Loạn gió. Các phương pháp tính toán yếu tố sóng gió

sóng biển

dao động định kỳ của bề mặt biển hoặc đại dương, do chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động tròn của nước. Tùy theo nguyên nhân chuyển động, sóng gió, sóng triều ( thủy triều và thủy triều thấp), baric (seiches) và địa chấn ( sóng thần). Sóng được đặc trưng Chiều cao, bằng khoảng cách thẳng đứng giữa đỉnh và đáy sóng, Dài- khoảng cách ngang giữa hai gờ liền kề, tốc độ lan truyền và Giai đoạn. Ở sóng gió, nó kéo dài khoảng. 30 giây, đối với baric và địa chấn - từ vài phút đến vài giờ, đối với thủy triều, nó được đo bằng giờ.

Phổ biến nhất trong nước gió sóng. Chúng được hình thành và phát triển do năng lượng của gió truyền cho nước do ma sát và do áp lực của dòng không khí tác dụng lên sườn của các đỉnh sóng. Chúng luôn tồn tại trong đại dương rộng mở và có thể có nhiều kích cỡ khác nhau, đạt độ dài. lên đến 400 m, h. 12–13 m và tốc độ lan truyền 14–15 m/s. tối đa. đăng ký cao. sóng gió 25–26 m, có khả năng sóng cao hơn. Ở giai đoạn phát triển ban đầu, sóng gió chạy thành hàng song song, sau đó chia thành các đỉnh riêng biệt. Ở vùng nước sâu, kích thước và tính chất của sóng được xác định bởi tốc độ gió, thời gian tác động của nó và khoảng cách từ không gian khuất gió; độ sâu nông hạn chế sự phát triển của sóng. Nếu cơn gió gây ra sự phấn khích lắng xuống, thì sóng gió biến thành cái gọi là. sưng lên. Nó thường được quan sát đồng thời với sóng gió, trong khi không phải lúc nào chúng cũng trùng nhau về hướng và độ cao.

Trong khu vực lướt sóng, cái gọi là. lướt sóng- mực nước dâng lên định kỳ trong quá trình tiếp cận của một nhóm sóng cao. Cao độ cao có thể từ 10 cm đến 2 m, hiếm khi lên đến 2,5 m, Seiches thường được quan sát thấy ở các vùng nước hạn chế (biển, vịnh, eo biển, hồ) và là sóng đứng, thường xảy ra nhất do sự thay đổi nhanh chóng của khí quyển. áp lực, ít thường xuyên hơn do các lý do khác (nước lũ tràn vào đột ngột, mưa lớn, v.v.). Sau khi gây ra, sự biến dạng của mực nước dẫn đến các dao động tắt dần trong đó. Đồng thời, tại một số điểm, mực nước không đổi - đây là cái gọi là. nút sóng dừng. Cao những con sóng như vậy là không đáng kể - thường là vài chục centimet, hiếm khi lên tới 1–2 m.

Địa lý. Bách khoa toàn thư minh họa hiện đại. - M.: Rosman. Dưới sự chủ biên của prof. A. P. Gorkina. 2006 .

Xem "sóng biển" là gì trong các từ điển khác:

Những xáo trộn của bề mặt biển hoặc đại dương do gió, lực tạo thủy triều của Mặt trăng, Mặt trời, động đất dưới nước, v.v. Chúng được chia thành gió, thủy triều, trọng trường (sóng thần), v.v. Sóng tồn tại trên bề mặt của môi trường nước ... ... Marine Dictionary

Sóng trên mặt biển hoặc đại dương. Do các phân tử nước có tính linh động cao nên dưới tác dụng của các loại lực, chúng dễ dàng thoát ra khỏi trạng thái cân bằng và thực hiện các chuyển động dao động. Sóng là do...

