Nawigacja morska: nawigowanie w rejonach pływowych

Nawigacja morska

Nawigowanie w rejonach pływowych

Inne sposoby określania wysokości pływu

1. Pływowskaz

Pływowskaz służy do określania poprawek pływów, czyli correction.

Symbol Oznaczenie angielskie Oznaczenie polskie
HW High Water Wysoka woda
LW Low Water Niska woda
Rn Range Skok pływu
Corr Correction Poprawka pływu
Pływowskaz

Odcinek LW÷HW    Skok pływu (Range)
Odcinek LW÷HW    Czas przypływu (Duration)
Odcinek LW÷HW    2R = Range

R = ½ Range
180° - 6h
30° - 1h
x = R cos α
Corr = R – x
Corr = R – R cos α
Corr = R (1 – cos α)
Corr = ½ Rn (1cos α)

Wzór słuszny jeżeli czas pływu trwa 6h.

Wówczas możemy obliczyć korekcję (correction).
Łatwo zauważyć, że we wzorze mamy kąt (α). A więc musimy obliczyć ten kąt w danym momencie pływu.
Nie jest to wielki problem. Wiemy, że czas trwania pływu to 6h, czyli 180°. Łatwo obliczyć, że 1 minuta będzie odpowiadać 0,5°
Obliczmy zatem korekcję.


Przykład


Ile wynosi korekcja pływu w momencie 2h22m po LW, jeżeli skok pływu wynosi 6,42m

2h22m zamieniamy na minuty = 142m
142m mnożymy przez 0,5° = 71°
podstawiamy do wzoru Corr = 3,21 × (1 – cos 71°)
otrzymujemy wynik Corr = 2,16m
dodajemy do LW i otrzymujemy wysokość pływu
jeżeli LW = 0,40m to wysokość pływu wynosi (0,40 + 2,16 = 2,56m)

Wysokość pływu dodajemy do CD (Zera mapy) i otrzymamy aktualną głębokość.

2. Pamięciowy sposób określania wysokości pływu.

Jeżeli na podstawie powyższego wzoru obliczamy poprawkę do wysokości pływu dla odstępu czasu
1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 godzin po niskiej wodzie to otrzymamy regułę:

Przykład 1


Upłynęło 4h po LW.
    Rn = 14,8m i LW = 0,8m
    Obliczyć wysokość pływu.

Corr = 14,8 × 0,75 = 11,1

LW + Corr = 0,8m + 11,1m = 11,9m (wysokość pływu)
Tą wartość dodajemy do CD (Zera mapy) i otrzymamy aktualną głębokość.

Przykład 2


Upłynęło 2h po LW.
LW = 1,1m ; Rn = 16,2m
Obliczyć wysokość pływu.

Corr = 16,2 × 0,25 = 4,05

LW + Corr = 1,1m + 4,05m = 5,15m (wysokość pływu)
Tą wartość dodajemy do CD (Zera mapy) i otrzymamy aktualną głębokość.

3. Sposób "cal na stopę" skoków.

Czyli jak Anglicy liczyli pływy kiedy jeszcze nie uznawali systemu metrycznego.

Przykład 1


Obliczyć wysokość pływu 2h po HW
HW = 15,6 ; Rn = 14,8

1'' × 14,8 = 14,8
2'' × 14,8 = 29,6
razem          44,4 ÷ 12 (tyle cali ma stopa) = 3,7

Wysokość pływu = 15,6 – 3,7 = 11,9m  (patrz pkt.2 przykład 1)

Przykład 2


Obliczyć wysokość pływu 4h po HW.
HW = 17,3m ; Rn = 16,2m

1'' × 16,2 = 16,2   1h
2'' × 16,2 = 32,4   2h
3'' × 16,2 = 48,6   3h
3'' × 16,2 = 48,6   4h
razem        145,8 ÷ 12 = 12,15

Wysokość pływu = 17,3 – 12,15 = 5,15m  (patrz pkt.2 przykład 2)

Aby zapamiętać powyższą regułę, wystarczy zapamietać:

1.2.3. – 3.2.1.

Informacje na mapach nawigacyjnych
odnośnie prądów pływowych

Dane odnośnie prądów pływowych na mapach podane są w formie tabelek lub strzałek i uwag.

1. Tabelki

Tabelki posiadają znaczki Oznaczenie na mapach angielskich mapy angielskie oraz Oznaczenie na mapach niemieckich mapay niemieckie. Znaczki ułatwiają wyszukanie na mapie punktu do, którego odnoszą się dane o prądzie. Dane są w stosunku do portu odniesienia.

