小风区风浪要素计算方法
海洋要素计算与预报(海浪3)
4
( 0 )2 exp 2 2 2 0
0.076~ x 0.22
~ x gx / U 2 ~ U / g
0 0
JONSWAP谱相对于风区的成长
文氏谱(1994)
~ 无因次化
0
j 1
S ( )0 ~ ~ S ( ) m0
H1/10 1 N10
H ,
i i 1
N10
T1/10
1 N10
T ,
i i 1
N10
N10 N / 10
H1/100
1 N100
N100 i 1
H ,
i
T1/100
1 N100
N100 i 1
T ,
i
N100 N / 100
H1% H i ,
H 4% H i ,
1 H F ( H ) exp
其中
2.126, 8.42
假定波动能量集中于谱重心频率附近(Longuet-Higgins,1975) :
S ( )d
0
S ( )d
0
m1 m0
(t ) Re an expi(n t n )
n
(t ) Re ei exp(i t )
ei an exp{ i[(n )t n ]}
1
12 22 32 42 f (1 , 2 , 3 , 4 ) exp exp 2 (2 ) 0 2 2 0 22
其中
r
0
兴宁市罗坝河塘堤加固工程堤顶超高值-堤岸冲刷深度计算详解
兴宁市罗坝河塘堤加固工程堤顶超高值\堤岸冲刷深度计算详解摘要:以工程实例数据对堤防工程堤顶超高值、堤岸冲刷深度公式详细分解计算,说明堤防工程的设计的科学重要性。
关键词:工程简介波浪爬高波浪周期波长风壅增水高度冲刷深度兴宁市罗坝河塘堤加固工程位于兴宁市刁坊镇内,刁坊镇位于兴宁市东南部,面积58.01km2,工程围内由宁江河中游右岸及樟坑沥回水支堤组成,总长7.9km,围内集雨面积12.4km2,现有耕地0.55万亩,人口1.32万人。
全镇工业总产值17135万元,农业总产值16589.48万元。
交通便利,有S225线、河梅高速公路及广梅汕铁路等穿过。
一、堤防堤顶超高值计算该工程的堤顶超高值均按《堤防工程设计规范》(GB50286—98)中的有关公式和有关规定进行计算。
堤顶超高的计算公式为:Y=R+e+A (1)式中Y——堤顶超高(m);R——设计波浪爬高(m);e——设计风壅增水高度(m);A——安全加高(m)。
本工程为不允许越浪的4级堤防工程,查本规范表2.2.1可知,A取值为0.6m。
设计波浪爬高R和设计风壅增水高度e均按本规范附录C中的公式和有关规定进行计算。
由于该工程堤线较长,堤的走向变化复杂,故选取工程中较有代表性的堤段进行计算。
(一)、宁江河主堤段(神光沥出口至樟坑沥出口)该堤段采用护坡式,堤外坡(迎水面)坡比为1:2.0。
由于堤线较长,只能选取水深较深,水域较宽的典型断面进行计算。
1、风浪要素的确定风浪要素的计算公式为:其中不规则波的波长为式中——平均波高(m);——平均波周期(S);V——计算风速(m/s);F——风区长度(m);d——水域的平均水深(m);g——重力加速度(9.81m/s2);tmin——风浪达到稳定状态的最小风时(S);L——波长(m)。
该堤段中,计算风速V=16m/s,水域平均水深d=8.25米,风区长度F=97米,风向按垂直于堤线计。
根据这些已知条件,利用公式(2)可求得波浪的平均高H。
小风区风浪要素计算方法
小风区风浪要素计算方法
小风区风浪要素的计算方法:
一、气象观测资料
1.风速:采用风速仪根据ISO规范进行观测。
2.风向:采用风向指示仪根据ISO规范进行观测。
3.小量热流:采用热流管圈捕集热量,然后根据ISO标准进行计算。
4.温度:采用温度计或温度传感器根据ISO标准进行观测。
5.湿度:采用湿度计或湿度传感器根据ISO标准进行观测。
6.气压:采用气压表根据ISO标准进行观测。
二、风浪参数计算
1.浪高:采用气压表、小量热流管圈和热量分析仪根据BS EN 1030-1规范进行计算。
2.浪周期:采用海浪观测数据和ISO标准计算出浪周期的计算公式。
3.各型浪比:采用海浪观测数据按照规定的浪长和周期计算出各种型浪
的比例关系。
4.综合风浪强度:采用海浪观测数据,按照ISO标准计算出综合风浪强度指数。
三、数据传输
1.将小风区风浪要素的观测资料和计算结果通过网络进行实时传输,以便进行分析和及时预警。
2.采用ISO标准,确保小风区风浪要素的观测资料和计算结果可靠可信。
四、质量管理
1.采用质量管理方法确保小风区风浪要素的准确性、可靠性和完整性。
2.采用质量检查法和质量保证法,确保小风区风浪要素计算结果准确无误。
3.对小风区风浪要素计算过程中存在的缺陷进行定期检查和维护。
8.海浪
