма мощный потенциал для решения практических задач портового строительства. Однако в последние годы заказчики и проектировщики все чаще экономят на лабораторных исследованиях. В качестве « свежих» примеров игнорирования научных исследований можно привести проект Имеретинского порта и проект реконструкции Сочинского пассажирского порта. Причем Имеретинский порт уже строится и у строителей уже возникли проблемы, которые должны были быть решены на стадии научных исследований. Такое положение можно объяснить тем, что в настоящее время при разработке проектов во главу угла ставится не профессионализм разработчиков, не надежность и эффективность сооружений, а некая эфемерная экономия, которая затем, на стадии строительства и эксплуатации приводит к громадным потерям. Необходимо вернуться к практике обязательной проверки и оптимизации инженерных решений для морских гидротехнических сооружений в лабораторных условиях. Это позволит многократно повысить надежность сооружений и сэкономить значительные государственные средства и средства инвесторов.