Należy najpierw obliczyć HW w porcie odniesienia - dla dnia, według kalendarza, sprawdzić czy "neap" czy "spring". Z argumentem ilości godzin przed lub po HW w porcie odniesienia oraz ze "springiem" i "neapem" lub wartością pośrednią z tabelki wybieramy kierunek i szybkość.

Oznaczenia pływów na mapach angielskich jest przedstawiane w formie tabelki, poniżej fragment mapy z widocznymi znaczkami "A" "B" "D".

2. Strzałek i uwag

Oznaczenia prądu przypływu i odpływu spotyka się na zwłaszcza starych mapach.

Oznaczenia pływów w formie strzałek i uwag

Redukcja sondy

Redukcja sondy ma duże znaczenie tam, gdzie jest wysoki pływ (duży skok). Wskazaniom sondy (np. 50') nie będzie odpowiadać ta sama głębokość na mapie. Aby ją otrzymać należy od wskazań sondy odjąć wysokość pływu w momencie sondowania.

Gł. na mapie = Zmierzona gł. – Wysokość pływu

Przykład


Dnia 10.05.1961 - 1400 GMT przed Aberdeen'em wysondowano 52m. Ile wynosi głębokość na mapie dla danego momentu i miejsca sondowania?

HW = 10,3
LW = 1,2
Skok (Range) = 9,1

Do obliczenia poprawki (correction) możemy posłużyć się następującym wzorem.

Interval - Odstęp czasu do najbliższej LW ("przed" lub "po")
Duration - Czas trwania pływu (od HW do LW)
Range - Skok pływu

Uwaga: korektę można obliczyć przy pomocy kalkulatora.

Należy pamiętać, aby minuty zamienić na dziesiętne części godziny.
Obliczoną korektę zawsze dodajemy do LW - otrzymujemy wysokość pływu, który z kolei odejmujemy od zmierzonej głębokości - zgodnie ze wzorem.

Podstawmy i obliczmy:

Corr = 0,24 × 9,1 = 2,2
Wysokość pływu = LW + Corr = 1,2 + 2,2 = 3,4
Głębokość na mapie = 52,0 – 3,4 = 48,6

Powyższy wzór (corr.) można również używać przy obliczeniu wysokości pływu w danym porcie. Jednakże warunkiem jest, aby krzywa pływu miała przebieg regularnej sinusoidy.

Głębokość do kotwiczenia

Głębokość do kotwiczenia


Ma zastosowanie wówczas, kiedy zmuszeni jesteśmy kotwiczyć, a nie mamy możliwości określenia dokładnej pozycji - mgła, ograniczona widzialność. W tym wypadku obliczamy ile chcemy mieć wody pod stępką w momencie niskiej wody (LW), i dodajemy do niej zanurzenie statku (Tmax), oraz do otrzymanej sumy dodajemy wysokość pływu w momencie kotwiczenia, i otrzymujemy głębokość jaką powinna pokazać sonda w momencie kotwiczenia. W ten sposób nie znając pozycji statku w momencie kotwiczenia zabezpieczamy się przed niebezpieczną głębokością w czasie LW.


Gł. kotwiczenia = Tmax + Gł. pod stępką (LW) + Wys. pływu

Omówmy po kolei wszystkie czynniki występujące w tym wzorze.

Przykład


Jaką powinniśmy mieć głębokość w momencie rzucenia kotwicy gdy:
Zanurzenie jachtu (Tmax) = 2,5m
Głębokość pod stępką (LW) = 1,0m
Wysokość pływu = 2,4m

Odpowiedź = 5,9m   (6,0m)

Matematyka rzecz ścisła, nic dodać nic ująć. Ale czy naprawdę będziemy cały czas mieli pod stępką wymaganą ilość wody? Gdy wysokość pływu będzie równa zero, wówczas (jak wynika z obliczeń) będziemy mieli pod stępką 1,0m wody.
Niestety nie jest to takie pewne. Rzucając kotwicę pewne jest, że zaryje się ona w dno i to tylko ona pozostanie cały czas w tym samym miejscu. Jacht natomiast cały czas będzie się przemieszczał, a tym samym ilość wody pod jego stępką będzie się ciągle zmieniać. W jaki sposób? I co ma na to wpływ?

1. Ruch pionowy jachtu, wywołany przez:

Pływy - jacht będzie się podnosił lub opadał w ramach skoku pływu (między HW a LW).

Falowanie - nawet na kotwicowisku morze faluje. Czasami fala na kotwicowisku jest większa niż na pełnym morzu wskutek nakładania się fal. Wymiary jachtu w stosunku do wymiarów fali są o wiele mniejsze niż statku handlowego i ta sama fala bardziej działa na jacht niekorzystnie niż na statek. W dolinie fali jacht po prostu głębiej się zanurza, można przyjąć, że na wysokość fali.

2. Ruch poziomy jachtu, wywołany przez:

Łukowanie - po rzuceniu kotwicy, każda jednostka pływająca, także jacht ustawia się dziobem do wiatru i kotwicy. Określamy to, że stoi w linii wiatru. Potem zaczyna się od tej linii odchylać na lewą i prawą burtę, w zależności od konstrukcji może to być nawet po 45° na burtę. Zmieniając pozycję jacht będzie raz na płytszej raz na głębszej wodzie.

Zmiana kursu - ma to miejsce zawsze gdy kotwiczymy w rejonach pływów. Tam gdzie pływy tam i prądy pływowe. Jacht będzie się ustawiał zawsze pod prąd. Często dochodzi do takiej sytuacji gdy prąd jest silniejszy od wiatru jacht ustawi się rufą do wiatru, więc zmiana o 180° a tym samym bardzo duża zmiana miejsca położenia jachtu w stosunku do pozycji kotwicy. Przeważnie jacht ustawia się po wypadkowej wiatru i prądu. Tak jak przy łukowaniu raz będzie na płytszej raz na głębszej wodzie.

Konfiguracja dna - biorąc pod uwagę powyższe podpunkty nie należy do samego końca szukać wyliczonej głębokości. To znaczy rzucać kotwicy na samej granicy głębokości obliczonej a płytszą wodą. W czasie łukowania, przy niskiej wodzie możemy dotknąć dna.

Wbrew pozorom manewr kotwiczenia jest manewrem trudnym, szczególnie w rejonach dużych pływów, niestety przez wielu marynarzy lekceważonym. Tutaj nie wystarczy podpłynąć na miejsce kotwiczenia, rzycić kotwicę, otrzepać ręce i stwierdzić "wszystko jest ok., możemy spać spokojnie". Nic bardziej mylącego. Dlatego, parę uwag nikomu nie zaszkodzi.

W rejonach pływów manewr kotwiczenia składa z kilku etapów:

1. Manewr podejścia do kotwiczenia (po uprzednim wyborze miejsca kotwiczenia).
2. Manewr wejścia na kotwicowisko, wybór pozycji rzucenia kotwicy.
3. Manewr rzucenia kotwicy.
4. Postój na kotwicy.
5. Manewr podniesienia kotwicy.
6. Odpłyniecie z miejsca kotwiczenia i wyjście na otwarte morze.

Z każdym z tych manewtów łączą się czynności, które musimy wykonać.

Ad.1. Wybór miejsca kotwiczenia należy do obowiązków kapitana. Zazwyczaj dobre miejsca do kotwiczenia są naniesione na mapach i zaleca się takie miejsca wybierać. Jeżeli jesteśmy zmuszeni do kotwiczenia w innym miejscu, musimy się zapoznać szczegółowo z tym miejscem (mapa + locja), aby nie rzucić kotwicy w miejscu gdzie są kable lub inne przeszkody nawigacyjne (jakieś zatopione konstrukcje, wraki), które mogłaby uszkodzić kotwica albo my moglibyśmy zgubić kotwicę przy późniejszym jej wybieraniu. Jako, że kotwiczymy w rejonie pływów, już niejako na "redzie" kotwiczenia, przed jej rzuceniem musimy obliczyć jaką głębokość powinna pokazać nam sonda w momencie rzucenia kotwicy.
Właśnie głębokość w tym momencie jest najważniejsza. W rejonie bezpływowym, obliczenie to jest proste. Głebokość tę obliczamy w ten sposób, że do największego (aktualnego) zanurzenia jachtu dodajemy zapas bezpieczeństwa pod stępką (najlepiej 1,0m), oraz wartość równą wysokości spodziewanej fali na kotwicowisku (zalecane dla jachtów, statki handlowe przyjmują inne wartości), i otrzymamy wzór:

Hgłęb. = Tmax. + Zapas bezp. pod stepką + Wys. fali

Niestety to nie rozwiązuje naszego problemu. Tutaj musimy uwzglednić pływy. Jak już obliczyliśmy głębokość jaką powinna nam pokazać sonda tuż przed rzuceniem kotwicy na kotwicowisku, możemy śmiało podchodzić do rzucenia kotwicy. We właściwym wzorze na głębokość kotwiczenia w pozycji "głębokość wody pod kilem w momencie LW" uwzględniamy również wysokość przywidywanej wysokości fali.

Mała uwaga, jeżeli kotwiczymy w miejscu wybranym przez nas, a nie zalecanym przez locję, obowiązkowo zapoznać się z rodzajem dna w miejscu rzucenia kotwicy. Ma to duże znaczenie, gdyż wiemy czego można się spodziewać, gdy pogoda się pogorszy (moc trzymania kotwicy na danym podłożu). Również niebagatelne znaczenie ma pochyłość dna morza w miejscu rzucenia kotwicy. Kotwica lepiej trzyma na płaskim dnie.

Ad.2. Wchodząc na kotwicowisko musimy prawidłowo wybrać miejsce do rzucenia kotwicy, zanim ją rzucimy. Gdy jesteśmy sami, nie ma problemu. Ale na kotwicowisku mogą być już inne jachty. Wówczas musimy brać pod uwagę "łukowanie" na kotwicy, to znaczy promień cyrkulacji przy danej długości wyrzuconego łańcucha kotwicznego i to nie tylko naszego jachtu, ale i najbliższego, aby nie doszło do kolizji. Dodatkowo należy pamietać, że pogoda może się pogorszyć i zmusi to nas do wyluzowania większej ilości łańcucha. Promień cyrkulacji (czyli zapas bezpieczeństwa) jest różnie określany. Zależy on od pogody panującej w danym momencie jak i doświadczenia kapitana. Ogólnie promień takiej cyrkulacji jachtu na kotwicy można obliczyć w przybliżeniu ze wzoru:

R = L + l1 + l2

R = promień cyrkulacji.
L = długość jachtu.
l1 = odległość w poziomie, od dziobu jachtu do miejsca leżącej na dnie kotwicy.
l2 = przewidywana długość łańcucha, którą planujemy wyluzować dodatkowo w razie pogorszenia się pogody.

Wartość (l1) można obliczyć ze wzoru:
l = długość wyluzowanego łańcucha kotwicznego.
h = wysokość kluzy kotw. nad dnem morza w miejscu kotwiczenia.

Tak obliczony promień cyrkulacji jachtu pozwala nam wyznaczyć miejsce rzucenia kotwicy.

Ad.3. W momencie rzucania kotwicy szybkość jachtu względem wody powinna być "zerowa". Jak to stwierdzić przy złej widoczności?
Po prostu przy burcie jachtu wyrzucić do wody zwinietą kulkę papieru, która nie powinna szybko oddalać się od jachtu, a wręcz przy nim dryfować, razem z nim. W zależności od głębokości wystarczy rzucić kotwicę i dwie długości (głębokości) łańcucha kotwicznego (dot.jachtów). Następnie poczekać, aż jacht zacznie dryfować, czyli napinać łańcuch, wówczas rzucamy resztę łańcucha. Ilość wyluzowanego łańcucha zależy od warunków pogodowych, ale dla jachtów 4-ry głebokości będą wystarczające. Dobrym zwyczajem jest przywiązywanie bezpośrednio do kotwicy cieńkiej linki na końcu której zamocowany jest pływaczek, który wskazuje nam miejsce kotwicy na dnie i jednocześnie jest ostrzeżeniem dla innych jachtów przybywajacych na kotwicowisko. Nie zapominać o wystawieniu znaku statku na kotwicy i zapaleniu odpowiednich świateł, zgodnie z przepisami.

Ad.4. Ciągła obserwacja, czyli ciągła wachta na pokładzie. Ciągła kontrola pozycji (przy ograniczonej widzialności) poprzez obserwację bojki, którą "kotwiczymy przy jachcie", a która pokaże nam czy jacht czasami nie dryfuje na kotwicy. Zwracamy uwagę również na wielkość łukowania jachtu, któremu nie możemy zapobiec, ale możemy zapobiec kolizji z inną jednostką lub inną przeszkodą. Jeżeli nie jesteśmy w 100% pewni, że pozycja rzucenia kotwicy została trafnie wybrana, wybrać kotwicę i rzucić ją w innym miejscu.