2)风浪的成长与风力、风区和 风时的关系 风区:指风向和风速近似一致的 风所吹刮的距离。 风时:是指近似一致的风向和风 速连续作用于风区的时间。 风力越大,风区越长,风时越久 ,风浪就越发展。但风浪的发展 不是无限制的,当波陡接近1/7时 ,波浪开始破碎,波高停止发展。 这种状态的风浪称为充分成长的风 浪。在风速一定时,风浪充分成长 不同风速时形成充分成长的风 需要一定的临界风时和风区。三者 浪所需要的最小风区和风时 的关系见右上图。 由图可见,风速越大,风浪充分成长所需要的最小风时和最小风区也 越大。例如当风速为20kn时,最小风区75n mile,最小风时为10h; 当 风速为30kn时,最小风区和最小风时分别增加到280n mile和23h。
3)风暴潮(Storm Surge)
――由强烈的大气扰动(强台风、强锋面气旋、寒潮大风等)引起的 海面异常上升现象。 主要原因:海面气压分布不均匀――气压每下降1hPa,海面约升高1cm; 大风――风暴向岸边移动时,受强风牵引海水涌向岸边,海 面升高,升高幅度与风速的平方成正比。 我国风暴潮多发区: 莱州湾、渤海湾、长江口至闽江口、汕头至珠江口、雷州湾和海南 岛东北角,其中莱州湾、汕头至珠江口是严重多发区。
§8.4 有效波高和合成波高 21
3、合成波高 ――风浪波高与涌浪波高的合成, HE=(Hw2+Hs2)1/2 公式中:Hw――平均显著风浪波高; Hs――平均显著涌浪波高。 波浪分析图上的波高为合成波高。 二、有效波高与其它统计波高的关系 设有效波高H1/3=1m,则 平均H=0.63m H1/10=1.27m H1/100=1.61m H1/1000=1.94m
§8.5船舶海洋水文气象观测与编报
29
N, 0°
4m/s
浅水风浪要素推算公式比较
浅水风浪要素推算公式比较陈琦;潘金霞【摘要】对于缺乏长期波浪观测资料的新建港址,利用风况观测资料推算风成浪,是确定设计波浪的简便方法.选取宁波-舟山海域两处工程实例,分别运用国内主要浅水风浪推算公式——规范法与莆田法,对海湾水域与岛屿环抱水域两种典型海域进行不同重现期设计浅水风浪要素的推算.通过对风区长度、风区平均水深以及设计风速等主要变量的工况组合,归纳两种方法的计算结果差异性与适用性,结论可供工程设计参考.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】8页(P14-21)【关键词】浅水波;风浪要素;有效波波高;有效波周期【作者】陈琦;潘金霞【作者单位】宁波港建设开发有限公司,浙江宁波315040;宁波中交水运设计研究有限公司,浙江宁波315040【正文语种】中文【中图分类】U652.3对于沿海地区部分新建港址,由于缺乏长期波浪观测资料,无法通过分析波列组成样本、利用概率分析方法计算分布规律及重现期设计波要素。
因此,利用当地气象台站的风况观测资料或天气图,依据风要素与波要素的关系计算波浪,是工程人员确定设计波浪的简便方法。
目前,风浪成长计算公式较多,国内最为常用的方法有《海港水文规范》[1]规定的风浪计算公式(简称“规范法”)、《堤防工程设计规范》[2]与《浙江省海塘工程技术规定》[3]采用的浅水水域波浪计算公式(简称“莆田法”)、部分工程单位参考使用的美国《海岸防护手册》[4]浅水波公式(即“SMB法”)。
对于风浪计算方面的研究,现多集中于利用天气图及风况资料,基于上述公式对特定海域(如渤海湾[5]、莱州湾[6]、杭州湾[7]及长江口[8]等)的风浪要素进行推算,通过与实测值或数值模拟结果比较[9],分析该地区计算公式的适用性。
部分研究从公式入手,通过修正规范计算图表[10]以优化推算结果。
本文以宁波-舟山海域两处工程选址点为例,分别运用规范法与莆田法推求不同重现期设计浅水风浪要素,并通过对风区长度、风区平均水深以及设计风速等主要变量的排列组合,归纳两种方法的计算结果差异性与适用性,供工程设计参考。
海洋要素计算与预报海浪6
Z 1 E ck E
波动能量的每弧度增长率
Z a Uc w~c2 k W Uc 2
风浪的能量随时间指数地成长:
a 2 (t) a02eZt
2
W a
c U1
Z
2.3 Miles剪切流不稳定机制
U
U1
ln
z z0
c(k)
g 0
1
最大值
1/ 4
cm in
4g
W
1/ 4
c
c
os1
cm
in
U
c os1
4g
WU 4
Lc
2
W
g
二、风浪生成的初始阶段
S(k,t) (1, ) k 2(k)t 4 W2
S(k,t) k 2(k)t2
4 2 W2
Principal stage of development
S(k, t)
k 2t 2 2 W2
(k,)
c U cos Resonance condition:
