3 priedas

I SKIRSNIS. BANGŲ FORMAVIMOSI SĄLYGOS

1. Nustatant atvirų ir atitvertų akvatorijų bangų elementus – aukštį h, ilgį l ir periodą T - turi būti atsižvelgta į šias bangas formuojančius veiksnius: vėjo greitį (jo dydį ir kryptį), nepertraukiamo vėjo veikimo virš vandens paviršiaus trukmę, vėjo apimtos akvatorijos matmenis ir konfigūraciją, dugno reljefą ir vandens telkinio gylį, vandens lygio svyravimus.

2. Skaičiuojant bangų elementus, vandens telkinyje išskiriamos tokios gylių zonos:

2.1. giliavandenė – kai gylis d > 0,5d, kur dugnas nedaro įtakos pagrindinėms bangų charakteristikoms; čia – giliavandenės zonos vidutinis bangos ilgis;

2.2. sekliavandenė – kai gylis d yra intervale 0,5d > d > dcr, kur dugnas daro įtaką bangų vystymuisi ir pagrindinėms jų charakteristikoms; čia dcr – gylis, kuriam esant pirmąjį kartą gožta bangos;

2.3. mūšos – kai gylis d yra intervale dcr > d > dcr,u , kurio ribose prasideda ir baigiasi bangų gožimas; čia dcr,u – gylis, kuriam esant bangos gožta paskutinįjį kartą;

2.4. priekrantės – kai gylis mažesnis už dcr,u; šioje zonoje sugožusios bangos periodiškai užsirita ant kranto.

3. Nustatant HTS ir jų elementų stabilumą ir stiprumą, turi būti atsižvelgta į sisteminių bangų aukščių skaičiuotines tikimybes. Jas reikia nustatyti pagal 1 lentelę.

1 lentelė

Sisteminių bangų aukščių skaičiuotinės tikimybės

HTS, šlaitai

Tikimybė, %

Vertikaliojo profilio statiniai

1

Kiauriniai statiniai ir aptekamosios kliūtys, kai jų pasekmių klasės: CC4 CC2 CC2, CC1

1 5 13

Krantosaugos statiniai, kai jų pasekmių klasės: CC4, CC3 CC2, CC1

1 5

Uostų akvatorijų apsaugos statiniai

5

Šlaitinio profilio atitveriamieji statiniai, sutvirtinti: betoninėmis, gelžbetoninėmis plokštėmis akmenų metiniu, paprastais arba betoniniais masyvais

1 2

Bangų užsiritimo ant šlaito aukščiai

1

Pastabos: 1. Nustatant atvirose akvatorijose statomų kiaurinių statinių aukščių altitudes, tinkamai pagrindus leidžiama sisteminių bangų aukščių skaičiuotinę tikimybę imti 0,1%.

2. Nustatant apkrovas į statinius būtina imti nurodytos tikimybės sisteminės bangos aukštį hi ir vidutinį bangos ilgį .

3. Didžiausiąjį bangų poveikį kiaurinėms konstrukcijoms reikia nustatyti nagrinėjant variantus su skaičiuotiniais bangos ilgiais intervale nuo 0,8 iki 1,4.

II SKIRSNIS. GILIAVANDENĖS ZONOS BANGŲ ELEMENTAI

4. Plati akvatorija, tolima (L Lm, žr. 2 priedą) arba tiesi priešvėjinio kranto linija:

4.1. vidutinį bangos aukštį , m, giliavandenėje zonoje reikia apskaičiuoti pagal formulę

,(1)

čia mažiausiasis bedimensis parametras, nustatomas pagal santykius () ir () iš 1 pav. pagal viršutinę gaubiančiąją kreivę, t. y.:

. (1a)

Pastaba. Esant įsibangavimo ruože kintantiems vėjo greičiams, d leidžiama apskaičiuoti nuosekliai nustatant bangų aukščius ruožams su pastoviomis vėjo greičio reikšmėmis;

4.2. sisteminės bangos i, %, tikimybės aukštį , m, reikia apskaičiuoti pagal formulę

, (2)

čia: ki – tikimybės koeficientas, gaunamas iš 2 pav. pagal santykį () ir , % reikšmę, t. y.:

,(2a)

4.3. vidutinį bangos periodą , s, reikia apskaičiuoti pagal formulę

,(3)