SÓNG biển- dao động của các phân tử nước quanh vị trí cân bằng, truyền trong nước biển. Chúng được gây ra bởi gió, lực tạo thủy triều, thay đổi áp suất khí quyển, động đất, chuyển động của các vật thể rắn trong nước, v.v. Các yếu tố chính của chuyển động sóng ... ... Sách tham khảo bách khoa hàng hải

Sóng phát sinh và lan truyền dọc theo bề mặt tự do của chất lỏng hoặc tại mặt phân cách giữa hai chất lỏng không thể trộn lẫn. V. trên p. được hình thành dưới ảnh hưởng của tác động bên ngoài, do đó bề mặt của chất lỏng ... ... Bách khoa toàn thư Liên Xô

Các nhiễu loạn lan truyền với tốc độ hữu hạn trong không gian và mang theo năng lượng mà không cần truyền vật chất. Phổ biến nhất là sóng đàn hồi (biển, âm thanh, v.v.). Sóng điện từ bị kích thích bởi các nguyên tử, phân tử, ... ... Từ điển hàng hải

Sóng biển Thể loại Phim tài liệu Đạo diễn (((Giám đốc))) Hãng phim Edison ... Wikipedia

SÓNG- Nhìn thấy những con sóng trong giấc mơ - những trở ngại trong kinh doanh, nỗ lực và đấu tranh để thành công. Nếu sóng trong vắt, thì bạn sẽ có được những kiến \u200b\u200bthức mới giúp bạn quyết định tốt hơn trong cuộc sống. Sóng bẩn báo trước một sai lầm không thể sửa chữa được ... ... Giải thích giấc mơ Melnikov

Chim nhạn bồ hóng (Onychoprion fuscata) có thể ở trên không trong 3-10 năm, chỉ thỉnh thoảng hạ cánh trên mặt nước ... Wikipedia

Hình ảnh một con sóng lớn ập đến một con tàu buôn. Khoảng những năm 1940 Sóng sát thủ (Wandering wave, monster wave, white wave, tiếng Anh là rogue wave in ... Wikipedia

Trang này là một thuật ngữ. # Một ... Wikipedia

Sách

Những câu chuyện về biển, Guseva Galina. Sự lãng mạn của biển luôn thu hút mọi người Yếu tố nước vĩnh cửu ẩn chứa trong nó rất nhiều, vì vậy bạn muốn chinh phục từng con sóng một. Một cuốn nhật ký độc đáo của một người đam mê du lịch trên du thuyền - ...

sóng gió

Sóng bão ở Bắc Thái Bình Dương

sóng biển

sóng gióđược tạo ra do tác động của gió (chuyển động của các khối không khí) trên mặt nước, tức là phun. Lý do cho các chuyển động dao động của sóng trở nên dễ hiểu nếu người ta nhận thấy tác động của cùng một cơn gió trên bề mặt của một cánh đồng lúa mì. Có thể thấy rõ sự không nhất quán của các luồng gió tạo ra sóng.

Do nước là một chất đậm đặc hơn không khí (khoảng 800 lần), nên phản ứng của nước với tác động của gió hơi “muộn” và các gợn sóng chỉ biến thành sóng sau một khoảng cách và thời gian nhất định, với điều kiện là gió liên tục lộ ra ngoài. Nếu chúng ta tính đến các thông số như độ không đổi của luồng gió, hướng, tốc độ, vùng ảnh hưởng của nó, cũng như trạng thái dao động trước đó của bề mặt nước, thì chúng ta sẽ có được hướng của sóng, độ cao của sóng, tần số của sóng, sự áp đặt một số phương dao động trên cùng một diện tích mặt nước. Cần lưu ý rằng hướng của sóng không phải lúc nào cũng trùng với hướng gió. Điều này đặc biệt đáng chú ý khi thay đổi hướng gió, trộn lẫn các luồng không khí khác nhau, thay đổi các điều kiện của môi trường tác động (biển khơi, bến cảng, đất liền, vịnh hoặc bất kỳ vật thể đủ lớn nào có thể thay đổi xu hướng tác động và hình thành sóng). - điều này có nghĩa là đôi khi gió làm dịu sóng.

