Министерство образования Р.Ф.
Дальневосточный Государственный Технический Университет
(ДВПИ им. В.В. Куйбышева)
Строительный институт
Кафедра гидротехники
«Определение элементов волн на акваториях»
Выполнил студент гр.С-5941
Амбарнов С. Ю.
Проверил к.т.н.
Сабодаш О.А.
Владивосток
2008
Оглавление.
Введение……………………………………………………………………….3
Общая часть (описание района строительства, выбор волноопасного направления)……………………………………………………………….4
Определение скорости ветра расчетного шторма……………………….5
Определение элементов волн в глубоководной зоне……………………8
Определение элементов волн в мелководной зоне……………………..10
Определение элементов волн в трех заданных сечениях………………13
Заключение………………………………………………………………...…16
Список Литературы………………………………………………………….17
Введение
Ветровые волны на морях и водохранилищах образуются в следствие наличия сил трения и сложного взаимодействия на границе между воздушным потоком (ветром) и водой. Высоты и длины волн могут быть значительными, а силовое воздействие волн для некоторых типов гидротехнических сооружений (оградительных, берегоукрепительных) – преобладающим над другими видами нагрузок. Поэтому знания о ветровых волнах и их воздействиях необходимы при проектировании гидротехнических сооружений.
Для определения волновых воздействий на сооружения, а также оценки защищенности акваторий портов необходимо знать расчетные значения основных элементов волн – высот, длин, периодов.
Процесс образования и развития ветровых волн является достаточно сложным. На параметры и вид волн влияют многочисленные факторы, в том числе скорость, направление и размерность ветра, размеры и конфигурация водной поверхности в плане, глубина воды, рельеф дна и так далее.
Общая часть (описание района строительства, выбор волноопасного направления).
Производим выбор волноопасных направлений по розе ветров с градацией, по румбам и скоростям. Для этого совмещаем направление С-Ю на плане акватории с розой ветров и выбираем наиболее неблагоприятные направления ветра по частоте направления и по скорости. Таким образом волноопасными направлениями являются: З, СЗ, С.
Характеристики ветра в графической форме представляются в виде розы ветров - полярной диаграммы повторяемости и скорости ветров различных направлений для данного места за определенный промежуток времени. Наиболее общей и полной является роза повторяемости ветров с градацией по скоростям.
Предварительно все ветры разделяются на группы по скоростям
- 1ая группа
- штиль
- 2ая группа
- 3яя группа
- 4ая группа
- 5ая группа
- 6ая группа
Повторяемость ветра - отношение числа случаев к общему числу случаев.
Повторяемость ветра рассчитывается по формуле:
(1)
где N= 365 дн.
Определение масштаба розы ветров.
Штиль - это ветер с нулевой скоростью, дующий со всех направлений с одинаковой вероятностью.
Таблица 1.
Таблица №1. Определение масштаба розы ветров |
||||||||
|
СЗ |
С |
СВ |
В |
ЮВ |
Ю |
ЮЗ |
З |
1-5 м/с |
2,4 |
2,1 |
1,1 |
1,7 |
3,8 |
3,3 |
2,6 |
2,5 |
6-13 м/с |
1,3 |
1,3 |
0,5 |
0,3 |
1,9 |
2,5 |
1 |
1,2 |
14-19 м/с |
|
0,3 |
0,2 |
0,1 |
|
|
|
|
>20 м/с |
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Σ= |
30,2 |
100% весь ветер, из них 16% (число в кружочке) это штиль, т.е.:
Таблица 2.
Распределение повторяемости ветра волноопасных направлений.
|
З |
СЗ |
С |
1-5 |
6,95 |
6,67 |
5,84 |
6-13 м/с |
3,34 |
3,6 |
3,6 |
14-19 м/с |
|
|
0,83 |
>20 м/с |
|
|
|
штиль |
2 |
2 |
2 |
|
12,29 |
12,27 |
12,27 |
Таблица 3.
|
З |
СЗ |
С |
> 0 |
10,29 |
10,27 |
10,27 |
> 5 |
3,34 |
3,6 |
4,43 |
> 13 |
|
|
0,83 |
> 19 |
|
|
|
> 20 |
|
|
|
Таблица 4.
Интегральная повторяемость скорости ветров по волноопасным направлениям.
|
З |
СЗ |
С |
> 0 |
83,73 |
83,7 |
83,7 |
> 5 |
27,22 |
29,29 |
36,1 |
> 13 |
|
|
6,76 |
> 19 |
|
|
|