Cтраница 2
При отсутствии таких данных, в частности при проектировании сооружений на вновь создаваемых водохранилищах, производится вычисление этих параметров на основании анализа волнообразующих факторов: скорости ветра, продолжительности его действия, разгона волн и глубин водоема. [16]
Волновой режим моря в районе Апшеронского архипелага изменяется в широком диапазоне. Изучение карты полей ветра показывает, что разгоны волн северных направлений здесь почти повсеместно имеют максимальные значения. Следует отметить, что ветры северного направления имеют большую скорость, повторяемость и продолжительность действия, чем ветры других направлений. Это важно учитывать при расчете элементов волн. [17]
Максимальные скорости и величины переработки берегов приурочены к межгорным впадинам - Чебаково-Балахтинской и Сыдо-Ер - бинской, где скальные и полускальные породы палеозоя перекрыты рыхлыми четвертичными осадками. В пределах впадин ширина водохранилища наибольшая, а длина разгона волн может достигать 20 - 30 км. [18]
Для каждого из направлений указаны относительная продолжительность действия ветра, его скорость, относительный разгон волн. [19]
Основная причина образования волн на поверхности моря - действие ветра. На величину силы волнового давления влияют такие факторы как продолжительность действия ветра, длина разгона волны, наличие зыби. Точные зависимости между ветровым режимом и волнением отсутствуют. Поэтому определение волновых нагрузок на моноопорное основание представляет собой сложную задачу. [20]
Некоторое представление об изменении элементов волн во времени на различном расстоянии от подветренного берега дает рис. 1.7, на котором представлены результаты инструментальных и полуинструментальных измерений волн в пяти точках водохранилища. Из рисунка хорошо видно, что продолжительность периода нарастания волнения и элементы волн увеличиваются с увеличением длины разгона волн. Анализ всех других материалов по названному объекту показал, что нарастание волн отстает от нарастания ветра тем больше, чем больше скорость ветра и расстояние от места наблюдений до берега. Только при очень плавном нарастании шторма нарастание элементов волн следует за нарастанием скорости ветра. [21]
Расчетные параметры ветровых волн на поверхности глубоководных водоемов определяются в зависимости от скорости и продолжительности действия ветра и эквивалентного разгона. Продолжительность действия ветра t ( ч) определяется заранее по режимным характеристикам; для ориентировочных расчетов допускается принимать ее в соответствии с указаниями, изложенными выше. Эквивалентный разгон волн L ( км) определяется по карте акватории измерением расстояния от расчетной точки до береговой линии или границы штормовой зоны по направлению против ветра. [22]
Первое, что интересует конструктора, проектирующего морское основание, - это глубина моря, на которой будут вести бурение. Следующим важнейшим фактором, определяющим конструкцию основания, является наибольшая высота волн, на действие которых рассчитывается сооружение. Если известны скорость и продолжительность действия ветра, а также дальность разгона волн, можно весьма точно вычислить высоту и длину волны. Еще более важно для конструктора, проектирующего морское основание, знать географическое положение точки бурения и направление господствующих ветров, так как только на основе этих сведений можно вычислить максимальную высоту возможной волны. Так как максимальная высота волны зависит от максимальной скорости ветра, можно при расчете с уверенностью исходить из величины самой высокой скорости ветра, когда-либо и где-либо зарегистрированной. При другом подходе, который приводит к несколько меньшим значениям максимальной скорости ветра, рассматривается вероятность возникновения ветра, обладающего высокой скоростью, и таким образом определяются максимальные условия для периодов в 10, 50 или 100 лет. [23]
В прямолинейных лотках создать полностью развитое волнение невозможно. Существенный прогресс в изучении морского волнения методом лабораторного моделирования был сделан академиком В. В. Шулейкиным [156, 157], который предложил очень оригинальное решение этой задачи. Им был создан кольцевой бассейн ( шторм-бассейн), на крыше которого были расположены несколько мощных вентиляторов, создающих ветровой поток. Поскольку канал был кольцевой, разгон волн мог обеспечиваться сколь угодно большим, и волны могли при различных скоростных режимах ветра достигать своих максимально возможных размеров. [24]
В прямолинейных лотках создать полностью развитое волнение невозможно. Существенный прогресс в изучении морского волнения методом лабораторного моделирования был сделан академиком В. В. Шулейкиным [156,157], который предложил очень оригинальное решение этой задачи. Им был создан кольцевой бассейн ( шторм-бассейн), на крыше которого были расположены несколько мощных вентиляторов, создающих ветровой поток. Поскольку канал был кольцевой, разгон волн мог обеспечиваться сколь угодно большим, и волны могли при различных скоростных режимах ветра достигать своих максимально возможных размеров. [25]
Скорость поверхностного ветрового течения в пределах большей части длины лотка при каждой заданной в эксперименте скорости ветра оставалась примерно одинаковой. Средняя на вертикали скорость ветрового течения также практически не менялась по длине лотка. Пульсации скоростей и турбулизация однонаправленного течения увеличивались по направлению разгона волн значительно меньше, чем в разнонаправленном по глубине ветровом течении. [26]
Ветер является существеннейшим параметром, от которого зависят геометрические характеристики волнения. Однако при устойчивом и довольно продолжительном ветре средние характеристики волн увеличиваются по пути их распространения, пока они находятся под действием ветра. Этот путь называется длиной разгона ветра, или просто разгоном. Основная трудность при лабораторном моделировании волнения - обеспечить достаточно большой разгон волн, т.е. нужно иметь длинные лотки. [27]