Chuyển động thẳng đứng của sóng

Không giống như dòng chảy liên tục trong các con sông hầu như theo cùng một hướng, năng lượng của sóng được chứa trong dao động thẳng đứng của chúng và một phần nằm ngang ở độ sâu nông. Chiều cao của sóng, hay đúng hơn là sự phân bố của nó, được coi là bằng 2/3 trên bề mặt trung bình của nước và chỉ bằng 1/3 ở độ sâu. Khoảng tỷ lệ tương tự được ghi nhận trong tốc độ của sóng lên và xuống. Có lẽ, sự khác biệt này là do bản chất khác nhau của các lực ảnh hưởng đến sự chuyển động của sóng: khi khối lượng nước dâng lên, áp lực chủ yếu tác động lên (sóng bị ép ra khỏi biển theo đúng nghĩa đen do áp lực nước tăng lên ở khu vực này và áp suất không khí cản tương đối thấp). Khi sóng di chuyển xuống, lực hấp dẫn, độ nhớt của chất lỏng và áp suất gió trên bề mặt chủ yếu hoạt động. Chống lại quá trình này là: quán tính của chuyển động trước đó của nước, áp suất bên trong của biển (nước từ từ nhường chỗ cho sóng đi xuống - áp suất di chuyển vào các vùng nước lân cận), mật độ của nước, khả năng hướng lên dòng không khí (bong bóng) xảy ra khi đỉnh sóng bị đảo ngược, v.v.

Sóng như một nguồn năng lượng tái tạo

Điều đặc biệt quan trọng cần lưu ý là sóng gió là năng lượng gió tập trung. Sóng truyền đi rất xa và giữ nguyên thế năng trong một thời gian dài. Vì vậy, người ta thường có thể quan sát sự sôi động của biển sau một cơn bão hoặc cơn bão, khi gió đã tắt từ lâu, hoặc sự sôi động của biển khi bình lặng. Điều này mang lại cho sóng một lợi thế lớn như một nguồn năng lượng tái tạo do tính bền bỉ và khả năng dự đoán tương đối của chúng, vì sóng xảy ra với một chút độ trễ sau khi gió bắt đầu và tiếp tục tồn tại lâu sau đó, di chuyển trên một khoảng cách dài, tạo ra điện từ sóng tiết kiệm chi phí hơn so với tua-bin gió. Thêm vào đó, sự ổn định của sóng biển, bất kể thời gian trong ngày hay nhiều mây, điều này làm cho các máy tạo sóng tiết kiệm chi phí hơn so với các tấm pin mặt trời, vì các tấm pin mặt trời chỉ tạo ra điện vào ban ngày và tốt nhất là trong thời tiết mùa hè trong lành - trong mùa đông, tỷ lệ phần trăm năng suất giảm xuống 5% dung lượng pin ước tính.

Dao động trên mặt nước là kết quả của hoạt động mặt trời. Mặt trời làm nóng bề mặt hành tinh (và không đồng đều - mặt đất nóng lên nhanh hơn mặt biển), sự gia tăng nhiệt độ bề mặt dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ không khí - và điều này dẫn đến sự giãn nở không khí, nghĩa là sự gia tăng trong áp lực. Như bạn đã biết, không khí có áp suất vượt trội sẽ chảy vào khu vực có áp suất thấp hơn - tức là gió được tạo ra. Và gió thổi sóng. Cần lưu ý rằng hiện tượng này cũng hoạt động tốt theo hướng ngược lại, khi bề mặt hành tinh nguội đi không đều.

Nếu chúng ta tính đến khả năng tăng nồng độ năng lượng trên một mét vuông bề mặt bằng cách giảm độ sâu của đáy và (hoặc) tạo ra các "bút" sóng - các rào cản thẳng đứng, thì việc thu được điện từ dao động sóng của mặt nước trở thành một đề xuất rất có lợi nhuận. Người ta ước tính rằng khi chỉ sử dụng 2-5% năng lượng sóng của các đại dương trên thế giới, loài người có thể đáp ứng tất cả các nhu cầu hiện tại về điện ở cấp độ toàn cầu gấp 5 lần.

Sự phức tạp của việc biến các máy tạo sóng thành hiện thực nằm ở chính môi trường nước và sự biến động của nó. Đã có những trường hợp độ cao sóng từ 30 mét trở lên. Sóng hoặc nồng độ năng lượng cao của sóng mạnh ở các khu vực gần các cực hơn (trung bình 60-70 kV / m2). Thực tế này đặt ra nhiệm vụ cho các nhà phát minh làm việc ở các vĩ độ phía bắc là đảm bảo độ tin cậy phù hợp của thiết bị so với mức độ hiệu quả. Và ngược lại - ở Biển Địa Trung Hải và Biển Đen, nơi cường độ năng lượng của sóng trung bình khoảng 10 kWh / mét vuông, các nhà thiết kế, ngoài khả năng tồn tại của công trình trong điều kiện bất lợi, buộc phải tìm cách để tăng hiệu quả của việc cài đặt (COP), điều này sẽ luôn dẫn đến việc cài đặt sau tạo ra các cài đặt hiệu quả hơn về chi phí. Một ví dụ là dự án Oceanlinx của Úc.

