التخطيط الكامل للميناء يجب أن يحتوي علي برنامج للتطوير المرحلي للميناء ، أولا يجب تسجيل الوقت الذي تكون فيه أجزاء الميناء المختلفة جاهزة لمستخدميها ، فبرنامج العمل هذا سيوضح متي تبدأ الأعمال الإنشائية علي مدي السنين القادمة .
من خلال نظرة عامة فإن القنوات و الممرات المائية يمكن تقسيها إلي المجموعات التالية :
” مجموعة A : ممرات مرور رئيسية شريانية و التي تكون بها الحركة آمنة ليلا و نهارا و عمق المياه مضمون .
” مجموعة B : مثل مجموعة A و لكن مساعدة النقل تكون نهارا.
” مجموعة C : ممرات مهمة و التي يمكن أن يكون بها مساعدة للحركة و أعماق المياه يتم فحصها عن طريق الفحص المعتاد و لكنه ليس مكفولا .
” مجموعة D : الخطوط المحلية ليس بها أي مساعدة للحركة و تكون خلال الأعماق المعروفة.
” القنوات أو الممرات المائية يمكن تقسيمها أيضا إلي غير محكمة و شبه محكمة و محكمة تماما .
” القنوات الغير محكمة :هي القنوات أو الممرات المائية في المياه الضحلة ذات عرض علي الأقل 10-15 مرة طول الجسر لأكبر سفينة تجوب القناة و لكن بدون أية تعميقات .
” القنوات شبه المحكمة : هي قنوات معمقة في المياه الضحلة .
” القنوات المحكمة تماما : هي القنوات التي يكون منها كامل القناة محفور
: قنوات محكمة كليا و جزئيا .
عادة يكون مدخل الميناء هو الأكثر تعرضا للأمواج من داخل الميناء, وكذلك لتأثير الشفط والحركات العمودية للسفينة , وبسبب ذلك فان العمق المطلوب عند مدخل الميناء يكون أكبر منه داخل الميناء ولإيجاد عمق القناة فان العوامل التالية يجب أخذها بعين الاعتبار:
” حجم وشكل هيكل السفينة.
” سرعة السفينة .
” سرعة التيار في القناة.
” المساحة العرضية وعرض القناة في جزءها السفلي.
” هل القناة مقيدة أو شبه مقيدة أو حرة.
” عدد الحارات في القناة.
” تأثير الرياح والموج
” الملوحة ومواد القاع.
” ويمكن أن يكون أقل عمق تصميمي بحيث يزيد عن غاطس السفينة في مياه الصيف المالحة بمقدار 1.5-2.5 متر,
والحساب التفصيلي للعمق المطلوب يعتمد علي تأثير العوامل التالية مجتمعة:
” غاطس السفينة محملة.
” تأثير المد والجزر.
” التغير في مستوي المياه نتيجة تغير تدفق النهر/ البحر وقلة الملوحة.
” مقدار ما تغوصه السفينة نتيجة لانخفاض سطح المياه حولها أثناء حركتها (squat)
” حركة السفينة العمودية نتيجة الموج.
” أقصي غاطس لأكبر سفينة تعبر الممر الملاحي.
” عدم ثبات غاطس السفينة بكامل طولها.
” عوامل وضعية تتعلق بسهولة حركة السفينة ، وكفاءة تشغيل محركاتها.
” عامل تجريبي.
” العوامل التي تؤثر علي عمق القناة الملاحية
يعرف مجال المد بأنه الفرق بين منسوب سطح البحر في حالتي جزر ومد متتالين. وارتفاع المياه في حالة المد وانخفاضها في حالة الجزر غير ثابت وإنما يتغير علي مدار الشهر القمري ( وكذلك علي مدار السنة بالنسبة لحدوث المد الاستوائي) وعلي ذلك يصبح مدي المد غير ثابت . واعتبار مدي المد ضروري جدا عند حساب عمق الممرات الملاحية.
