3. Расчет элементов ветровых волн.

3.1 Исходные данные

3.1.1 Скорость ветра и направление.

Для выполнения курсового проекта была выбрана станция «Валдай»

В метеорологических справочниках были выбраны данные: повторяемость ветров по румбам и средняя скорость по этим направлениям, а также максимальная скорость за каждый месяц. Используя эти данные была построена роза ветров:

Средняя скорость, за время безледоставного периода, изменяется от 2.2 до 3.2м/с. Максимальная скорость изменяется от 12 до 16 м/с. Основные направления: зюз, ююз, зсз, св. Рабочие скорости 2.6м/с; 12.4м/с

3.1.2. Определение длины разгона.

В связи с особенной формой озера выбираем 2 точки:

1-(57◦59‛07‛‛; 33◦16‛40‛‛)

2-(57◦59‛13‛‛; 33◦19‛11‛‛)

По формуле L=0.27[L_o + 0.85 (L₊₁+L_-l) + 0.50 ( L₊₂+L_-2)],

(L₀ – длина разгона в выбранном направлении, L_±1 – длины разгонов при отклонении на 22,5º от выбранного, L_±2 – при отклонении на 45º.)

Определяем длину разгона:

	1	2
зюз	1.28 км	0.93 км
ююз	1.32 км	2.40 км
зсз	1.05 км	0.92 км
св	0.78 км	0.91 км

3.2 Расчет элементов волн по эмпирическим и теоретическим формулам.

Расчет параметров волн методом Андреянова.

Продолжительность волн:

Предельную длину разгона, на которой волны смогут достичь максимальной высоты определяется из соотношения:

1					2
зюз					зюз
Wм/с	Dкм	Hм	ƛ м	Wм/с		Dкм	Hм	ƛ м
2.6	1.28	0.07	0.9	2.6		0.93	0.07	0.75
12.4	1.28	0.53	4.2	12.4		0.93	0.47	3.6
ююз					ююз
Wм/с	Dкм	Hм	ƛ м	Wм/с		Dкм	Hм	ƛ м
2.6	1.32	0.07	0.89	2.6		2.4	0.09	1.2
12.4	1.32	0.53	4.3	12.4		2.4	0.65	5.8
зсз					зсз
Wм/с	Dкм	Hм	ƛ м	Wм/с		Dкм	Hм	ƛ м
2.6	1.05	0.07	0.8	2.6		0.92	0.07	0.75
12.4	1.05	0.49	3.8	12.4		0.92	0.47	3.6
св					св
Wм/с	Dкм	Hм	ƛ м	Wм/с		Dкм	Hм	ƛ м
2.6	0.78	0.06	0.7	2.6		0.91	0.07	0.74
12.4	0.78	0.44	3.3	12.4		0.91	0.47	3.55

Расчет с помощью метода Шишова.

A=0,025; b=0,22

1					2
зюз					зюз
Wм/с	Dкм	Hм	ƛ м	Wм/с		Dкм	Hм	ƛ м
2.6	1.28	0.07	0.62	2.6		0.93	0.06	0.56
12.4	1.28	0.34	2.96	12.4		0.93	0.3	2.66
ююз					ююз
Wм/с	Dкм	Hм	ƛ м	Wм/с		Dкм	Hм	ƛ м
2.6	1.32	0.07	0.63	2.6		2.4	0.08	0.77
12.4	1.32	0.34	2.99	12.4		2.4	0.42	3.65
зсз					зсз
Wм/с	Dкм	Hм	ƛ м	Wм/с		Dкм	Hм	ƛ м
2.6	1.05	0.07	0.58	2.6		0.92	0.06	0.56
12.4	1.05	0.32	2.77	12.4		0.92	0.3	2.65
св					св
Wм/с	Dкм	Hм	ƛ м	Wм/с		Dкм	Hм	ƛ м
2.6	0.78	0.06	0.53	2.6		0.91	0.06	0.55
12.4	0.78	0.32	2.77	12.4		0.91	0.3	2.64

Расчет с помощью метода Лабзовского.