2.3 Miles剪切流不稳定机制
U (z)
U (zc ) c
Lc 1.73cm
k 2(k)
极大值
S(k, t)
极大值
三、风浪生成的主要阶段
假定气流压力场为一平稳过程,经过推导得到波面谱的渐进值:
S(k,t)
k 2t
2 2 W2
(k, )cos
0
波浪要素及安全超高计算(堤防工程设计规范GB_50286-2013)
3.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 5 护面类型
KΔ ----- 斜坡的糙率渗透性系数 Kp----- 爬高累积频率换算系数
β ----- 风向与坝轴法线夹角 tmin----- 风浪稳定时最小风时
计算公式区
0.45 gF 0.0018 0 .7 2 gH V gd 0 . 13 th 0 . 7 th 2 0 .7 V2 V gd 0 . 13 th 0 . 7 2 V 0 .5 gT gH 13 .9 2 3 .45 V V gt min gT 168 V V 1 当m 1.5 ~ 5.0时;
光滑不透水护面(沥青混凝 混凝土或混凝土板 草皮 砌石
hm L m 1 m2 2 当m 1.25时; R P K K W K P R 0 hm 3 当1.25 m 1.5时。
RP
K KW K P
2 d L th 2 L
e KV F cos 2 gd
2
gT 2
β (°) 0 15 20 30 40 50
滑不透水护面(沥青混凝土)
凝土或混凝土板
皮
石
填两层块石(不透水基础)
填两层块石(透水基础)
脚空心方块(安放一层)
0.55 0.4 0.38
60
0.76
脚锥体(安放二层)
工字块体(安放二层)
辅助计算区 假设 L 2.305 计算 L 1.139 ΔL 1.166
Kv值
辅助计算区
V/(gd)^0.5 3 3.049
0.43845
名词解释区 V------计算风速 H------平均波高 L------平均波长 Kw------经验系数 F-----风区长度 T-----平均波周期 e-----风雍水面度 m-----坡度系数 d-----水域平均水深 A-----安全超高 K-----综合摩阻系数 R0、Rp----波浪爬高
风浪计算公式
风浪计算公式1. 莆田试验站法:⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.0245.027.0227.013.00018.07.013.0W gH th W gD th W gH th W gh m m m5.0438.4m m h T =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=m mm L H th gT L ππ222式中,m h ——平均波高,m ;m L ——平均波长,m ; m T ——平均波周期,s ;W ——计算风速,m/s ;D ——风区长度(吹程),m ; m H ——水域平均水深,m ;g ——重力加速度,取9.81m/s 2。
对于深水波,即当m L H 5.0≥时(H 为迎水面前水深),波长计算可简化为:π22mm gT L =按照规范规定采用累计频率为1%的波高,对应于平均波高应乘以系数2.42。
2. 对于丘陵、平原地区水库,当W<26.5m/s 、D<7500m 时,可采用鹤地水库公式:312612%200625.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=-W gD W W gh 21220386.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=W gD W gL m式中,%2h ——累计频率为2%的波高,对应于累计频率为1%的波高应乘以系数1.085。
3. 对于内陆峡谷水库当W<20m/s 、D<20000m 时,可采用官厅水库公式:31212120076.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=-W gD W W gh 75.31215.212331.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=-W gD W W gL m式中,h ——当250~202=W gD时,为累计频率5%的波高%5h ,m ;当1000~2502=WgD时,为累计频率10%的波高%10h ,m 。
根据规范应换算为累计频率为1%的波高,对应于5%的波高应乘以系数1.241;对应于10%的波高应乘以系数1. 415。
波浪爬高计算公式及附表
附录C 波浪计算C.1 波浪要素确定C.1.1 计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定,应符合下列规定:1 风速应采用水面以上10m 高度处的自记10min平均风速。
2 风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。
3 当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时,风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离;当水域周界不规则、水域中有岛屿时,或在河道的转弯、汊道处,风区长度可采用等效风区长度Fe,Fe可按下式计算确定:式中ri——在主风向两侧各45°范围内,每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度(m);αi——射线ri与主风向上射线r0之间的夹角(度),αi=i×Δα。
计算时可取Δα=7.5°(i=0,±1,±2,…,±6),初步计算也可取Δα=15°(i=0,±1,±2,±3),(图C.1.1)。
图C.1.1 等效风区长度计算4 当风区长度F小于或等于100km 时,可不计入风时的影响。
5 水深可按风区内水域平均深度确定。
当风区内水域的水深变化较小时,水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2 风浪要素可按下列公式计算确定:式中——平均波高(m);——平均波周期(s);V——计算风速(m/s);F——风区长度(m);d——水域的平均水深(m);g——重力加速度(9.81m/s2);tmin——风浪达到稳定状态的最小风时(s)。
C.1.3 不规则波的不同累积频率波高Hp与平均图C.1.1 等效风区长度计算波高之比值Hp/可按表C.1.3-1确定。
表C.1.3.1 不同累积频率波高换算不规则波的波周期可采用平均波周期表示,按平均波周期计算的波长L 可按下式计算,也可直接按表C.1.3-2确定。
表C.1.3.2 波长~周期~水深关系表L=f(T,d)续表 C.1.3.2C.1.4 设计波浪推算应符合下列规定:1 对河、湖堤防,设计波浪要素可采用风速推算的方法,并按本附录第C.1.2条计算确定。
QF207浮标的海浪要素计算探讨
QF207浮标的海浪要素计算探讨卢小鹏;吕翠兰;王薇;沈光【摘要】文章主要从目前已有的一些计算海浪要素的半理论半经验的公式出发,结合QF207的部分实测资料进行比较,寻找一种适合计算QF207风浪特征的计算公式.【期刊名称】《海洋开发与管理》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】4页(P56-58,71)【关键词】QF207浮标;海浪;计算方法【作者】卢小鹏;吕翠兰;王薇;沈光【作者单位】宁波市海洋与渔业局宁波315012【正文语种】中文海浪是一个非常复杂的物理现象,到目前为止,人们对它的认识还不是非常清楚。
虽然,大家都知道,风吹过海面就会形成波浪,但实际上,我们在海洋上遇到的通常是不同来源地波系叠加起来的混合浪。
当风浪和涌浪在浅海传播时,由于地形的影响,在海岸和岛屿附近还常出现折射、绕射、反射、卷倒等现象,同时其在传播过程中其波向、波速、波形以及其他性质也都在不断发生变化。
海浪也是一种具有巨大能量的自然现象,蕴藏着大量的可再生动力能源,现在也有人提出运用海浪能进行发电。
但是海浪也给人们的生产生活、海洋工程等带来很多不利因素。
因此,我们需要对海浪特征充分地了解,才能正确地利用它,又能减少它带来的不良后果。
海上的实测风浪资料是非常宝贵的资源,本文选择浮标QF207作为分析的对象,该浮标位于东海外部,29.5°N、124.0°E,其所在海域水深大约为60~70m,周边开阔,无岛屿阻挡,能很好地代表东海海域的风浪。
该浮标于2009年12月由东海技术中心负责安放投入使用,其风浪要素分别为美国公司的测风仪和山东省科学院海洋仪器研究所的测浪仪获取。
本文以其获取的重大天气系统影响期间的实测风、浪要素进行分析,期望从中总结一些规律,为今后的风浪预报提供一些借鉴。
3.1 风浪要素计算理论风浪的形成源于风-水间相互作用,通过风与水界面进行动量、能量和其他物理量的交换。
风浪的成长和消衰取决于能量的输入和消耗,当波面上的压力不对称导致风浪的能量输入大于水体由于摩擦消耗的能量时,决定了风浪的不断发展;当能量输入等于能量消耗时,风浪不再发展,趋于稳定;当能量的输入小于波能消耗时,风浪将不断减弱,并趋于消亡。
水闸的波浪要素计算(完整版)实用资料
