4.16.2. Выбор функций распределения скорости течения при ограниченных данных наблюдений

Статистические характеристики скорости течений различной обеспеченности в случае наличия сравнительно коротких рядов наблюдений можно получить на основании теоретических или установленных ранее по наблюдениям на других водоемах функций распределения.

В работе [148] применительно к морским побережьям рекомендуется два разных ряда функций распределения: для участков, где наблюдаемые скорости течений менее 0,2 и более 0,2 м/с (табл. 4.6).

Таблица 4.6 (см. скан) Безразмерные функции поверхностной скорости течения различной обеспеченности (в режиме)

Чтобы убедиться в возможности использования данных табл. 4.6 для определения скорости течения различной обеспеченности (в режиме) в зонах прибрежного мелководья внутренних водоемов, необходимы обширные данные натурных наблюдений. Поскольку таких данных недостаточно, то представляется возможным использовать для той же цели статистические характеристики ветра. Эти характеристики, как известно, широко используются в практике расчетов элементов волн и содержатся в действующем нормативном документе СНиП 2.06.04-82 [166]. Они давно используются также для расчетов переформирования берегов и вдольбереговых перемещений наносов на береговых отмелях [175] и внутреннего водообмена [176].

Статистические характеристики ветра в виде таблиц обеспеченности различных градаций ветра по направлениям можно получить путем обработки данных наблюдений по ближайшему репрезентативному пункту или составить на основании соответствующих таблиц «Справочника по климату СССР», ч. III (ветер). Такие данные достаточно надежны в связи с использованием для их

(кликните для просмотра скана)

обоснования длительных рядов наблюдений. Безусловно, в некоторых случаях требуется учитывать изменения скорости ветра между береговым пунктом и открытой водной поверхностью.

Обеспеченность расчетной скорости ветра по интегральной кривой обеспеченности определяется по формуле, рекомендуемой СНиП 2.06.04-82 [166]:

где непрерывная продолжительность действия ветра, продолжительность безледоставного периода, сут; заданное число лет; повторяемость ветра заданного направления долях суммы повторяемости всех направлений).

Значение принимается равным интервалу времени между сроками измерения ветра (8, 6 или 3 ч) или времени, необходимому для полного развития ветрового течения в конкретных условиях. Величиной можно учесть повторяемость ветров одного или нескольких румбов, при действии которых, например, возникает перенос вод вдоль берега.

Для выяснения вопроса об изменении характеристик ветра не за весь год, как это сделано в работах [23, 119], а за безледоставные периоды обработаны данные наблюдений по нескольким пунктам, расположенным на шести водных объектах. По всем пунктам, за исключением пункта на Кайраккумском водохранилище, использованы данные срочных наблюдений за периоды 11—38 лет. С целью сопоставления интегральные кривые обеспеченности скорости ветра за безледоставный период по всем направлениям представлены в виде безразмерных функций обеспеченности (рис. 4.18).

Большинство кривых удовлетворительно согласуются между собой. Только по пункту на Кайраккумском водохранилище с коротким рядом наблюдений (27 месяцев) и по пункту на Кременчугском водохранилище, где флюгеры частично защищены, получены несколько заниженные безразмерные функции малой обеспеченности. Несмотря на это, данные по этим пунктам учтены при вычислении осредненных значений безразмерных функций различной обеспеченности, представленных в табл. 4.7.

Осредненные значения оказались весьма близкими к значениям полученным Н. А. Скриптуновым [158] по результатам обработки данных многолетних наблюдений за течениями на Каспийском море. Расхождение между значениями укладываются преимущественно в пределы и только при большой обеспеченности достигают 30-50 %. Завышение значений по сравнению со значениями обусловлены, по нашему мнению, влиянием на ветровые течения остаточных течений, что наиболее отчетливо видно при сопоставлении коэффициентов табл. 4.6 и 4.7 при большой обеспеченности. Результаты, близкие к данным табл. 4.6, были получены также И. 3. Коноваловой [94], Н. Д. Клевцовой [84] и другими исследователями [50, 121, 222], занимавшимися обобщением данных

Таблица 4.7 (см. скан) Осредиеиные значения безразмерных функций скоростей ветра и течений различной обеспечеииости за безледоставиый период

наблюдений за течениями в прибрежных зонах Балтийского, Черного и Каспийского морей.

Безразмерные функции скорости ветра вполне удовлетворительно согласуются с функциями скоростей суммарных течений, зарегистрированных приборами БПВ-2 на расстоянии от берега оз. Балхаш и обработанных с интервалами дискретности Наибольшие расхождения между названными безразмерными функциями определенной обеспеченности не превышают, как видно из данных табл. что можно считать вполне приемлемым.

Достаточно надежные режимные статистические характеристики скорости ветрового течения можно получить путем приведения короткого ряда наблюдений за скоростью течения к длинному ряду с использованием эмпирической кривой обеспеченности скорости ветра за многолетний период. Этот способ предложил Г. А. Алексеев [4] для тех гидрологических величин, между которыми имеется высокая степень коррелятивной связи. Степень этой связи в рассматриваемом случае устанавливают по короткому ряду синхронных наблюдений за скоростью ветрового течения и скоростью ветра, а скорости течения заданной обеспеченности определяют по эмпирической кривой обеспеченности скорости ветра за многолетний период с использованием уравнения регрессии, составленного на основании короткого ряда синхронных наблюдений и имеющего обычно вид линейной функции.

Рассматриваемый способ применен в работе [222] для приведения кривых распределения скорости течения по коротким рядам наблюдений в Рижском заливе к длинному ряду. Получены вполне приемлемые результаты.