Ở Liên bang Nga, thị trường sản xuất điện này vẫn chưa được lấp đầy, mặc dù vùng nước thực tế không giới hạn với cường độ năng lượng khác nhau, bắt đầu từ Baikal, Caspian, Biển Đen và kết thúc ở Thái Bình Dương và các vùng nước phía bắc khác (đối với thời gian không đóng băng).

Ngoài ra, nơi sóng được chuyển đổi thành điện năng, sinh vật biển trở nên phong phú hơn do thực tế là đáy không phải chịu tác động hủy diệt trong cơn bão.

ghi chú

Carr, Michael "Hiểu Sóng" Sail Tháng 10 năm 1998: 38-45.
Rousmaniere, John. Cuốn sách về nghề đi biển của Annapolis, New York: Simon & Schuster 1989
G.G. Stokes (1847). "Về lý thuyết sóng dao động". Giao dịch của Hiệp hội Triết học Cambridge 8 : 441–455.
In lại trong: G.G. Stokes Bài báo Toán học và Vật lý, Tập I. - Nhà xuất bản Đại học Cambridge, 1880. - Trang 197–229.
Phillips, O.M. (1977) "Động lực của đại dương trên"(tái bản lần 2) ISBN 0 521 29801 6
Holthuisen, L.H. (2007) "Sóng trong vùng nước đại dương và ven biển" Nhà xuất bản Đại học Cambridge, ISBN 0521860288
Falkovich, Grêgôriô (2011), "Cơ học chất lỏng (Khóa học ngắn hạn dành cho các nhà vật lý)", Nhà xuất bản Đại học Cambridge, ISBN 978-1-107-00575-4

liên kết

Mỗi làn sóng được đặc trưng bởi các yếu tố nhất định. Các yếu tố phổ biến cho sóng là: 1. đỉnh- điểm cao nhất của đỉnh sóng; 2. Duy Nhất- điểm thấp nhất của máng sóng; 3. Chiều cao(h) - phần thừa của đỉnh sóng; bốn. chiều dài() - khoảng cách nằm ngang giữa đỉnh của hai đỉnh liền kề trên mặt cắt sóng được vẽ theo hướng truyền sóng chung; 5. Giai đoạn(T) - khoảng thời gian giữa hai lần sóng đi qua một phương thẳng đứng cố định; nói cách khác, đó là khoảng thời gian mà sóng đi được một quãng đường bằng chiều dài của nó; 6. độ dốc (e)- tỷ lệ chiều cao của một sóng nhất định với chiều dài của nó. Độ dốc của sóng tại các điểm khác nhau của biên dạng sóng là khác nhau. Độ dốc trung bình của sóng được xác định theo tỷ lệ:

7. tốc độ sóng(c) - tốc độ di chuyển của đỉnh sóng theo hướng truyền của nó, được xác định trong một khoảng thời gian ngắn theo thứ tự của chu kỳ; sóng; tám. sóng phía trước- một đường trên mặt bằng của một bề mặt gồ ghề đi dọc theo các đỉnh của đỉnh sóng nhất định, được xác định bởi một tập hợp các mặt cắt sóng được vẽ song song với hướng truyền chung.

Hình 1. Các phần tử cơ bản của sóng

2.2Tốc độ sóng gió

Sóng gió có đặc điểm chỉ là chuyển động ngang nhẹ của nước. Khi độ sâu tăng lên, sự dịch chuyển ngang trở nên nhỏ không đáng kể ở độ sâu vượt quá bước sóng. Kết quả là, ở vùng nước sâu, sóng thực tế không tương tác với đáy và hành vi của chúng không phụ thuộc vào độ sâu. Do đó, vận tốc pha của sóng chỉ là một hàm của bước sóng. Vùng nước sâu

Bất kỳ hệ thống nào trong đó tốc độ của sóng phụ thuộc vào độ dài của nó được gọi là phân tán. Do đó, đại dương sâu thẳm là một hệ thống phân tán điển hình. Tại , vận tốc truyền sóng trở nên độc lập với (hệ thống ngừng phân tán). Nhưng đồng thời nó trở nên phụ thuộc vào độ sâu.