水闸的波浪要素计算(完整版)实用资料(可以直接使用,可编辑完整版实用资料,欢迎下载)水闸波浪要素计算波浪要素可根据水闸运用条件,计算情况下闸前风向、风速、风区长度、风区内的平均水深等因素计算。
波浪压力应根据闸前水深和实际波态进行计算。
(1)平原、滨海地区水闸按莆田试验站公式计算20Vgh m和0V gT m:⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.02045.0207.020207.013.00018.07.013.0v gH th v gD th v gH th v gh m mm (1) 5.02009.13⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=v gh v gT m m(2)式中 h m ——平均波高,m ;V 0——计算风速,m/s ,可采用当地气象台站提供的30年一遇10min 平均最大风速;D ——风区长度,m ,当对岸最远水面距离不超过水闸前沿水面宽度5倍时,可采用对岸至水闸前沿的直线距离;当对岸最远水面距离超过水闸前沿宽度5倍时,可采用水闸前沿水面宽度的5倍;H m ——风区内的平均水深,m ,可由沿风向的地形剖面图求得,其计算水位与相应计算情况下的静水位一致;T m ——平均波周期,S 。
(2)根据水闸级别,由下表查得水闸的设计波列累积频率P (%)值。
表1 P 值表(3)累积频率为P (%)的波高h P 与平均波高h m 的比值可由下表查得,从而计算出h P 。
表2 h p 与h m 的比值(4)按下式计算平均波长L m 值m m m L H thgT L ππ222= (3) 式中 H ——闸前水深,m 。
平均波长L m 值也可由下表查得。
表3 Lm 值标签:波长波高周期风区长度计算风速累积频率第34卷第4期广东海洋大学学报V ol.34 No.42021年8月Journal of Guangdong Ocean University Aug. 2021收稿日期:2021-03-17基金项目:广东省博士启动项目(1209386,广东海洋大学博士启动项目(E11098一种近岸波浪动能发电装置童军杰1,凌长明1,马晓茜2(1. 广东海洋大学工程学院,广东湛江524006;2. 华南理工大学电力学院广东广州510641摘要:设计了一种近岸波浪动能发电设备,其特有的双通道结构可将海水的双向流动转化为叶轮的单向旋转。
波浪要素及安全超高计算(堤防工程设计规范GB_50286-2013)
V(m/s)F(m)d(m)m β(°)K ΔA(m)6200 2.20760.80.5H(m)T(s)t min (s)L(m)Kv Kp R 00.039
0.876
354.868
1.198
1.012
1.640
1.24
A B C 假设 L 计算 L ΔL V/(gd)^0.5
0.05897
0.18244
1.43295 1.198
1.198
0.000
11.2921.511.52K Δ-----斜坡的糙率渗透性系数β-----风向与坝轴法线夹角 2.5K p -----爬高累积频率换算系数
t min -----风浪稳定时最小风时33.545
光滑不透水护面(沥青混凝混凝土或混凝土板草皮砌石
抛填两层块石(不透水基础抛填两层块石(透水基础)
四脚空心方块(安放一层)四脚锥体(安放二层)扭工字块体(安放二层)
L------平均波长e-----风雍水面度K-----综合摩阻系数Kw------经验系数
m-----坡度系数
R0、Rp----波浪爬高
计算公式区
护面
KΔ)
V------计算风速F-----风区长度d-----水域平均水深H------平均波高T-----平均波周期A-----安全超高L 值 辅助计算区
Kv 值 辅助计算区
名词解释区
堤防高程计算 (莆田试验公式)
单变量求解
(体(值 公式)。
风浪要素计算
护岸工程设计1结构设计1.1基本资料1.2风浪计算V=15.59m/s F=4000m d= 3.5m 经计算:H=0.368m T=2.694s L=10.932m 10.9321.3砼板厚度计算根据嘉荫县气象局提供实测风速资料,多年最大风速平均值为10.39m/s,设计情况采用平均风速的1.5倍,即计算风速为15.59m/s。
最大吹程在1/50000地形图上量得4km。
根据《堤防工程设计规范》(GB50286—98)附录C ,波浪的平均波高和平均波周期采用莆田试验站公式:按平均波周期计算的波长可按下式计算:根据《堤防工程设计规范》(GB50286—98)附录D 计算公式:)。
—重力加速度(—);—水域的平均水深(—);—风区长度(—);—计算风速(—);—平均波周期(—);—平均波高(—式中:25.027.0245.027.022/81.9/)(9.13)(7.013.0)(0018.0)(7.013.0s m g m d m F s m V s T m H VH g V T g V gd th V gF th V gd th V H g =⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=)。
—平均波长(—式中:m L Ld th T g L )2(22ππ=BmLr r r H t b -=ηη=0.075rb=23.54KN/m 3r=9.8KN/m 3H=0.833m 2.26L=10.932m B=0.6m m=2.5经计算:t=0.14m 1.4干砌石厚度计算K1=0.266rb=20.58KN/m 3r=9.8KN/m 3H=0.707m 1.92L10.932m m=2.5经计算:t=0.27m H ——计算波高(m )取H 1%;根据《堤防工程设计规范》附表C.1.3-1计算:计算波高H 1%=0.368×2.26=0.833m ;L ——波长(m );B ——沿斜坡方向(垂直于水边线)的护面板长度(m );B=60 cm 。
风浪计算公式
风浪计算公式1. 莆田试验站法:⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.0245.027.0227.013.00018.07.013.0W gH th W gD th W gH th W gh m m m5.0438.4m m h T =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=m mm L H th gT L ππ222式中,m h ——平均波高,m ;m L ——平均波长,m ; m T ——平均波周期,s ;W ——计算风速,m/s ;D ——风区长度(吹程),m ; m H ——水域平均水深,m ;g ——重力加速度,取9.81m/s 2。
对于深水波,即当m L H 5.0≥时(H 为迎水面前水深),波长计算可简化为:π22mm gT L =按照规范规定采用累计频率为1%的波高,对应于平均波高应乘以系数2.42。
2. 对于丘陵、平原地区水库,当W<26.5m/s 、D<7500m 时,可采用鹤地水库公式:312612%200625.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=-W gD W W gh 21220386.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=W gD W gL m式中,%2h ——累计频率为2%的波高,对应于累计频率为1%的波高应乘以系数1.085。
3. 对于内陆峡谷水库当W<20m/s 、D<20000m 时,可采用官厅水库公式:31212120076.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=-W gD W W gh 75.31215.212331.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=-W gD W W gL m式中,h ——当250~202=W gD时,为累计频率5%的波高%5h ,m ;当1000~2502=WgD时,为累计频率10%的波高%10h ,m 。
根据规范应换算为累计频率为1%的波高,对应于5%的波高应乘以系数1.241;对应于10%的波高应乘以系数1. 415。
风浪计算——精选推荐
波浪计算厂址一: 1.计算风速1.1当有海上风速资料时直接用海上风速资料计算。
1.2短缺海上测风资料时,可运用邻近岸站长系列测风资料,推求设计频率平均最大风速,一般不作岸站的海拔高度订正,而采用式的近似方法来确定海面设计风速。
陆海KV V 式中尺为风速增大系数,应通过陆上和海上或海岛上同步风速资料的对比分析求得。
若当地缺乏实际资料,海上风速增大系数尺可参考表1确定。
取值方法为:当陆上风速小时,K 值取大,反之,K 值取小;岸站离海岸距离远时,K 值取大,反之,K 值取小;海面距海岸距离按风区长度的0.5分风向不同重现风速(m/s )这里都按K=1.1换算2.2风区长度和风时2.2.1风区,风时和风浪状态的定义风区:风速差不大于2—4m/s ,而风向差小于30度的风吹行的区域。
风区长度:计算点到风区上沿的距离为风区长度。
风时:在均匀风速下,连续吹刮的时间。
定常状态:在给定风速下,当海浪受制于风区长度F ,而海浪成长与风时无关。
这种海浪状态为定常状态。
(一般风区很短或计算点离风区上沿很近)。
过渡状态:当风区很大,在给定风速下,海浪成长受制于风时,此时海浪状态与风区无关,这种海浪状态为过渡状态。
(外海风区长度能达到几百公里)。
充分成长状态:在给定风速下,当海浪达到最大值时,此时,风输入给海浪的能量与涡粘消耗的能量达到平衡,海浪的尺寸与风区,风时无关,这种海浪状态称为充分成长状态。
2.2.2风区长度的确定: 1. 单一风向法运用海图或实测海域地形图,从计算点反风向对岸零米等深线起量,量至计箅点,作为单一方向风向的风区长度。
2. 等效风区法当水域狭窄、形状不规则或有岛屿等障碍时,风区宽度对波浪的成长是有影响的,若海底地形起伏较大,对波浪的成长也有影响。
等效风区长度是指在±22. 5°范围内各风距在主风向上投影的平均值,按(1)式计算。
∑∑=ααi2i2i cos cosF F ( i= 0, 士 1, 士2, 士3,…) (1) 式中^用图解法求得:从计算点沿主风向作一直线为主射线,i=0, α=0°,风距F沿主风向的距离;从计算点在主射线两侧士22. 5°范围内,每隔7.5°作一直线,其与主射线夹角为5.7⨯=i iα,沿射线到上风岸的距离即为F i。
波浪爬高计算公式及附表
附录C 波浪计算时间:2007-01-26 来源:作者:C.1波浪要素确定C.1.1计算风浪的风速、风向、风区长度、风时与水域水深的确定,应符合下列规定:1风速应采用水面以上10m高度处的自记10m i n平均风速。
2风向宜按水域计算点的主风向及左右22.5°、45°的方位角确定。
3当计算风向两侧较宽广、水域周界比较规则时,风区长度可采用由计算点逆风向量到对岸的距离;当水域周界不规则、水域中有岛屿时,或在河道的转弯、汊道处,风区长度可采用等效风区长度F e,F e可按下式计算确定:式中r i——在主风向两侧各45°范围内,每隔Δα角由计算点引到对岸的射线长度(m);αi——射线r i与主风向上射线r0之间的夹角(度),αi=i×Δα。
计算时可取Δα=7.5°(i=0,±1,±2,…,±6),初步计算也可取Δα=15°(i=0,±1,±2,±3),(图 C.1.1)。
图 C.1.1等效风区长度计算4当风区长度F小于或等于100k m时,可不计入风时的影响。
5水深可按风区内水域平均深度确定。
当风区内水域的水深变化较小时,水域平均深度可按计算风向的水下地形剖面图确定。
C.1.2风浪要素可按下列公式计算确定:式中——平均波高(m);——平均波周期(s);V——计算风速(m/s);F——风区长度(m);d——水域的平均水深(m);g——重力加速度(9.81m/s2);t m i n——风浪达到稳定状态的最小风时(s)。
C.1.3不规则波的不同累积频率波高H p与平均图 C.1.1等效风区长度计算波高之比值H p/可按表 C.1.3-1确定。
表 C.1.3.1不同累积频率波高换算不规则波的波周期可采用平均波周期表示,按平均波周期计算的波长L可按下式计算,也可直接按表 C.1.3-2确定。
表 C.1.3.2波长~周期~水深关系表L=f(T,d)续表 C.1.3.2C.1.4设计波浪推算应符合下列规定:1对河、湖堤防,设计波浪要素可采用风速推算的方法,并按本附录第 C.1.2条计算确定。
五、浪压力水面在风作用下,形成波浪而产生压力,称浪压力。 1.波浪 ...
浙江水利水电专科学校水利工程系
围岩的压力系数、弹性抗力系数表:
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八、风荷载及雪荷载
各种水工建筑物受到自然界风、雪的作用称为风荷载、雪 荷载。对渡槽、进水塔、启闭机房等高耸结构,必须计入 风、雪荷载的作用。 1.风荷载 垂直作用于建筑物侧表面上的风荷载标准值可按下式计算。 风荷载作用分项系数采用1.3。
在什么情况下可考虑弹性抗力?
①围岩厚度大于隧洞开挖直径的3倍。 ②洞周没有不利的滑动面,在内水压力 作用下不致 产生滑动和抬动。 ③衬砌和围岩的空隙,必须回填结实。 ④围岩厚度大于内水压力水头的0.4倍
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弹性抗力的计算: 假定岩石为理想弹性体,按文克尔假定,认为岩石的弹性 抗力P0与衬砌的变位成正比,即: P0 = Kδ 式中: K—弹力抗力系数,K表示能够阻止面积为1cm2的衬砌 变位1cm所需的力,如果P的单位式KN/ cm3,则K的单位KN/cm2。 当开挖半径为100时的弹抗系数k0 且:k=100k0/re δ —围岩受力面的法向位移,cm .
