СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов).

11. Расчетные скорости ветра при разгонах менее 100 км допускается определять по данным натурных наблюдений над максимальными ежегодными значениями скоростей ветра без учета их продолжи­тельности.

12*. Расчетные скорости ветра при разгонах более 100 км следует определять с учетом их простран­ственного распределения (см. рекоме­н­ду­­емое прил.4*).

Рис. 1. Графики для определения элементов ветровых волн в глубоководной и мелководной зонах

ЭЛЕМЕНТЫ ВОЛН В ГЛУБОКОВОДНОЙ ЗОНЕ

13. Среднюю высоту , м, и средний период волн с, в глубоководной зоне необходимо определять по верхней огибающей кривой рис. 1. По значениям безразмерных величин gt/V_w и gL/, и верхней огибающей кривой необходимо определять значения /и и по меньшим их величинам принять среднюю высоту и средний период волн.

Среднюю длину волн , м, при известном значе­нии следует определять по формуле

. (151)

Примечание. При переменных скоростях ветра вдоль разгона волн допускается принимать по результатам последовательного определения высоты волны для участков с постоянными значениями скорости ветра.

14*. При сложной конфигурации береговой черты среднюю высоту волны, м, необходимо определять по формуле

(152)

где , м, (при n = 1; ±2; ±3; ±4) - средние высоты волн, которые должны приниматься согласно рис. 1, по расчет­ной скорости ветра и проек­циям лучей L_n, м, на направление главного луча, совпадающего с направле­нием ветра. Лучи проводят­ся из расчетной точки до пересечения с линией бере­га с интервалом ±22,5 град от главного луча.

При наличии перед расчетным створом большого количества препятствий в виде островов с угловыми размерами менее ±22,5 град и суммой угловых размеров более 22,5 град среднюю высоту волн , м, в секторе n необходимо определять по фор­муле

, (152a)*

где c_ni, v_nj - соответственно угловые размеры i- го препятствия и j-го промежутка между соседними препятствиями, отнесенные к углу 22,5 град (i=1,2,3...k_n; j=1,2,3,...,l_n) в пределах n-го сектора, назначаемого в интервале ±11,25 град от направле­ния луча.

Средние высоты волн , м, следует опреде­лять по рис. 1 по расчетной скорости ветра и разгону L, равному проекциям лучей L_niи L_nj, м, на направ­ление ветра. Лучи L_niи L_n равны соответственно расстоянию от расчетной точки до пересечения с 1-м препятствием или подветренным берегом в j -м промежутке.

Средний период волн определяется по безразмерной величине , которая принимается согласно рис. 1 при известной безразмерной величине . Среднюю длину волн следует определять по форму­ле (151).

Примечание. Конфигураций береговой черты принимается сложной, если величина L_max/L_min ³2, где L_max и L_min - наибольший и наименьший лучи, проведенные из расчетной точки в секторе ±45 гряд от направления ветра до пересечения с подветренным берегом.

15*. Высоту волны i %-ной обеспеченности в системе h_d,i, м, следует определять умножением сред­ней высоты волн на коэффициент k_i, принимаемый по графикам рис. 2 для безразмерной величины . При сложной конфигурации береговой черты значение, должно приниматься по величине , и верхней огибающей кривой рис. 1.

Рис. 2. Графики значений коэффициента k_i

Элементы волн с обеспеченностью по режиму 1; 2; 4% необходимо принимать по функциям распределения, определяемым по натурным дан­ным, а при их отсутствии или недостаточности - по результатам обработки синоптических карт (см. рекомендуемое прил. 4*).

16. Превышение вершины волны над расчетным уровнем h_с, м, следует определять по безразмерной величине h_с/h_i (рис.3) для данного значения , принимая .