Trên vùng nước nông

Tất cả những điều trên đề cập đến vận tốc pha của sóng. Vận tốc nhóm, tức là vận tốc truyền năng lượng khác với vận tốc pha trong môi trường phân tán. Đối với hai trường hợp giới hạn (sóng sâu và nông), các mối quan hệ sau đây là đúng:

vùng nước sâu:

ở vùng nước nông:

2.3 Chiều cao sóng

Chiều cao sóng phụ thuộc vào:

gia tốc sóng;

thời gian của gió;

tốc độ gió.

Hình 2. Đồ thị sự phụ thuộc của độ cao sóng vào tốc độ gió

Chiều cao sóng lớn nhất ghi nhận được là 34 m; chiều dài của nó là 342 m; chu kỳ 14,8 s.. Nó có vận tốc pha là 23,1 m/s và vận tốc nhóm khoảng 11,5 m/s

2.4 Năng lượng sóng

Theo thuyết thủy động lực học, năng lượng của sóng là tổng của động năng Ek của các phần tử chất lỏng tham gia vào chuyển động của sóng và thế năng Ep được xác định bởi vị trí của khối chất lỏng được nâng lên trên mức của một bề mặt yên lặng. Trong sóng có biên độ nhỏ, năng lượng trên diện tích có bước sóng và đơn vị chiều rộng:

, (6)

ở đâu là khối lượng riêng của chất lỏng, ; là gia tốc rơi tự do, ;

Sóng là một phần không thể thiếu trong đời sống sinh vật biển của một du thuyền, đó là lý do tại sao các thủy thủ dày dạn kinh nghiệm luôn dành nhiều thời gian cho vấn đề này. Đây là lý do tại sao, chúng ta sẽ tìm hiểu sau.

Mọi thứ rất đơn giản: sóng quyết định phần lớn mức độ thoải mái trên biển. Sóng lớn và chảy xiết có thể tạo ra tình huống nguy hiểm cho con tàu và hành khách trên tàu, trong khi những con sóng nhỏ và tương đối vô hại mà bạn thậm chí có thể không nhận thấy.

Trong bài viết này, chúng tôi muốn chú ý đến sóng gió, tức là những sóng được hình thành dưới tác động của các luồng gió (cũng có những sóng phát sinh do hoạt động địa chấn gia tăng - sóng thần, ảnh hưởng của mặt trăng - thủy triều, thủy triều thấp). Bất kỳ làn sóng nào cũng bắt đầu với những gợn sóng nhỏ trên mặt nước, từ đó sóng hấp dẫn dần dần phát triển, tăng chiều dài và chiều cao của chúng.

Cấu trúc sóng:

Sóng gió luôn bao gồm độ dốc trước và sau, sự khác biệt chính giữa chúng là độ dốc trước là phía trước của hướng sóng và nó luôn dốc hơn, còn độ dốc phía sau là hướng gió và thoai thoải. Khối nước trong sóng chuyển động theo quỹ đạo gần như tròn. Khi lực gió giảm đi, sóng biến thành sóng. Trong thực tế, sóng hỗn hợp thường được quan sát thấy nhất: sóng sưng và sóng gió cùng một lúc.

Các đặc điểm chính của sóng:

- Chiều cao sóng

Thông thường, định nghĩa về chiều cao sóng có nghĩa chính xác là chiều cao đáng kể của sự phấn khích của nó. Điều đó có nghĩa là gì? Chiều cao đáng kể được định nghĩa là một phần ba của sóng cao nhất. Thực tế sẽ có ít con sóng cao nhất, phần lớn con sóng sẽ có độ cao thấp hơn.

độ dốc sóng

Giá trị này có thể được biểu thị bằng một công thức đơn giản: tỷ lệ chiều cao sóng với một nửa chiều dài của nó. Theo đó, sóng càng cao thì càng dốc.

tốc độ sóng

Ngoài độ cao và độ dốc của sóng, những người lái du thuyền có kinh nghiệm cũng quan tâm đến giá trị như tốc độ sóng. Nó có thể được tính bằng công thức bước sóng / chu kỳ sóng. Do đó, kết luận - sóng càng dài thì tốc độ của nó càng lớn.