1								2
зюз								зюз
Wм/с	Dкм	τ с	Hм	ε	ƛ м	с	Wм/с		Dкм	τ с	Hм	ε	ƛ м	с
2.6	1.28	6.5	0.07	0.1	0.65	0.1	2.6		0.93	5.6	0.06	0.1	0.56	0.1
12.4	1.28	19.4	0.27	0.07	3.88	0.2	12.4		0.93	16.5	0.23	0.07	3.30	0.2
ююз								ююз
Wм/с	Dкм	τ с	Hм	ε	ƛ м	с	Wм/с		Dкм	τ с	Hм	ε	ƛ м	с
2.6	1.32	6.5	0.07	0.1	0.66	0.1	2.6		2.4	9	0.09	0.1	0.9	0.1
12.4	1.32	19.4	0.27	0.07	3.93	0.2	12.4		2.4	26.5	0.37	0.07	5.3	0.2
зсз								зсз
Wм/с	Dкм	τ с	Hм	ε	ƛ м	с	Wм/с		Dкм	τ с	Hм	ε	ƛ м	с
2.6	1.05	06	0.06	0.1	0.6	0.1	2.6		0.92	5.5	0,06	0.1	0.55	0.1
12.4	1.05	17.55	0.24	0.07	3.51	0.2	12.4		0.92	16.45	0,23	0.07	3.29	0.2
св								св
Wм/с	Dкм	τ с	Hм	ε	ƛ м	с	Wм/с		Dкм	τ с	Hм	ε	ƛ м	с
2.6	0.78	5	0.05	0.1	0.5	0.1	2.6		0.91	5.5	0.06	0.1	0.55	0.1
12.4	0.78	15.15	0.21	0.07	3.03	0.2	12.4		0.91	16.35	0.23	0.07	3.27	0.2

Сводная таблица результатов

1 участок

Метод	Направление	h, м		λ, м
		2,6 м/с	12,4 м/с	2,6 м/с	12,4 м/с
Андреянова	ЗЮЗ	0.07	0.53	0.9	4.2
	ЮЮЗ	0.07	0.53	0.89	4.3
	ЗСЗ	0.07	0.49	0.8	3.8
	СВ	0.06	0.44	0.7	3.3
Шишова	ЗЮЗ	0.07	0.34	0.62	2.96
	ЮЮЗ	0.07	0.34	0.63	2.99
	ЗСЗ	0.07	0.32	0.58	2.77
	СВ	0.06	0.32	0.53	2.77
Лабзовского	ЗЮЗ	0.07	0.27	0.65	3.88
	ЮЮЗ	0.07	0.27	0.66	3.93
	ЗСЗ	0.06	0.24	0.6	3.51
	СВ	0.05	0.21	0.5	3.03

2ой участок

Метод	Направление	h, м		λ, м
		2,6 м/с	12,4 м/с	2,6 м/с	12,4 м/с
Андреянова	ЗЮЗ	0.07	0.47	0.75	3.6
	ЮЮЗ	0.09	0.65	1.20	5.80
	ЗСЗ	0.07	0.47	0.75	3.60
	СВ	0.07	0.47	0.74	3.55
Шишова	ЗЮЗ	0.06	0.30	0.56	2.66
	ЮЮЗ	0.08	0.40	0.77	3.65
	ЗСЗ	0.06	0.30	0.56	2.65
	СВ	0.06	0.30	0.55	2.64
Лабзовского	ЗЮЗ	0.06	0.23	0.56	3.30
	ЮЮЗ	0.09	0.37	0.90	5.30
	ЗСЗ	0.06	0.23	0.55	3.29
	СВ	0.06	0.23	0.55	3.27

В ходе работы было выявлено, что существует широкий круг гидравлических задач взаимодействия поверхностных волн. В свою очередь, использование эффективной длины разгона дает возможность построить на основании экспериментальных данных безразмерные эмпирические зависимости высоты и периода ветровых волн от скорости ветра, длины разгона, скорости течения и глубины воды. В ходе работы подсчитаны основные характеристики волн гидродинамическими методами и проанализированы результаты. Благодаря данной работе я научился обращаться со справочными данными в частности метеорологическими и гидрологическими ежегодниками

Максимальная высота волны на обоих участках при ЗЮЗ и ЮЮЗ ветре.

Список используемой литературы

1. Руководство по гидрологическим расчетам при проектировании водохранилищ. – Л.: Гидрометеоиздат, 1983, с. 190 – 194 2. Волны, течения и водные массы водоемов. Конспект лекций / Под ред. проф. Б. Б. Богословского. – Л., изд. ЛГМИ, 1980, с. 4 – 25. 3. Судольский А. С. Динамические явления в водоемах. – Л.: Гидрометеоиздат, 1991. – 263 с. 4. Винников С.Д., Викторова Н.В. Физика вод суши. – СПб.: изд. РГГМУ, 2009 – 430 с. 5. Крылов Ю.М. Спектральные методы исследования и расчета ветровых волн. Л., Гидрометеоиздат, 1966.

6. Интернет источники: