Приложение 3 (справочное). Пример расчета средней высоты, длины и периода ветровых волн в мелководном водоеме при простых и сложных условиях волнообразования

Приложение 3
Справочное

Пример расчета средней высоты, длины и периода ветровых волн в мелководном водоеме при простых и сложных условиях волнообразования

Определяют параметры ветрового волнения у основания насыпи мостового перехода через р. Оку на автодороге (рисунок).

Автодорога II категории. Расчетная обеспеченность уровня, на котором определяют ветровые волны - 1%. Откосы насыпи (m = 2) в пойме р. Оки предполагается крепить камнем или железобетонными плитами, по п. 1.15 расчетный шторм принимается 4%-ной обеспеченности. Пойма р. Оки в районе мостового перехода представляет собой плоскую низменность, на большей части имеющую очень небольшие колебания отметок. Ширина поймы у перехода 2 км, коренные берега обрывистые. При расчетном уровне 1%-ной обеспеченности средняя глубина на пойме d = 3,8 м. В основной своей части трасса мостового перехода прямолинейна.

Для расчета волнения разбиваем трассу мостового перехода на 4 участка.

Точки 1 и 5 расположены соответственно в начале и конце трассы; 4 - в месте пересечения дорог; 2 и 3 - промежуточные на прямолинейном отрезке трассы, расстояние между ними примерно 1000 м.

Скорости ветра 1%-ной обеспеченности, полученные по методике, изложенной в справочном приложении 2, и длины разгонов по 8 румбам для точки 1 даны в табл. 1.

Рассмотрим расчет параметров волн для северо-западного и северного направлений ветра.

В начале расчета для каждого направления необходимо оценить влияние очертания береговой черты на параметры ветровых волн (обязательное приложение 1 к СНиП 2.06.04-82*, примечание к п. 14*).

Таблица 1

Направление (румбы)	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	С	СВ
V м/с	15,0	14,0	16,0	17,6	18,5	19,0	16,5	16,0
L м	210	990	3690	2250	2310	2480	2210	170

Для северо-западного направления:

наибольшая длина разгона - с северо-западного направления, наименьшая - с северного направления (см. табл. 1), отношение .В этом случае конфигурация береговой черты является простой. Параметры волн рассчитываем следующим образом: по средней глубине по пойме и исходным данным табл. 1 определяем параметры и . По графику на рис. 1 обязательного приложения 1 к СНиП 2.06.04-82*. Из точки проводим вертикальную линию до пересечения с кривыми и . При пересечении вертикальной прямой с кривыми и 0,2 мы не выходим на огибающую, следовательно, наш бассейн - мелководный. Положение кривой интерполируется. Из точки пересечения вертикальной прямой и кривой проводим линию параллельно оси и по шкале и , снимаем значения величин и , откуда и м.

Среднюю длину волны определяем

.

Во втором случае (при главном направлении - северном) наибольший разгон (см. табл. 1) - по северному направлению и наименьший - по северо-восточному. Отношение , следовательно, имеем сложную конфигурацию берега. Поэтому расчет параметров волн ведем спектральным методом. Порядок расчета показана# в табл. 2.

Определяем проекции лучей на направление главного (северного) луча (гр. 2 и 5). Для главного луча и проекций на него боковых лучей вычисляем параметры и (rp. 6 и 7); в знаменателе параметров - скорость ветра по главному направлению. Для северного направления .

Таблица 2

Номер лучей спектра- льных состав- ляющих	L , +-n м	тэта , +-n град	cos тэта +-n	L +-n cos тэта +-n	g х L х cos тэта +-n +-n	g х d +-n	- g h +-n	- h +-n
					2 V w	2 V w
							2 V w
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1 +2 -2 +3 -3 +4	2210 2480 170 2480 170 2440	0 22,5 22,5 45 45 67,5	1,000 0,924 0,924 0,707 0,707 0,383	2210 2290 160 1750 120 940	80 83 58 63 43 34	0,137 - - - - -	0,0130 0,0131 0,046 0,0122 0,0040 0,0102	0,36 0,36 0,13 0,34 0,11 0,28

Средние высоты волн для каждого расчетного луча определяем аналогично тому, как это было сделано выше для северо-западного направления, и заносим в гр. 8 и 9.

Среднюю высоту волны по северному направлению определяем

.

Средний период волны и среднюю длину волны также определяют аналогично тому, как это было сделано для северо-западного направления: с, м.