2.2. Определение глубинной зоны водоёма

В любом водоеме можно выделить 4 зоны:

I − глубоководная зона, в которой глубина водоёма больше, чем половина длины волны ;

II − мелководная зона, если ;

III − зона прибойных волн;

IV − приурезная зона, волна опрокидывается последний раз и разрушается.

В основе расчёта и определении зоны, лежит сравнение средней глубины водоема у подножия насыпи с половиной длины волны.

Для этого выполним следующий расчёт:

(2.1)

где: g = 9,81 м/с² − ускорение свободного падения;

L = 0,7 км − разгон волны;

V₁₀=19 м/с − скорость ветра на высоте 10 м над поверхностью воды.

По полученному в выражении (2.1) значению определим с помощью графика 5.2, приведенному в пособии, следующие выражения:

(2.3)

(2.4)

Выразив из данных выражений средние высоту и период волн получим:

(2.5)

(2.6)

Длина волны определяется как:

(2.7)

Сравнивая глубину водоема у подножия насыпи в период половодья с половиной средней длины волны, делаем вывод о глубинной зоне водоема:

Следовательно, зона у подножия насыпи является глубоководной.

2.3. Определение вероятностных характеристик волны для глубоководной зоны

Определение производят по формуле:

(2.8)

Для расчета высоты укрепления принимается вероятность превышения средней высоты 1% (1 раз в 100 лет), а для толщины крепления откоса 2% (1 раз в 50 лет). При этом значения коэффициентов принимаются по графику 5.3(методичка) для глубоководной зоны, следующими:

Тогда по формуле:

2.4. Определение высоты наката волны

При ударе волны о крепление откоса вода за счет кинетической энергии, которую она приобрела при разгоне волны, поднимается по откосу. При этом кинетическая энергия расходуется на удар волны об откос, преодоление сил трения по поверхности откоса и на преодоление потенциальной энергии, на поднятие по откосу.

В общем, виде высоту наката воды можно выразить как:

(2.9)

где k_r=1,0 и k_p=0,9 − коэффициенты, зависящие от типа укрепления, определяются по табл. 5.5;

k_sp=1,1 − коэффициент, зависящий от скорости ветра и крутизны откоса насыпи, определяется по табл. 5.6 интерполяцией для скорости ветра 19 м/с.

k_run1%=2,10 − коэффициент, учитывающий пологость волны и крутизну откоса определяется по табл. 5.7 интерполяцией при:

(2.10)

k_β − коэффициент, учитывающий изменение высоты наката в зависимости от угла подхода фронта волны к сооружению. Определяется по таблице 5.8 при угле подхода в 45⁰: .

Подставив эти величины в выражение, получим:

.