Poza tym:

Ad.5. Podczas podnoszenia kotwicy cały czas obserwujemy "zachowanie" się jachtu czyli jakie wykonuje manewry. Należy zapobiec zerwaniu kotwicy, czyli jej utraty (pamiętajmy, że może to się zdarzyć na glinianym dnie). Kotwicę wybierać jednostajnie, bez zrywów (dotyczy to jednostajnego naprężenia łańcucha podczas wybierania kotwicy). Pionowo ustawiony łańcuch powiadamia nas, że kotwica lada moment zostanie oderwana od dna. Wówczas jacht przestaje być statkiem na kotwicy i należy tak manewrować aby nie uszkodzić kadłuba jachtu przy wciąganiu kotwicy do kluzy, jednocześnie manewrując jachtem tak aby bezpiecznie opuścić kotwicowisko.

Ad.6. Nie ulega wątpliwości, że jacht musi być zdolny do żeglugi pod każdym względem.
Powyższe uwagi odnoszą się do raczkujących żeglarzy, którzy w przyszłości nabędą więcej praktyki, ale nie zaszkodzi aby przed nabyciem praktyki te uwagi zabrali z sobą na morze. Jachty na ogół kotwiczą, ze względu na swoje zanurzenie bliziutko lądu. A czym bliżej lądu tym więcej niebezpieczeństw czycha na żeglarzy. A jak jeszcze dojdzie ograniczona widzialność to można łatwo sobie wyobrazić jaki ogrom pracy nawigacyjnej należy wykonać aby nie wpakować się w kłopoty.

Należy pamiętać przez cały czas pobytu na jachcie, od momentu zamustrowania do momentu wymustrowania dwie podstawowe maksymy marynarskie:

1. Jachty same nie toną, topią je ludzie bedący na jachcie.
2. Morze lubi ludzi odważnych ale nie znosi bohaterów.
3. Pamiętaj, wojując z morzem - przegrasz, przewidując morze - wygrasz.

Przejście przez płytki tor

Częstym zadaniem nawigatora jest określenie momentu kiedy można wejść na tor wodny, który przy poziomie wody niskiej jest niedostępny dla statku o większym zanurzeniu, a w szczególności dla jachtów, które na ogół korzystają z małych portów "pływowych".

Przejście przez płytki tor jest możliwe wówczas, gdy:

T + Zapas bezpieczeństwa = Gł. na mapie + Wym. wys. pływu

Stąd łatwo wyprowadzić:

Wym. wys. pływu = T + Zapas bezpieczeństwa – Gł. na mapie

Jeżeli obliczymy wymaganą wysokość pływu, obliczymy dla niej momenty czasu.
Kolejność przy obliczaniu jest następująca:

1. Obliczyć momenty wysokości wód LW i HW oraz następnej LW w kolejności ich występowania.
2. Obliczyć żądaną wysokości pływu - jeżeli jest mniejsza od wysokości HW; przejście jest możliwe.
3. Obliczyć odstępy czasu między momentami żądanych wysokości pływu, a momentem HW;
    względnie między momentami żądanej wysokości pływu, a momentami LW.
4. W zależności od tego czy odstęp był od LW czy od HW obliczamy moment rozpoczęcia
    i zakończenia żeglugi. Różnica czasu między znalezionymi momentami da nam czas jej trwania.

Przykład


Głębokość na torze wodnym wynosi 4 sążnie i 3 stopy, zanurzenie (T = 27,0), zapas bezpieczeństwa = 5,0. Obliczyć moment rozpoczęcia żeglugi, zakończenia i czas trwania żeglugi.
Z Tabeli Pływów wybieramy kolejne momenty HW i LW:


(1)

(2)

(3)

(4) Obliczamy odstęp momentu od LW. Do tego wykorzystamy znany już nam wzór Corr = ½ Range (1cos α)

Wzór musimy przekształcić i po przekształceniu otrzymamy wzór na obliczenie odstępu momentu od LW:

Podstawiamy:
Pierwszy odstęp momentu od LW cos α = 0,5424836     α = 57°

Drugi odstęp momentu od LW cos α = 0,4658385     α = 62°

Zamieniamy stopnie na jednostki czasowe i tak:
Pierwszy  α = 57° = 01h 54m
Drugi        α = 62° = 02h 04m

(5)

Poprzedni rozdział:
Technika sondowania - pomiar głębokości
Następny rozdział:
Żegluga na prądach morskich