Sóng gió là lực hấp dẫn, vì gió là lực khi tiếp xúc với mặt nước sẽ đưa chất lỏng ra khỏi trạng thái cân bằng và lực hấp dẫn khiến nó trở lại trạng thái ban đầu. Do quán tính, chuyển động được thực hiện dưới dạng dao động liên tiếp của các hạt nước, ở độ sâu đủ lớn, chuyển động theo quỹ đạo tròn và truyền chuyển động tương tự cho các lớp bên dưới, yếu dần khi chúng di chuyển ra khỏi nước mặt. Theo đó, các nhiễu loạn nhanh chóng phân rã theo độ sâu. Nếu độ sâu của hồ chứa bị hạn chế, thì ma sát với đáy sẽ ảnh hưởng đến hình dạng của các quỹ đạo: với độ sâu, chúng giảm dần về giá trị tuyệt đối, ngày càng trở nên dài ra và có dạng hình elip, và trong lớp tự nhiên, hạt chỉ chuyển động theo phương nằm ngang. Phần sóng nhìn thấy được chuyển động trong không gian dưới dạng chuyển động tịnh tiến của sóng. Theo sự xuất hiện của dạng sóng, sóng được chia thành hai chiều và ba chiều. Theo quy định, sóng hai chiều xảy ra ở các khu vực mở của biển và đại dương sau khi kết thúc tác động của gió. Trên các vùng nước nội địa, hầu như không bao giờ bắt gặp sóng gió ở dạng chính xác, vì tác động của ngay cả gió không đổi về hướng và tốc độ cũng được thực hiện dưới dạng các xung không bằng nhau truyền đến khối nước. Sự thay đổi hướng của gió có thể gây ra sự hiện diện trong hồ chứa của một số hệ thống sóng cùng một lúc, khi xếp chồng lên nhau, một mô hình sóng gió ba chiều phức tạp được tạo ra, các đỉnh sóng, không tạo ra sự đều đặn. tiền tuyến, nhưng được sắp xếp theo mô hình bàn cờ có điều kiện. Hình dạng và kích thước của sóng được xác định bởi các yếu tố của chúng. Để rõ ràng, chúng tôi xem xét các dao động sóng tại một điểm cố định của hồ chứa khi sóng đi qua nó, cũng như biên dạng sóng - một phần của bề mặt bị xáo trộn tại một điểm cố định theo thời gian bởi một mặt phẳng thẳng đứng theo hướng truyền sóng chính . (Xem hình 2.1)

Hình 2.1 Biên dạng sóng và các phần tử

Theo mức độ phát triển của sóng gió, người ta phân biệt sóng lớn, đều và tắt dần. Một dấu hiệu đặc trưng của sóng đang lớn là kích thước của sóng chưa đạt đến giá trị mà chúng phải có dưới tác động lâu dài của gió có hướng và tốc độ nhất định. Sóng ổn định được đặc trưng bởi thực tế là sự phát triển của sóng dừng lại, mặc dù tốc độ gió tăng thêm. Các nhà khoa học cho rằng hiện tượng này xảy ra khi tỷ lệ giữa tốc độ truyền sóng và gió bằng 0,8, vì trong trường hợp này, giá trị của năng lượng do gió truyền đi sẽ bằng với sự tiêu tán của nó, ngoài ra, giá trị của năng lượng truyền theo gió sẽ giảm do chuyển động tịnh tiến của sóng tăng lên. Sóng suy giảm xuất hiện khi gió yếu đi và khối nước chưa đạt đến trạng thái cân bằng. Độ cao của sóng trong sóng tắt dần thường thấp hơn ở trạng thái ổn định và dần dần biến mất. Kích thước của sóng gió phụ thuộc vào một số yếu tố, trong đó chủ yếu là: thời gian của gió và tốc độ, độ dài của gia tốc - khoảng cách từ bờ biển khuất gió đến điểm tính toán, độ sâu của hồ chứa và phác thảo đường bờ biển. Ở các vùng nước nội địa, ảnh hưởng của các yếu tố này thể hiện khác với ở các vùng nước mở của biển và đại dương, nơi gió đóng vai trò chính trong sự phát triển của sóng, tốc độ và hướng thay đổi trên mặt nước khu vực, vì gia tốc đạt tới hàng trăm và thậm chí hàng nghìn km. Và chỉ gần bờ biển ở vùng nước nông, độ sâu và đường viền của bờ biển mới ảnh hưởng đến sóng. Trong các vùng nước nội địa và kích thước vùng nước tương đối nhỏ của chúng, hướng và tốc độ gió thường có thể được coi là không đổi trên diện tích vùng nước và có thể được xác định từ dữ liệu quan sát từ các trạm khí tượng ven biển. Kích thước hạn chế của các vùng nước cũng là lý do tại sao trong các hồ chứa và hồ, gió phát triển sóng ở trạng thái ổn định trong một thời gian ngắn và sóng đạt đến sự phát triển giới hạn của chúng vài giờ sau khi bắt đầu tác động của gió. ổn định về tốc độ. Với gió không đổi, các đặc tính thống kê của sóng không thay đổi theo thời gian. Ranh giới rõ ràng của sóng ổn định không được xác định chính xác và các nhà khoa học khác nhau đánh giá nó khác nhau. Đặc điểm chính của sóng gió ở vùng nước nội địa là tính độc lập thực tế của nó với thời gian của gió. Sự phấn khích cũng nhanh chóng tan biến sau cơn gió, vì vậy thực tế không có hiện tượng sóng vỗ ở vùng nước nội địa.