1
1
gD 2 v 式中:当 o =250-1000时 ,为频率10%波高h10% 。
=20-250时 ,为频率5%的波高h5% 。
波浪受风速等影响,波浪参数并非定值。不同波高所对应的超值 累积频率为P%的数值不同。在I、II、III级建筑物的设计中, 宜用合适的超值累积频率为P%的波高hp计算波浪压力。累积 频率波高hp与平均波高hm的关系可按表2-3进行换算。
1)对滨海地区、平原水闸等用莆田公式
2 0.45 ghm gH m 0.7 0.0018 ( gD / vo ) 0.13th 0.7( 2 ) th 2 2 0.7 vo v 0 . 13 th 0 . 7 ( gH / v o m o)
风速计算公式及方法
您好,根据相关标准,56.1m/s及以上的风统一划为17级风,因为诸如72m/s的风速事实上是极其罕见的了,并没有进一步分级;至于台风的分级,目前最高级别也就是超强台风,指的是中心附近最大风力大于16级(51m/s)的台风。
基本风压值与风力简单换算基本风压(KN/m2) 相当抗风能力(级别) 观测高度距地0.35 7 10米0.40 8 10米0.50 9 10米0.60 10 10米0.70 11 10米0.85 12 10米我们知道,风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。
根据伯努利方程得出的风-压关系,风的动压为wp=0.5·ro·v² (1)其中wp为风压[kN/m²],ro为空气密度[kg/m³],v为风速[m/s]。
由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro·g, 因此有ro=r/g。
在(1)中使用这一关系,得到wp=0.5·r·v²/g (2)此式为标准风压公式。
在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度r=0.01225 [kN/m³]。
纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s²], 我们得到wp=v²/1600 (3)此式为用风速估计风压的通用公式。
应当指出的是,空气重度和重力加速度随纬度和海拔高度而变。
一般来说,r/g 在高原上要比在平原地区小,也就是说同样的风速在相同的温度下,其产生的风压在高原上比在平原地区小。
基本风压值与风力简单换算基本风压(KN/m2) 相当抗风能力(级别) 观测高度距地0.35 7 10米0.40 8 10米0.50 9 10米0.60 10 10米0.70 11 10米0.85 12 10米* 以上换算数值根据国家建筑荷载规范进行计算,因风压换算需要空气密度、水汽压等数据,故此值仅供参考例题:根据气象部门资料计算基本风压。
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小风区风浪要素计算方法
浪是海洋天气环境中一个重要的要素,它是由气象大气和海洋动力学共同作用下形成的。
根据海洋动力学原理,通过计算小风区的风浪要素,可以对其形成的情况和对海上行为的影响作出判断和推断。
本文旨在介绍小风区风浪要素的计算方法。
1. 风区风型的计算
小风区风型可以通过空间分析法来计算,即在一定范围内求解小风区风型,以表征其大小、位置等特征。
主要可以分为求解基本位置法和求解流矢线路法两种。
求解基本位置法的具体步骤是:首先根据观测数据,计算出小风圈的参数,如风型位置、风型大小等;然后,利用风型参数绘制风型;最后,根据观测的小风圈的特征,对其进行分类和定义。
2. 风区风浪的能见度计算
小风区风浪的能见度取决于小风区的大小、位置以及其风向和浪高,可以用可视化方法来计算。
首先,使用观测数据,绘制出风浪的位置和大小;然后,利用浪高参数和风向参数,求出风浪的能见度;最后,根据求出的能见度,对小风区的形成情况及其对海上行为的影响做出总结,来推断小风区的特征。
3. 风区风浪的能量计算
小风区风浪的能量取决于小风区的大小、位置以及其风速、浪高等要素。
它可以用可视化方法来计算,具体步骤如下:首先,利用观测数据,绘制出小风圈的位置和大小;然后,运用风速参数和浪高参
数,求出小风圈的能量;最后,根据求出的能量,对小风区的风浪的形成情况及其对海上行为的影响做出总结,来推断小风区的特征。
综上所述,计算小风区风浪要素的方法主要有三种:风型计算、能见度计算和能量计算。
首先,要利用观测数据,计算出小风圈的参数,如位置、大小、风向及浪高等;然后,利用这些参数,绘制出风型、求出能见度及能量等;最后,根据求出的结果,对小风区的形成情况及其对海上行为的影响做出总结,以期判断出小风圈的特征。
小风区风浪要素的计算不仅可以帮助我们更好地了解海洋环境,而且也可以有效预测小风圈的变化,为海上行为提供参考和工具。
因此,小风区风浪要素的计算可以为航海安全和气象应急预报提供可靠的信息和预测基础。