Рис. 3. Графики для определения значений h_с/h_i в мелководной и h_c,sur/h_i в прибойной зонах

ЭЛЕМЕНТЫ ВОЛН В МЕЛКОВОДНОЙ ЗОНЕ

17. Высоту волн (i%-ной обеспеченности h_i, м, в мелководной зоне с уклонами дна 0,002 и более сле­дует определять по формуле

, (153)

где k_t - коэффициент трансформации;

k_r - коэффициент рефракции;

k_l - обобщенный коэффициент потерь.

Коэффициенты k_t, k_r и k_l следует определять по п.18.

Длину волн, перемещающихся из глубоководной в мелководную зону, необходимо определять по рис. 4 при заданных безразмерных величинах и , при этом период волн принимается рав­ным периоду волн в глубоководной зоне.

Превышение вершины волны над расчетным уровнем h_с, м, следует определять по рис. 3 для данных безразмерных величин и.

18. Коэффициент трансформации необходимо принимать по графику 1 рис.5. Коэффициент реф­ракции должен определяться по формуле

, (154)

где a_d - расстояние между смежными вол­новыми лучами в глубоководной зоне, м;

а - расстояние между теми же лучами по линии, проходящей через задан­ную точку мелководной зоны, м.

Рис. 4. Графики для определения значений в мелководной и в прибойной зонах

Рис. 5. Графики для определения 1 - коэффициента k_t; 2,3 и4- величины

Лучи волн на плане рефракции в глубоководной зоне необходимо принимать по заданному направ­лению распространения волн, а в мелководной зоне их следует продолжать в соответствии со схемой и графиками рис. 6.

Обобщенный коэффициент потерь k_l должен определяться по заданным значениям величины и уклону дна i (табл. 5); при уклонах дна 0,03 и более следует принимать значение обобщенного коэффициента потерь равным единице.

Примечание. Значение коэффициента k_r, допускается принимать по результатам определения коэффициентов рефракции для волновых лучей, проводимых из расчетной точки в направлениях через 22,5 град от главного луча.

Рис. 6. Схема (а) и графики (б) для построения плана рефракции

Таблица 5

19. Среднюю высоту и средний период волн в мелководной зоне с уклонами дна 0,001 и менее необходимо определять по графикам рис.1. По безразмерным величинам ,и принимаются значения и и по ним определяют­ся и .

Высоту волны i % - ной обеспеченности в системе следует определять умножением средней высоты волн на коэффициент k_i, принимаемый по графикам рис. 2. По безразмерным величинам и определяются значения коэффициента k_i, из кото­рых принимается наименьший.

Среднюю длину волн при известном значении среднего периода следует определять в соответствии с п.13.

Превышение вершины волны над расчетным уровнем должно определяться по рис.3.

Примечание. Элементы волн, перемещающихся из мелководной зоны с уклонами дна 0,001 и менее в зону с уклонами дна 0,002 и более, необходимо определять согласно пп.17 и 18, при этом принимается значение ис­ходной средней высоты .

ЭЛЕМЕНТЫ ВОЛН В ПРИБОЙНОЙ ЗОНЕ

20. Высоту волн в прибойной зоне h_sur1%, м, необходимо определять для заданных уклонов дна i по графикам 2, 3 и 4 рис. 5; при этом по безраз­мерной величине принимается значение и соответственно определяется h_sur1%.

Длину волны в прибойной зоне , м, следует определять по верхней огибающей кривой рис.4, превышение вершины волны над расчетным уровнем h_c,sur, - по верхней огибающей кривой рис.3.

21. Критическая глубина d_cr, м, при первом обру­шении волн должна определяться для заданных уклонов дна i по графикам 2, 3 и 4 рис.5 методом последовательных приближений. По ряду задаваемых значений глубин d в соответствии с пп.17 и18 определяются величины и по графикам 2, 3 и 4 рис.5 - соответствующие им значения , из которых принимается d_cr, численно совпадающее с одной из задаваемых глубин d.

22. Критическую глубину, соответствующую по­следнему обрушению волн d_cr,u при постоянном уклоне дна, следует определять по формуле

(155)

где k_u - коэффициент, принимаемый по табл.6;

n - число обрушений (включая первое), принимаемое из ряда n=2,3и4 при выполнении неравенств

и

При определении глубины последнего обрушения d_cr,u, и коэффициент k_u или произведение коэффи­циентов не должны приниматься менее 0,35.

