СП 32-103-97 Проектирование морских берегозащитных сооружений
Приложение А
РАСЧЕТ РЕЖИМНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕТРА ПО ДАННЫМ НАБЛЮДЕНИЙ НА ГИДРОМЕТЕОСТАНЦИЯХ
Результаты наблюдений над ветром, производимых на гидрометеостанциях, характеризуют ветровую обстановку только в районах станций и на прилегающих к ним сравнительно небольших акваториях. В этих случаях параметры волн определяются только скоростью ветра и разгоном волн, и для их расчета достаточно иметь сведения о средней годовой повторяемости скоростей ветра по направлениям (табл.А.1).
Таблица А.1 - Повторяемость градаций флюгерной скорости ветра по направлениям (в % от числа всех наблюдений)
Скорость ветра по флюгеру, м/с | С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ |
0-1 | 2,0 | 4,2 | 8,0 | 19,3 | 4,4 | 1,8 | 1,2 | 0,8 |
2-5 | 2,3 | 3,8 | 10,1 | 15,5 | 4,3 | 2,2 | 1,1 | 1,0 |
6-9 | 0,6 | 1,6 | 2,7 | 6,4 | 1,0 | 0,9 | 0,6 | 0,2 |
10-13 | 0,1 | 0,4 | 1,0 | 1,5 | 0,3 | 0,1 | 0,1 | - |
14-17 | - | - | 0,2 | 0,3 | - | - | - | - |
18-20 | - | - | - | - | - | - | - | - |
5 | 10 | 22 | 43 | 10 | 5 | 3 | 2 |
Данные для составления таких таблиц получают либо путем обычной статистической обработки многолетних наблюдений над ветром (число лет наблюдений не менее 10-15 лет), либо составляют их, используя материалы "Справочника по климату СССР". На замерзающих водоемах пользуются данными наблюдений за безледный период.
На основе данных табл.A.1 составляется табл.А.2, в которой флюгерные скорости ветра (ступени градаций скорости) пересчитаны в анемометрические и приведены к уровню 10 м над поверхностью бассейна согласно рекомендациям /3/.
Повторяемость % вычисляется по формуле:
,
где - повторяемость градации скорости ветра;
- повторяемость направления ветра, взятая из табл.А1.
Вероятность превышения % вычисляют путем последовательного суммирования значений
снизу вверх, т.е. от больших скоростей ветра к меньшим. Например, для градации скорости северного ветра 2-5 м/с вероятность превышения равна:
%=2,0+12,0+46,0=60%.
Таблица А.2 - Повторяемость % (1-я строка) и вероятность превышения (обеспеченность)
% (2-я строка) градаций анемометрической скорости ветра по направлениям от числа наблюдений при каждом направлении ветра
Скорость ветра по анемометру, м/с | С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ |
0-1 | 40,0 | 42,0 | 36,4 | 44,8 | 44,0 | 36,0 | 39,7 | 40,0 |
100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
2-5 | 46,0 | 38,0 | 46,0 | 36,0 | 43,0 | 44,0 | 37,0 | 50,0 |
60,0 | 58,0 | 63,6 | 55,2 | 56,0 | 44,0 | 60,3 | 60,3 | |
6-8 | 12,0 | 16,0 | 12,3 | 15,0 | 10,0 | 18,0 | 20,0 | 10,0 |
14,0 | 20,0 | 17,6 | 19,2 | 13,3 | 20,0 | 23,3 | 10,0 | |
9-12 | 2,0 | 4,0 | 4,3 | 3,5 | 3,0 | 2,0 | 3,3 | |
2,0 | 4,0 | 5,3 | 4,2 | 3,0 | 2,0 | 3,3 | ||
13-15 | 1,0 | 0,7 | ||||||
1,0 | 0,7 |
По данным табл.А.2 на билогарифмической клетчатке вероятностей (рис.A.1) строят кривые распределения скоростей ветра для каждого его волноопасного направления. Для построения этих кривых на график наносят точки соответственно вероятностям превышения и первым ступеням градаций анемометрической скорости ветра. Кривые распределения ветра экстраполируют в область малых вероятностей превышения, т.е. в область возможных больших скоростей ветра, не зарегистрированных наблюдениями.
Зная разгоны волн при различных направлениях ветра, можно рассчитать параметры волн для скоростей ветра, снимаемых с кривых распределения. Так как вероятности превышения параметров волн должны быть такими же, как и у формирующей их скорости ветра, то на тех же билогарифмических клетчатках вероятностей могут быть построены кривые распределения параметров волн при разных направлениях ветра, т.е. получены характеристики режима волнения.
Если с точки зрения берегозащитного строительства представляют интерес максимальные параметры волн, возможные при данном направлении ветра один раз в заданное число лет, то их рассчитывают по наиболее вероятной максимальной скорости ветра, возможной один раз в это же число лет. Для определения этой скорости вычисляют вероятность ее превышения по формуле:
,
где: - число дней наблюдений в году за безледный период;
- повторяемость соответствующего направления ветра всех градаций скорости ветра;