Tất cả các hồ chứa hoặc các phần của chúng, theo các điều kiện tác động của độ sâu lên sóng, được chia thành nước sâu - với độ sâu hơn một nửa bước sóng (Н>), nông - với độ sâu nhỏ hơn một nửa bước sóng và đáy độ dốc nhỏ hơn 0,001 (Н≤, i≤0,001) và hỗn hợp, trong đó cả điều kiện hình thành sóng ở nước sâu và nước nông đều diễn ra dọc theo lấy và độ dốc đáy lấy giá trị lớn hơn và nhỏ hơn 0,001. Các khái niệm về hồ chứa "nước nông và nước sâu" khá tương đối: cùng một vùng nước có thể là nước sâu và nước nông, tùy thuộc vào các tham số sóng. Trong hầu hết các trường hợp, ở các hồ chứa do địa hình đáy phức tạp trên đường gia tốc nên độ sâu đóng vai trò quyết định đối với các quá trình tạo sóng. Và việc tính toán độ sâu phải được xem xét cẩn thận trong các tính toán về sóng gió. Ảnh hưởng định lượng của độ sâu đối với sự hình thành sóng gió được ước tính theo nhiều cách khác nhau: một số nhà nghiên cứu đề xuất tính đến độ sâu tại điểm tính toán, những người khác - độ sâu trung bình trên hồ sơ tìm nạp, những người khác - sự thay đổi độ sâu dọc theo tính toán hồ sơ từ phần này sang phần khác (phương pháp bước). Độ sâu đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành sóng trong hồ chứa và hồ nhỏ. Nó có liên quan mật thiết đến các đặc điểm hình thái đặc điểm của các hồ chứa, đến phương thức vận hành của chúng, đến chế độ mực nước. Ví dụ, trong Hồ chứa Rybinsk, là một giao thoa ngập nước với độ sâu 7-9 m, nhất thiết phải tính đến độ sâu, vì trong trường hợp hạ thấp điều hướng của hồ chứa là 2 m (không lấp đầy hồ chứa đến mức giữ bình thường - FSL), độ sâu có thể hạn chế đáng kể sự phát triển của sóng trên toàn bộ vùng nước. Tình hình ngược lại ở các hồ chứa có đập cao áp (Bratskoye, Krasnoyarsk), độ sâu thực tế không ảnh hưởng đến sự hình thành sóng, vì ở độ sâu từ 20 đến 100 m gần đập, các hồ chứa này có thể được xếp vào loại nước sâu. Đối với “các hồ chứa hỗn hợp” (các hồ chứa Kuibyshevskoe, Tsimlyanskoe), ảnh hưởng đáng kể của độ sâu đến chiều cao sóng ở các phần trên là đặc trưng hơn so với ở phần gần đập, tương tự về điều kiện nước sâu. Ảnh hưởng hạn chế của độ sâu tại các đoạn thượng lưu đặc biệt rõ rệt trong điều kiện hạ nước về mùa hè của các hồ chứa điều tiết theo mùa và dài hạn. Và cả khi các hồ điều tiết dài hạn không được lấp đầy cho FSL. Ở những hồ chứa bằng phẳng đáng kể, với dao động mực nước trong thời kỳ không có băng là 2-3 m, diện tích vùng nước, gia tốc sóng và độ sâu thay đổi đáng kể. Về vấn đề này, trong tính toán sóng gió, cần tính đến dao động cấp độ trong thời kỳ không có băng. Ảnh hưởng của độ sâu đối với sóng gió ở các vùng nước kín nội địa còn thể hiện ở việc hạn chế sự phát triển của độ cao sóng, khi trong điều kiện gia tốc và tốc độ gió, sóng có thể lớn lên. Trong những trường hợp như vậy, người ta nên nói về gia tốc hiện tại hoặc gia tốc tối đa trong các điều kiện gió nhất định, sự gia tăng sau đó không còn kéo theo sự phát triển của sóng. Ở tốc độ gió lớn nhất đối với vùng biển nội địa (20 - 25 m/s), giá trị của gia tốc hiện tại là khoảng 100 km. Dải ven biển gồm cả vùng nước nông và nước sâu được chia thành 4 vùng, trong đó điều kiện hình thành sóng và tính chất của sóng có những nét đặc trưng riêng.