При уклонах дна более 0,05 следует принимать значение критической глубины d_cr = d_cr,u.

Примечание. При переменных уклонах дна допускается принимать d_cr,u по результатам последовательного определения критических глубин для участков дна с постоянными уклонами.

ЭЛЕМЕНТЫ ВОЛН НА ОГРАЖДЕННОЙ АКВАТОРИИ

23. Высоту дифрагированной волны h_dif, м, на огражденной акватории необходимо определять по формуле

h_dif = k_difh_i, (156)

где k_dif - коэффициент дифракции воли, определяемый согласно пп.24, 25 и 26;

h_i - высота исходной волны i %-ной обеспеченности.

В качестве расчетной длины принимается исход­ная длина на входе в акваторию.

24. Коэффициент дифракции волн k_dif, для акватории, огражденной одиночным молом (при заданном значении угла b, град, относительном расстоянии от головы мола до точки в расчетном створе и значении угла j, град), следует прини­мать в соответствии со схемой и графиками рис.7 согласно штриховой линии со стрелками.

Таблица 6

Рис.7. Графики для определения значений коэффициента k_dif,s

25. Коэффициент дифракции волн k_dif,c на акватории, огражденной сходящимися молами, необ­ходимо определять по формуле

k_dif,c = k_dif,sy_c, (157)

где y_c - коэффициент, принимаемый по рис.8 для данных значений d_c и k_dif,cp.

Рис.8. Графики значений коэффициента y_с

Величина d_c определяется по формуле

где l₁ и l₂ - расстояния от границ волновой тени (ГВТ) до границ дифракции волн (ГДВ), принимаемые в соот­ветствии со схемой и графиками рис.9 согласно штриховой линии со стрелками;

b - ширина входа в порт, м, принимаемая равной проекции расстояния между головами молов на фронт исходной волны.

Значение коэффициента k_dif,cp определяется так же, как и k_dif , согласно п.24 для точки пересечения главного луча с фронтом волн в расчетном своре.

Положение главного луча на схеме рис.9, а необходимо принимать по точкам, расположенным от границы волновой тени (ГВТ) мола с меньшим углом j_i, град, на расстояниях х, м, определяемых по формуле

, (159)

где l_a1 и l_a2 - величины, принимаемые в соответ­ствии со схемой и графиками рис.9.

Рис. 9. Схема (а) и графики (б) для определения величин i и l_a

26. Коэффициент дифракции волн k_dif,b для акватории, огражденной волноломом, должен опреде­ляться по формуле

, (160)

где k_dif,s1 и k_dif,s2 - коэффициенты дифракции волн, определяемые для головных участ­ков волнолома согласно п.24.

27. Высоту дифрагированной волны с учетом от­ражения ее от сооружений и преград h_dif,r, м, в дан­ной точке огражденной акватории необходимо определять по формуле

h_dif,r = (k_dif +k_ref)h_i, (161)

где ; (162)

k_dif,s - коэффициент дифракции в створе отражающей поверхности, опреде­ляемый согласно пп.24, 25 и 26;

k_r и k_p - коэффициенты, определяемые со­гласно п.1.14*;

q_r - угол между фронтом волны и отра­жающей поверхностью, град;

- относительное расстояние от отра­жающей поверхности до расчет­ной точки по лучу отраженной волны, при этом направление луча отражен­ной волны должно приниматься из условия равенства углов подхода и отражения волн;

k_ref,i - коэффициент отражения, принимаемый по табл.7; при угле наклона отражающей поверхности к горизонту более 45 град следует прини­мать коэффициент отражения k_ref,i =1.

Примечание. Высоту волны на огражденной акватории с меняющимися глубинами допускается уточнять согласно пп.17 и 18 при надлежащем обосновании.

Таблица 7