čia () – bedimensis parametras, nustatomas pagal santykį (žr. (1) formulę), ir 1 pav., t. y.:

;(3a)

4.4. vidutinį bangų ilgį d, m, reikia apskaičiuoti pagal formulę

;(4)

4.5. bangos keteros iškilimą , m, aukščiau skaičiuotinio vandens lygio reikia apskaičiuoti pagal formulę

,(5)

čia ( ) – bedimensis dydis, nustatomas pagal santykį () ir santykį iš 3 pav., t. y.:

(5a) [formulė šaltinio tekste pateikta paveikslėliu – žr. e-tar.lt]

Pavyzdys.

Duota: L = 10 000 m; t = 2h = 7200 s; vw = 20 m /s; 1%.

Sprendimas:

- vidutinis bangos aukštis - pagal (1) formulę

m;

čia (pagal (1a) išraišką ir 1 pav.):

- sisteminės bangos 1 % tikimybės aukštis pagal (2) formulę

= = 2,10·1,10 m = 2.31 m;

čia (pagal (2a) išraišką ir 2 pav.):

- vidutinis bangos periodas - pagal (3) formulę

s;

čia (pagal (3a) išraišką ir 1 pav.):

- vidutinis bangos ilgis - pagal (4) formulę

m;

- bangos keteros iškilimas aukščiau skaičiuotinio VL - pagal (5) formulę

m;

čia (pagal (5a) išraišką ir 3 pav.):

5. Plati akvatorija, sudėtinga įsibangavimo zonos konfigūracija:

5.1. sudėtingos konfigūracijos priešvėjinis krantas:

5.1.1. kranto linijos konfigūracija laikoma sudėtinga, jeigu dydis , čia ir – atitinkamai ilgiausiasis ir trumpiausiasis spinduliai, išvesti iš skaičiuotinio taško ± 45 laipsnių sektoriuje nuo vėjo krypties iki sankirtos su priešvėjiniu krantu; mažesnio kaip 22,5 laipsnių kampinio dydžio kliūtys neįvertinamos;

5.1.2. vidutinį bangų aukštį d, m, reikia apskaičiuoti pagal formulę , (6)

čia: n, m (kai n = 1, ±2, ±3, ±4) – vidutiniai bangų aukščiai, kurie turi būti nustatomi pagal skaičiuotinį vėjo greitį ir spindulių Ln, m, projekcijas į pagrindinio spindulio kryptį, sutampančią su vėjo kryptimi. Spinduliai išvedami iš skaičiuotinio taško iki sankirtos su kranto linija ± 22,5(n–1) laipsnių intervalais nuo pagrindinio spindulio (iš viso reikia apskaičiuoti 7 reikšmes). Taikoma formulė

; (7)

čia - bedimensis parametras, nustatomas pagal santykį iš 1 pav. pagal viršutinę gaubiančiąją kreivę, t. y.:

;(7a)

5.1.3. sisteminės bangos , %, tikimybės aukštis , m, apskaičiuojamas pagal (2) formulę; koeficientui nustatyti reikalingas dydis nustatomas pagal santykį iš 1 pav. pagal viršutinę gaubiančiąją kreivę, t. y.:

; (8)

5.1.4. vidutinis bangos periodas , s, nustatomas pagal 4.2 p.;

5.1.5. vidutinį bangų ilgį , m, reikia apskaičiuoti pagal (4) formulę;

5.1.6. bangos keteros iškilimas hc nustatomas kaip ir 4.5 p.;

5.2. salos įsibangavimo zonoje: kai šioje zonoje yra salų su kampiniais matmenimis, mažesniais kaip 22,5 laipsnio, vidutinį bangos aukštį , m, sektoriuje n reikia apskaičiuoti pagal formulę

,(9)

1 pav. Giliavandenės ir sekliavandenės zonų bangų elementų nustatymo grafikai:

vėjo su greičiu , m/s, veikimo trukmė; L – įsibangavimo atstumas; d – vandens gylis

čia atitinkamai i-osios salos ir j-ojo protarpio kampiniai matmenys, priklausantys n-ojo sektoriaus 22,5 laipsnio kampui ; sektoriai išskiriami į abu šonus nuo centrinio (n = 1) su ±11,25 laipsnių kampais nuo bangų spindulio krypties.

