§ 26. Определение элементов ветрового волнения

Период волны связан со скоростью ее распространения и определя­ется выражением

t=X/c. (29)

На основании трохоидальной теории волн длина волны, ее период и скорость распространения определяются такими соотношениями:

В трохоидальной теории волн есть некоторые допущения. Про­филь волны лишь весьма приближенно можно считать трохоидой; дви­жение воды рассматривается как движение идеальной жидкости, т. е. жидкости, лишенной сил сцепления и трения; не учитывается воз-

действие ветровых и волновых течений, турбулентность воздушного

потока и т. д. Однако трохоидальная теория хорошо объясняет волно­вые процессы, происходящие в правильном волнении

В исследованиях (проведенных в ГИИВТе) показано, что для озер водохранилищ выражения (30)-(32)дают значительные погрешности поэтому следует использовать выражения

По данным А. В. Васильева,

По данным В. В. Неволина,

Для прибрежных морских районов, где эксплуатируются суда смешанного река-море плавания Р. Н. Фатьянов рекомендует следую­щие формулы:

Наблюдение за волнением с судна обычно заключается в глазомер­ном определении высоты волны и состояния поверхности водоема или определении элементов волны с помощью подручных средств.

Состояние поверхности воды оценивается в бал­лах по специальной шкале волнения (см. прил. l). При этом гладкая поверхность характеризуется баллом 0, а предельное волнение—бал­лом 9.

Направление движения волн определяется по ком­пасу стороной горизонта, откуда движутся волны.

Высота вол н,ы определяется по лоту или наметке в средней части судна, где меньше сказывается качка. Высоту волны можно за­мерить по борту судна. Для этого замечается последовательное поло­жение подошвы и гребня двух или трех волн.

Длина волны измеряется следующим образом. Если она меньше длины судна, то два наблюдателя становятся около борта так,

чтобы в один и тот же момент они находились против смежных гребней волн. Расстояние между наблюдателями затем измеряется.

Если длина волны больше длины судна, то с кормы на тросике сбрасывают легкий буек. Тросик потравливают настолько, чтобы на­блюдатель на корме и буек находились на двух смежных гребнях волн. Длина тросика затем измеряется.

При косом набегании волны ее истинная длина находится по форму­ле

Xв=rсоs A, (41)

где т — расстояние при измерении; а — курсовой угол движения волн.

Скорость волны определяется по времени прохождения одного и того же гребня мимо линий визирования наблюдателей. Пери­од волны определяется по времени последовательного прохождения нескольких гребней.

В настоящее время создан целый ряд методов расчета элементов волнения. Для определения элементов волны hв и Хв, м, на глубокой воде (глубина воды в водоеме равна длине волны или больше нее) могут быть применены следующие формулы Н. А. Лабзовского:

В этих формулах:

Кин — коэффициент, отображающий развитие волнения, т. е. интенсивность нарастания высоты волн вдоль разгона, причем

vb — скорость ветра, м/с;

/Зраз — длина разгона волн, км;

е — характеристика крутизны волны на глубокой воде, определяемая по выражению

Здесь Х.в и hв — соответственно длина и высота волны на глубокой воде, м;

е = 2,718 — основание натуральных логарифмов.

Для перехода от волн на глубокой воде к волнам на мелководье существуют такие зависимости:

Значения коэффициентов а и Р определяют по табл. 18 в зависимости от отношения Нr/Xв

Та блица 18

Hг/Xв	А	В	Hг/Xв	А	В
0,01	0,119	0,251	0,26	0,724	0,753
0,02	0,161	0,306	0,28	0,740	0,767
0,03	0,200	0,352	0,30	0,765	0,780
0,04 0,05	0,238 0,275	0,394 0,428	0,35 0,40	0,796 0,823	0,810 0,832
0,06	0,310	0,462	0.45	0,850	0,854
0,07 0,08	0,343 0,378	0,493 0,519	0,50 0,55	0,866 0,890	0,871 0,890
0,09	0,400	0,542	0,60	0,904	0,904
0,10	0,435	0,564	0,65	0,918	0,918
0,12	0,485	0,596	0,70	0,930.	0,930
0,14	0,540	0,635	0,75	0,942	0,942
0,16	0,582	0,662	0,80	0,956	0,956
0,18	0,617	0,685	0,85	0,967	0,967
0,20 0,22 0,24	0,652 0,679 0,703	0,703 0,720 0,736	0,90 0,95 1,00	0,980 0,990 1,000	0,980 0,990 1,000