СП 32-103-97 Проектирование морских берегозащитных сооружений

Приложение З

     
АЛГОРИТМ ПРОГРАММЫ ДЛЯ ЭВМ "РАСЧЕТ ФАКТОРОВ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ПОДВОДНОГО БЕРЕГОВОГО СКЛОНА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВОЛН И ТЕЧЕНИЙ (ЛИТОКОМПЛЕКС)"

1. Основной идеей, заложенной в структуру предлагаемой расчетной схемы, является идея о самоорганизации прибрежной зоны моря в процессе ее развития, в результате которого создаются условия для сведения до минимума внешних воздействий при допустимом максимуме преобразования и рассеивания поступающей энергии, т.е. условия динамического равновесия.

2. При расчете профиля динамического равновесия подводного берегового склона реально существующее нерегулярное волнение аппроксимируется монохромой, энергетически эквивалентной всему имеющему место в прибрежной зоне моря распределению волн. Ее обеспеченность в системе расчетного шторма составляет 30%. В зависимости от решаемой задачи за расчетный принимается шторм повторяемостью 1 раз в заданное число лет. Расчетная высота волны 30% обеспеченности рассчитывается согласно СНиП 2.06.04-82* /1/.

3. Для расчета планового изменения рельефа прибрежной зоны моря исходное волнение задается на глубокой воде в форме таблицы среднемноголетней продолжительности (в сутках) градаций высот волн по всем волноопасным направлениям и соответствующих им средних периодов. При расчете исходных данных по волнению учитывается функция углового распределения волновой энергии. Принимается, что максимальной энергией обладают составляющие углового распределения, распространяющиеся в направлении действия ветра (генеральном направлении). С увеличением угла между этим направлением распространения составляющих их энергия изменяется в раз, причем функция углового распределения волновой энергии ограничена сектором ±90°. В настоящей программе используется интегральная функция углового распределения энергии волн /3/ по формуле:

.            (1)

Коэффициент поправки на закрытость горизонта определяется по формуле:

.          (2)

4. Продолжительность действия различных высот волн по всем волноопасным направлениям в многолетнем разрезе или за любой заданный год должна быть получена по данным натурных наблюдений. В том случае, когда эти данные отсутствуют или ряд наблюдений составляет менее 15 лет, выполняется расчет высот волн по данным наблюдений за ветром с использованием материалов гидрометеостанций, атласов ветра и волнения или барические карты согласно рекомендациям разделов 5.5 и 5.6 настоящего Свода правил и нормативов /1, 3/.

5. При распространении волн с глубокой воды к берегу в зависимости от величины уклона подводной части берегового склона может быть два предельных случая диссипации волновой энергии:

волна полностью гасится при очень малых уклонах дна ();

волна полностью отражается при больших уклонах дна (), образуя стоячие колебания.

6. В зависимости от исходной крутизны волны () и среднего уклона подводного берегового склона () разрушением может быть охвачена различная по высоте часть гребня волны. При постоянстве величины размер формирующегося на гребне волны вальца остается неизменным, хотя высота волны постоянно уменьшается. На глубине, где высота волны становится равной высоте "бегущего" вальца, образуется бор и начинается его накат на берег "посуху".

7. В предлагаемом алгоритме величина определяется по формуле /36/:

,                                  (3)

где - коэффициент донного волнового трения, величина которого рассчитывается по формуле:

,                                  (4)

где: - диаметр донны наносов, м; - их гидравлическая крупность в волновом потоке, м/с; - период волны, с.

Величина вычисляется по формуле:

,                             (5)

где , - плотность наносов, - плотность воды; - ускорение свободного падения, м/с; - коэффициент сопротивления, определяемый с учетом безразмерного параметра:

,                                             (6)

где: - угловая частота, равная ; - кинематический коэффициент вязкости жидкости, принимаемый равным 9,3 м/с.