Vidutiniai bangų aukščiai bei apskaičiuojami pagal (1) formulę, imant skaičiuotinį vėjo greitį ir įsibangavimo atstumus ir , lygius spindulių projekcijoms į vėjo kryptį.

Pastaba. Visi kiti bangų parametrai toliau skaičiuojami kaip ir 5.1 p.

6. Apribota sudėtingos konfigūracijos akvatorija. Šiuo atveju bangų parametrai nustatomi vadovaujantis 4 p. nurodymais, apskaičiavus Le pagal 2 priedo (5) formulę.

Pastaba. Bangų elementai bet kokiose sudėtingos konfigūracijos akvatorijose gali būti tiksliau apskaičiuoti panaudojant specialias kompiuterių programas.

III SKIRSNIS. SEKLIAVANDENĖS ZONOS BANGŲ ELEMENTAI

7. Sekliavandenė zona su dugno nuolydžiu I £ 0,001:

7.1. vidutinį bangų aukštį , m, sekliavandenėje zonoje reikia apskaičiuoti pagal formulę

; (10)

čia () - bedimensis parametras, nustatomas pagal dydžių () ir () izolinijų susikirtimo tašką1 pav., t. y.:

; (11)

Pastaba. Įsilangavimo atstumas L nustatomas pagal II skirsnio nurodymus.

7.2. sisteminės bangos i, %, tikimybės aukštis hi apskaičiuojamas pagal (2) formulę, bet koeficientas parenkamas iš2 pav. mažesnysis pagal formulę

}; (12)

7.3. vidutinis bangos periodas , s, apskaičiuojamas pagal 4.3 p. ir dydį () ;

7.4. vidutinis bangos ilgis , m, apskaičiuojamas pagal 4.4 p.;

7.5.bangų keteros iškilimas , m, aukščiau skaičiuotinio vandens lygio apskaičiuojamas pagal 4.5 p., atsižvelgiant į konkretų dydį lemiantį reikšmę (3 pav.).

8. Elementus bangų, sklindančių iš sekliavandenės zonos su dugno nuolydžiu į zoną su , reikia nustatyti pagal 9 p., imant pradinę vidutinio bangų aukščio reikšmę .

9. Sekliavandenė zona su dugno nuolydžiu I ³ 0,002:

9.1. vidutinį bangų aukštį , m, šioje zonoje reikia nustatyti pagal formulę

, (13)

čia: kt – transformacijos koeficientas,

kr – refrakcijos koeficientas,

kl – apibendrintas nuostolių koeficientas,

– vidutinis giliavandenės zonos bangos aukštis (žr. 4 arba 5 p.);

9.1.1. transformacijos koeficientą kt reikia imti pagal 5 pav. 1 kreivę, atsižvelgiant į santykį ;

9.1.2. refrakcijos koeficientas turi būti apskaičiuojamas pagal formulę

, (14)

čia: ad – atstumas, m, tarp gretimų bangų spindulių giliavandenėje zonoje, m;

a – atstumas, m, tarp tų pačių spindulių pagal liniją, einančią per duotą sekliavandenės zonos tašką (pvz., per tašką A 6 pav.).

Bangų spindulius refrakcijos plane giliavandenėje zonoje reikia imti pagal duotą bangų plitimo kryptį, o sekliavandenėje zonoje juos reikia pratęsti pagal 6 pav.

Pastaba. Koeficiento kr reikšmę galima gauti pagal refrakcijos koeficientų nustatymo rezultatus bangų spinduliams, išvestiems iš skaičiuotinio taško kryptimis po 22,5 laipsnio į abi puses nuo pagrindinio spindulio;

2 pav. Tikimybės koeficiento ki reikšmių nustatymo grafikas

3 pav. reikšmių nustatymo grafikas

4 pav. Grafikai, skirti nustatyti: 1 – transformacijos koeficientui kt; 2, 3 ir 4 – reikšmei

5 pav. Reikšmių sekliavandenėje zonoje ir mūšos zonoje nustatymo grafikai

9.1.3. apibendrintas nuostolių koeficientas kl turi būti nustatomas pagal dugno nuolydį I ir dydžio reikšmes (žr. 2 lentelę);