والمقصود به هو أن غاطس السفينة ليس ثابتا بكامل طولها، فقد يزيد هذا الغاطس عند المقدمة للسفينة أو عند المؤخرة وهذا يعتمد بشكل كبير علي السرعة التي تسير بها السفينة وعلي توزيع حمولتها, ولكن لا توجد وسيلة يتم بواسطتها حساب مقدار الزيادة في الغاطس.
إن المعامل التجريبي يتعلق بسهولة حركة السفينة, وكفاءة تشغيل محركاتها بالإضافة إلي معامل أمان وعادة يضاف إلي العمق حوالي 0.5 متر إلي 1.5 متر (نتيجة تـأثير العوامل السابقة ) ونأخذ القيمة الأقل وذلك عندما تكون السرعة منخفضة، ونأخذ القيمة الأعلى عندما تكون السرعة مرتفعة والقاع صخريا.
إن الغرض من المعامل التجريبي هو تقليل احتمال اصطدام رفاصات ومراوح السفينة بالأجسام الصلبة في القاع . وكذلك في الممرات المعرضة للاطماء من الأفضل أن يضاف إلي العمق 1.5 متر أو أكثر وذلك حتى تتيح الفرصة صيانة الممر الملاحي وبذلك عند حسابنا العمق الكلي للمر, ويكون ذلك مساويا لمقدار غاطس السفينة ومضاف عليه القيم المقدرة سابقا للعوامل الوضعية.
” المدخل
مدخل الميناء يجب وضعه علي جانب الميناء. وإذا تحتم وضعه في مهب الريح في نهاية الميناء، فان تداخل بين كواسر الأمواج يجب أن يكون موجودا بحيث تستطيع السفينة عبور المدخل المحكم وتكون حرة الاستدارة بوجود الرياح وقبل أن تضرب جانب السفينة بالأمواج . حيث أنه بسبب تداخل كواسر الأمواج فانه داخل الميناء سوف يكون محميا من الأمواج . لكي تقلل ارتفاع الموج داخل الميناء ومنع حدوث تيارات قوية فان المدخل يجب عدم توسيعه عن الضروري للمناورة الآمنة. عرض المدخل المقاس عند العمق التصميمي ، يعتمد علي درجة الحماية من الموج المطلوبة داخل الميناء ومتطلبات الحركة نتيجة حجم السفينة وكثافة المرور وعمق المياه وسرعة التيار في حالة المد والجزر. بشكل عام فان عرض مدخل الميناء يجب أن يكون ما بين 0.7-1.0 مرة طول السفينة التصميمية كما أن أقصي سرعة للتيار خلال مدخل الميناء يجب إلا تزيد عن 1.5 م/ث أو 3 عقدات تقريبا , وإذا كان ذلك ممكنا , ولكن إذا زادت سرعة التيار عن ذلك فان مقطع القناة العرضي يجب إعادة ضبطته.
مسافة التوقف للسفينة تعتمد علي سرعة السفينة وهيكل السفينة .مسافة التوقف التالية يمكن اعتبارها كدليل إرشادي يمكن فرضه بحيث يكون كافيا لإيقاف السفينة بشكل كامل . فالسفن في حالة الاتزان تكوم مسافة التوقف 3- 5 مرات طول السفينة وللسفن المحملة تكون المسافة 7-8 مرات, أما في الموانئ التي يكون فيها المدخل معرضا لتغيرات الطقس فان مسافة التوقف يجب تقديرها من بداية المنطقة المحمية إلي مركز حوض الاستدارة.
عمق حوض الميناء أسفل المستوي المتوسط للماء يجب حسابه بالاعتماد علي الظروف وعوامل الملوحة. أقل عمق للمياه داخل حوض الميناء يجب ألا يكون أقل من غاطس المركب المحمل بالإضافة إلي فراغ 0.6 – 0.75 متر تحت هيكل السفينة، وللسفن كبيرة الحجم وقاع الميناء صلب، فان الفراغ يجب زيادته حتى 1 متر. أما الشفط عند السرعات المنخفضة لا يؤخذ بعين الاعتبار في الحوض.
منطقة الاستدارة أو الحوض يجب أن يكون في مركز الميناء، أما مساحة منطقة الاستدارة فتكون متعلقة بقدرة السفينة علي المناورة وعلي طولها، وتعتمد أيضا علي الزمن اللازم للمناورة الدائرية للسفينة. ويجب حماية المنطقة من الأمواج والرياح القوية. علما بأن السفن في حالة الاتزان تقل قدرتها علي الاستدارة ، وبشكل عام تقريبا فإن أقل قطر في حالة السفينة التي تستدير رأسا بدون مساعدة الأمامي أو زوارق السحب يجب أن يكون تقريبا 4 مرات طول السفينة. وفي حالة وجود قارب مساعدة فان قطر الدوران ممكن أن يكون 2 مرة طول السفينة وتحت ظروف ممتازة فان قطر الدوران يمكن تقليله إلي 3- 1.6 مرة طول السفينة كحد أدني وعندما تستدير السفينة بالالتفاف حول الدلفين أو الرصيف وعادة يتم ذلك عن طريق زورق السحب وخلال ظروف هادئة، فان قطر الاستدارة يجب أن يكون علي الأقل 1.2 مرة طول السفينة.
حجم منطقة الرسو و المرسى يعتمد على حجم أكبر سفينة و عدد السفن التي تجوب الميناء.
فتخطيط المرسى يمكن أن يتأثر بعدة عوامل مثل حجم حوض الميناء للمناورة و الوصول و المغادرة الأمنية الآمنة للسفينة من و إلى المرسى و هل السفينة مزودة بدفة أمامية أو دفع أمامي و توافر زوارق السحب و اتجاه و قوة الرياح و الأمواج و التيارات.
هي المنطقة التي تنتظر فيها السفن دورها في المرسى في حالة ظروف مناخية مناسبة و أحيانا فان أماكن خاصة للتثبيت توفر للسفن التي تحمل حمولات خطيرة مثل المتفجرات،أما حجم مساحة المياه اللازمة للتثبيت فيختلف أساسا بالاعتماد على عدد و نوع و حجم السفن التي تحتاج للحماية و نوع نظام التثبيت. اختيار نوع نظام التثبيت يعتمد على حجم السفينة و درجة التعرض للجو و درجة المقاومة و التحميل و نوعية مواد قاع البحر ( مكان الخطاطيف). و كدليل استرشادي فان الميناء يجب أن توفر منطقة تثبيت للسفن الصغيرة في حال انتظارها لكي ترسو أو لحمايتها من الطقس السيئ ، بينما للسفن الكبيرة يمكن أن تحتاج لخطاطيف أو ارتياد البحر في حالة الطقس السيئ ، كما و يجب وضع منطقة التثبيت في منطقة محمية طبيعيا أو محمية بكواسر الأمواج و عادة تكون بالقرب من منطقة الميناء الرئيسية و لكن بعيدا عن خط سير المرور إلى الميناء.
عمق المياه في منطقة التثبيت يفضل أن لا تزيد عن 60 متر بسبب طول سلسلة التثبيت الموجودة في السفينة، و القاع يجب أن لا يكون صلب جدا و إلا فان الخطاف سينجر على طول القاع و لا ينغرز في القاع ، علما بأن السفينة يمكن أن تثبت نفسها عن طريق خطاطيفها الذاتية أو عوامة أو مجموعة من العوامات أو عن طريق الجمع بين خطاطيفها و العوامات.
” المد والجزر Tide ) )
يجب الأخذ بعين الاعتبار منسوب المياه المرتفع والمنخفض، وكذلك التغيرات في الضغط الجوي، وتأثيرات الرياح القوية سواء قريبة من الشاطئ أو بعيدة عنه.
عمق المياه في المجرى الملاحي وحوض الميناء وأمام وعلى طول المرسى يجب أن يكون كافيا لعملية مناورة آمنة. مع ملاحظة أن عمق المياه يعتمد على الغاطس في حالة الحمل الأقصى للسفينة التصميمية، حيث أن يعتمد على:
” الغاطس في حالة الحمل الأقصى للسفينة.
” تغيرات المد والجزر.
” حركة السفينة نتيجة الأمواج.
” ميلان السفينة نتيجة الأحمال.
” الشفط أسفل السفينة نتيجة سرعة المياه.
” الضغط الجوي.
” التغير الحراري العالمي.
” خصائص القاع.
مقدار واتجاه تيارات المد والجزر والتيارات المتولدة نتيجة الرياح يجب تقييمها لتوقع تأثيرها على عمليات الرسو ومغادرة المرسى، لذلك يجب وضع واجهة المرسى في اتجاه موازي قدر الامكان للتيار الغالب مع ملاحظة أن التيارات لا تشكل أحمالا عالية جدا على مرسى تم إنشاؤه ولكنها تكون مهمة خلال عملية إنشاء المرسى. فمثلا عملية صب الركائز أو دقها تكون صعبة جدا بوجود تيار بسرعة أكبر من 1.5 م/ث.
تعتمد أقصى سرعة للرياح تكون مؤثرة على المرسى على اتجاه الريح والموج والتيار وحجم ونوع السفينة وزورق السحب وهل السفينة محملة أم لا، ويلاحظ أن اتجاه الرياح الغالب يكون جنوبيا شرقيا أو شماليا شرقيا.
ويجب قياس سرعة الرياح المتوسطة واتجاهها على ارتفاع 10 متر أعلى مستوى البحر خلال عشر دقائق أو يزيد.
حمل الرياح التصميمي المؤثر على منشأ المرسى وأدوات الرسو يعتمد على سرعات الرياح حسب المقاييس المقترحة والتي تؤثر على السفينة الراسية، ويرجع ذلك إلى الحقيقة بأنه إذا لم تكن الناقلة قادرة على مغادرة المرسى فإن منشأ المرسى نفسه يجب أن يكون قادرا على تحمل كامل حمل الرياح؛ وعندها يكون حمل الرياح التصميمي مؤثرا مع الأمواج والتيار في نفس اتجاه الرياح.
وخلال التصميم يتم افتراض أن معدات الرفع الثقيلة للحمولات العامة والحاويات وأبراج التحميل…الخ يجب أن لا تعمل خلال رياح أقوى من 20م/ث.
الضباب والمطر الكثيف والثلج هو ظروف الطقس التي يمكن أن تحدث رؤيا سيئة وبشكل عام يمكن قبول مستوى الرؤيا بين 500-1000 متر لعملية المناورة ومغادرة المرسى داخل الحوض وإذا قلت عن 800 متر فإنه يجب تخفيض سرعة السفينة وإذا انخفضت عن 1000 متر فإنه ينصح لأسباب السلامة والأمان أن ترافق السفن كبيرة الحجم زوارق سحب في الممرات البحرية الرئيسية والحوض الداخلي ومحطات النفط. ويلاحظ أن اجتماع الثلج الكثيف أو المطر مع الرياح الشديدة يعتبر أكثر صعوبة على عمليات الرسو من الضباب والذي يتكون في الطقس الهادئ حيث يكون من السهل التعامل معه.
يمكن تقسيم السماحية الكلية للرسو إلى الحالتين التاليتين:
والتي تعبر عن النسبة من الزمن التي تحتاجها السفينة لتكون قادرة على الوصول للحوض أو المرسى بسلام من البحر المفتوح أو المحيط.
والتي تعبر عن النسبة من زمن التشغيل بحيث يمكن لسفينة التحميل والتفريغ في المرسى.