Khi xem xét các vùng này, các chỉ định sau được áp dụng: Hcr - độ sâu mà sóng có độ cao nhất định bị vỡ (Hcr = 2h),

λ là bước sóng trung bình ở vùng nước sâu, h là chiều cao sóng trung bình có thể quan sát được ở vùng nước sâu, h 1 là chiều cao sóng trung bình có thể quan sát được tại bất kỳ điểm nào trong vùng thứ hai, với điều kiện H là độ sâu của nước tại ranh giới giữa khu thứ nhất và khu thứ hai (chuyển từ độ dốc i≤0,001 sang độ dốc i>0,001).

Vùng đầu tiên là vùng nước sâu (nếu hồ chứa sâu) hoặc nông (nếu hồ chứa nông).

Đới thứ hai là đới biến đổi của sóng truyền từ đới thứ nhất vào bờ theo hướng giảm dần độ sâu. Ở các hồ nước sâu bao gồm dải nước ven biển có độ sâu H cr 0,001, và ở vùng nước nông - dải nước ven biển có độ sâu H>H cr, và độ dốc i > 0,001, Hcr=2h 1.

Vùng thứ ba là vùng lướt sóng, với độ sâu H arr

Vùng thứ tư là vùng nước dâng, gần bờ, trên biên giới của nó, tại H arr = 0,65 H cr, sự phá hủy cuối cùng của tất cả các sóng và sự hình thành của nước dâng, dòng nước lướt vào bờ , xảy ra.

Ở các vùng nước nội địa có địa hình đáy phức tạp, theo điều kiện hình thành sóng, vùng thứ hai và thứ ba không chỉ có thể chiếm dải ven biển mà còn nằm ở vùng nông của hồ chứa cách xa bờ biển. Các yếu tố quan trọng quyết định sóng gió trong vùng nước nội địa là hình dạng của chúng, độ lõm của đường bờ biển và sự hiện diện của các chướng ngại vật (mũi đất, đảo) trên đường phân tán. Như vậy, do một số đặc điểm hình thành sóng đã liệt kê, sóng gió ở các vùng nước nội địa rất phức tạp, có ba chiều và do độ sâu hạn chế nên độ dốc của sóng lớn hơn nhiều so với độ dốc của biển. Về vấn đề này, các phương pháp lý thuyết để tính toán các yếu tố sóng được phát triển cho điều kiện biển hóa ra không phù hợp với vùng nước nội địa. Hiện tại, các phương pháp thực nghiệm để tính toán các yếu tố sóng, cũng như các phương pháp bán thực nghiệm dựa trên việc sử dụng phương trình cân bằng năng lượng sóng với sự tham gia của các hệ số thực nghiệm, đã được phát triển rộng rãi. Hứa hẹn nhất là các phương pháp quang phổ để tính toán các yếu tố của sóng gió.