2 lentelė

Koeficiento kl reikšmės

i

0,01

0,02

0,03

0,04

0,06

0,08

0,10

0,2

0,3

0,4

³ 0,5

0,002-0,02

kl

0,66

0,72

0,76

0,78

0,81

0,84

0,86

0,92

0,95

0,98

1,00

0,025

kl

0,82

0,85

0,87

0,89

0,90

0,92

0,93

0,96

0,98

0,99

1,00

Pastaba. Kai

9.2. sisteminės bangos i, %, tikimybės aukštis hi, m, reikia apskaičiuoti pagal 7.2 p.;

9.3. bangų periodas imamas lygus giliavandenės zonos bangų periodui pagal 4.3 p.;

9.4. bangų, sklindančių iš giliavandenės zonos į sekliavandenę, vidutinį ilgį , m, reikia apskaičiuoti pagal formulę

, (15)

čia: dydis () atskaitomas pagal bedimensius dydžius d/d ir h1%/g2 iš 4 pav.

9.5. bangos keteros iškilimą ηc, m, aukščiau skaičiuotinio vandens lygio reikia nustatyti pagal 7.5 p. nurodymus.

Pastaba. Bangų elementai gali būti tiksliau apskaičiuoti panaudojant specialias kompiuterių programas.

IV SKIRSNIS. MŪŠOS ZONOS BANGŲ ELEMENTAI

10. Mūšos zonos bangų aukštį hsur 1%“ m, reikia apskaičiuoti pagal formulę

; (16)

čia dydis atskaitomas iš 4 pav. pagal santykį ir dugno nuolydį I (kreivės 2, 3 ir 4).

11. Mūšos zonos bangos vidutinį ilgį, m, reikia apskaičiuoti pagal 9.4 p., (15) formulę, atskaitant reikšmę pagal viršutinę gaubiančiąją kreivę 4 paveiksle.

6 pav. Refrakcijos nustatymo schema ir grafikai

12. Bangos keteros iškilimą ηc, m, aukščiau skaičiuotinio vandens lygio reikia apskaičiuoti pagal 7.5 p., atskaitant dydį pagal santykį ir viršutinę gaubiančiąją kreivę 3 pav.

13. Pirmosios bangų gožos kritinis gylis dcr, m, turi būti nustatomas duotajam dugno nuolydžiui I iš 4 pav. pateiktų 2, 3 ir 4 grafikų priartėjimo metodu. Parinkus keletą gylio d reikšmių, pagal 9 p. nustatomi dydžiai hI /gT2 , o iš 5 pav. pateiktų 2, 3 ir 4 grafikų – atitinkančios jiems dcr/d reikšmės, iš kurių parenkamas dcr, skaitine reikšme sutampantis su vienu iš parinktų gylių d.

14. Kritinį gylį, atitinkantį paskutinę bangų gožą dcr,u, esant pastoviam dugno nuolydžiui, reikia apskaičiuoti pagal formulę

, (17)

čia ku – koeficientas, kurio reikšmės tokios:

Dugno nuolydis I

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

0,045

0,05

Koeficientas ku

0,75

0,63

0,56

0,50

0,45

0,42

0,40

0,37

0,35

n – gožų skaičius (įskaitant pirmąją), imamas iš eilės n = 2, 3 ir 4, tenkinant nelygybes ir

Nustatant paskutinės gožos gylius dcr,u, koeficientas ku arba koeficientų sandauga turi būti ne mažesnė kaip 0,35.

Pastabos: 1. Dugno nuolydžiams, didesniems kaip 0,05, reikia imti kritinio gylio reikšmę dcr= dcr,u.

2. Esant kintamiems dugno nuolydžiams, leidžiama imti dcr,u pagal nuosekliai nustatytų kritinių gylių dugno ruožams su pastoviais nuolydžiais kritinių gylių rezultatus.

V SKIRSNIS. ATITVERTOS AKVATORIJOS BANGŲ ELEMENTAI

15. Difraguotos bangos aukštį hdif, m, atitvertoje akvatorijoje reikia apskaičiuoti pagal formulę

, (18)

čia: kdif – bangų difrakcijos koeficientas, nustatomas pagal 16, 17 ir 18 p.;

hi – i, %, tikimybės pradinės bangos aukštis.

Pastaba. Skaičiuotiniu bangos ilgiu imamas pradinis bangos ilgis ties įplauka į akvatoriją.

