2.3. Понятия об элементах гидрологического режима

Для размещения гидротехнических сооружений как мобильных, так и стационарных необходимо знание гидрологического режима и его элементов которые включают.

Уровень моря. Под средним уровнем в данном пункте обычно понимается среднеарифметическое значение высот уровней в рассматриваемом пункте над принятым нулем поста, зафиксированных за определенный период времени.

Методики вычисления уровней приведены в Руководстве по расчету элементов гидрологического режима в прибрежной зоне морей и в устье рек при инженерных изысканиях.

Волнение. В соответствии с нормативным документом принята следующая терминология:

гравитационные волны ветровые — вызванные ветром волны, в формировании которых основную роль играет сила тяжести;

поступательные (бегущие) волны — волны, видимая форма которых перемещается в пространстве;

стоячие волны — волны, видимая форма которых в пространстве не перемещается;

система волн — последовательные волны, имеющие одно происхождение;

приливные волны - возникают под действием сил взаимодействия масс воды, луны и солнца;

барические волны образуются в результате колебания атмосферного давления;

сейсмические волны связаны с тектоническими явлениями;

волны корабельные возникают при движении судна.

Причины возникновения волн разнообразны. Наиболее распространены ветровые волны, которые после прекращения ветра переходят в так называемые волны зыби. Крупные океанские ветровые волны движутся с большой скоростью (15—20 м/с и более). Для изучения волн необходимы знания гидростатики и гидродинамики.

В табл. 1 приведена шкала степени волнения.

Таблица 1

Шкала степени волнения

Баллы	Высота волны h, м	Словесная характеристика волнения
0	-	Волнение отсутствует
1	0 -0,25	Слабое
2	0,25 – 0,75	Умеренное
3	0,75 – 1,25
4	1,25 – 2,0	Значительное
5	2,0 – 3,5
6	3,5 – 6,0	Сильное
7	6,0 – 8,5
8	8,5 – 11,0	Очень сильное
9	11,0 и более	Исключительное

Течения. Если для мореплавания основной интерес представляют данные о течении на определенный день и час, то для проекти­рования гидротехнических сооружений в первую очередь требу­ется знание режима течений, т. е. какие течения и как часто наблюдаются (скорость, направление). Расчеты приведены в Руководстве по расчету элементов гидрологического режима в прибрежной зоне морей и в устье рек при инженерных изысканиях.

Температура воды. При проектировании гидротехнических сооружений необходимо знать температуру воды, пределы ее измерений, а также вероятность появления температуры той или иной величины. Температуру рассчитывают по статистиче­ским данным за определенный период с применением методов математической статистики.

Приливы. Приливы классифицируются следующим образом: лунные (астрономические), ветровые нагоны и приливы, вызы­ваемые разностью давлений. Сумму всех этих приливов называют штормовым нагоном. При проектировании стационарных платформ высота штормового нагона воды является точкой отсчета, на которую накладываются штормовые волны.

Учитывают также и другую информацию о воздействии окружающей среды (осадки, туман, ветровые охлаждения, температура окружающей среды и др.).

Ледовые условия. Большое влияние на гидротехнические сооружения оказывает воздействие ледовых нагрузок. Поэтому необходимо иметь достоверную информацию о ледовых условиях (виды льдов, их характеристики, подвижность и другие данные).

По структуре льды бывают:

игольчатые (прочные, прозрачные);

губчатые (на дне много примесей, грязи, кристаллы не ориен­тированы) ;

зернистые (снежного происхождения):

а) начальные виды льдов. К ним относятся: ледовые иглы, ле­довое сало (серо-свинцового цвета), снежура — комообразу-ющая вязкая масса от выпавшего снега, шуга — пористые белесоватые куски, блинчатые льды серого цвета диаметром от 30 см до 3 м и толщиной 10—15 см и кидас — толщиной до 10 см, склянка — хрупкая ледяная корка;

б) молодые льды. Серый лед толщиной до 15 см, серо-белый толщиной 15—30 см;

в) однолетние льды. Тонкие льды толщиной 30—70 см, сред­ние — толщиной 70—120 см и толстые — толщиной более 120 см;

г) старые льды. Остаточный однолетний лед толщиной 60— 180 см и многолетние толщиной до 3 м и более.

припай — сплошной, распространенный на сотни километров, могучий лед, спаянный с берегом или дном. Толщина 2—3 м. В бухтах и высоких широтах бывает и многолетний припай. Иногда мощность его такая, что он лежит на грунте. Если тол­щина более 2 м, то его называют шельфовым льдом. Образова­ние льда начинается с узкой полосы 100—200 м.

стамухи — севшие на мель большие торосистые образования, одинокие или «цепочки» (Северный Каспий). В сибирских морях припай распространяется до глубин моря 25 м. За припаем образуется дрейфующий лед.

Дрейфующий лед бывает: блинчатый (из припая), ледяное поле — плоский кусок льда, образующийся из припая более 20 м в поперечнике. Ледяное поле размером более 20 км в попереч­нике называют гигантским, 2—10 км — обширным, 0,5—2 км— большим, 20—100 м — обломками, менее 20 м — мелкобитым льдом и менее 2м — тертым льдом.

несяки — большие торосы, смерзшиеся вместе и одинокие. Выступают иногда над уровнем моря до 5 м.

В море можно увидеть все виды дрейфующего льда в постоян­ном движении. Они скапливаются и рассеиваются. Скопления могут быть большие, если поперечник их более 20 км, средние, если поперечник 10—15 км, и пятна льда, если поперечник менее 10 км. Ледяные массивы составляют несколько сот квад­ратных километров. Пояса льда — скопления льда, где длина больше ширины и составляет 1 —100 км и более.

Льды создают огромные нагрузки на платформы и другие гидротехнические сооружения. Поэтому достоверная и полная информация о льдах в значительной степени позволяет опре­делить оптимальные параметры и характеристики, а также конструктивные решения гидротехнических сооружений и другой морской нефтепромысловой техники.