16. Bangų difrakcijos koeficientą kdif,c akvatorijai, atitvertai pavieniu molu (duotai kampo β, laipsniais, reikšmei, santykiniam atstumui nuo molo galvos iki taško skaičiuotiniame profilyje r / ir kampo j, laipsniais, reikšmei), reikia nustatyti iš 7 pav. pagal brūkšninę su rodyklėmis liniją.

17. Bangų difrakcijos koeficientą kdif,c akvatorijoje, atitvertoje susieinančiais molais, reikia apskaičiuoti pagal formulę

, (19)

čia ψc – koeficientas, nustatytas pagal 8 pav. duotoms dc ir kdif,c reikšmėms.

Dydis dc apskaičiuojamas pagal formulę

(20) [formulė šaltinio tekste pateikta paveikslėliu – žr. e-tar.lt]

čia: l1 ir l2 – atstumai nuo bangų šešėlio ribų (BŠR) iki bangų difrakcijos ribų (BDR), nustatomi iš 9 pav. pagal brūkšninę su rodyklėmis liniją;

b – skaičiuotinis įėjimo į uostą plotis, m, prilyginamas atstumo tarp molų galvų projekcijai į pradinės bangos frontą.

Koeficiento kdif,c reikšmė nustatoma taip pat, kaip ir kdif,s, pagal 16 p. pagrindinio spindulio ir bangų fronto sankirtos skaičiuotiniame profilyje taškui. Pagrindinio spindulio padėtį pagal 9 pav., a schemą reikia nustatyti pagal taškus, fiksuojamus plane nuo to molo, kuris sudaro mažesnį kampą su bangų šešėlio riba (BŠR); 9 pav. a tai yra 1 molas su kampu . Taškai fiksuojami pagal keletą kampų ir jiems atitinkančių atkarpų , m, apskaičiuojamų pagal formulę

,(21)

čia: la1 ir la2 – atstumai, m, nustatomi pagal 9 pav.

7 pav. Koeficiento reikšmių nustatymo grafikas

8 pav. Koeficiento ψc reikšmių nustatymo grafikas

18. Bangų difrakcijos koeficientas kdif,b akvatorijai, atitvertai bangolaužiu, turi būti apskaičiuojamas pagal formulę

, (22)

čia kdif,s1 ir kdif,s2 – bangų difrakcijos koeficientai, nustatomi bangolaužio pradiniam ruožui pagal 16 p.

9 pav. Reikšmių ir nustatymo schema ir grafikai

19. Difraguotos bangos aukštį, įvertinus jos atspindžius nuo statinių ir kliūčių hdif,r, m, duotame atitvertos akvatorijos taške reikia apskaičiuoti pagal formulę

, (23)

čia

(24) [formulė šaltinio tekste pateikta paveikslėliu – žr. e-tar.lt]

čia: kdif,s – difrakcijos koeficientas atspindinčio paviršiaus pjūvyje, nustatomas pagal 16, 17 ir 18 p.;

kr ir kp – koeficientai, nustatomi pagal 9-14 p.;

– kampas tarp bangos fronto ir atspindinčio paviršiaus, laipsniais;

r/ – santykinis atstumas nuo atspindinčio paviršiaus iki skaičiuotinio taško pagal atspindėtos bangos spindulį; atspindėtos bangos spindulio kryptį reikia nustatyti pagal atsiritančių ir atspindėtų bangų kampų lygybės sąlygą;

kref,i – atspindžio koeficientas, nustatomas pagal 3 lentelę.

3 lentelė

Atspindžio koeficientų kref,i reikšmės

Atspindinčio paviršiaus nuolydis i

Bangos gulstumas

10

15

20

30

40

0,25

0,0

0,0

0,0

0,05

0,18

0,50

0,02

0,15

0,50

0,70

0,90

1,00

0,50

0,80

1,00

1,00

1,00

Pastaba. Kai i > 1, kref,i = 1,00.

Pastabos: 1. Atitvertos akvatorijos su kintančiais gyliais bangos aukštį leidžiama patikslinti pagal 9 ir 10 p. tinkamai pagrindžiant.

2. Sudėtingų atitvertų akvatorijų bangų elementus tiksliau nustatyti galima panaudojant specialias kompiuterių programas.