附录C。波浪计算C,1,波浪要素确定C.1.1.风浪是指因风作用形成。并且仍然在风影响下的一种波浪、本条对计算风浪时成浪因素的取值做了规定.1,风速取值标准为水面上10m高度处的风速,与国内外规范一致,对风速时距,考虑20世纪70年代以后国内气象站普遍采用自记风速仪,一般为自记10min平均风速.因此本规范也采用此风速,对于陆上台站的风速资料 一般尚需根据台站特点进行修正,如台站与水域的距离远近.隐蔽情况。位置高低等,将风速资料修正为水面上10m高度处的标准风速.2 观测风速资料是按16个方位记录的。风浪计算一般选择向岸风中风速较大,风区较长的方位作为计算主风向 有时需通过计算比较才能选定。在风浪计算中。一般认为在,22、5,范围内的风向和波向是一致的,因此,年最大风速统计一般可以在计算方向及左右.22,5。范围内选取。即进行风向归并,但若相邻45 的风向都进行统计,则每一风向只能归并一次、3.有限水域的风区确定、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,常采用等效风区 也称有效风区 或组成波能量叠加的方法进行波浪计算。根据对长江口两个测波站实测资料验证,两种方法计算结果差别不大.由于等效风区法计算简便,本规范采用了该方法,4,当风区长度较短时.风浪一般可达定常状态。风浪要素受制于风区而与风时无关 当风区长度不大于100km时.可不考虑风作用延时的影响、C,1 2、风浪要素计算方法采用莆田试验站方法、该法在沿海堤防设计中已得到广泛应用。现行行业标准 碾压式土石坝设计规范,SL,274 2001等也采用该法,国内一些测波资料。包括浙江5个沿海岸站和4个沿海岛站、长江口以及一些内陆湖泊,水库等,验证表明.该法符合程度还是比较好的 河道中风浪观测资料甚少 因此国内外在河道风浪计算时仍沿用基于海域 水库或湖泊观测资料整理的经验公式,据实测资料验证.这些风浪计算方法用于河道风浪计算时,其误差一般较用于海湾。湖泊或水库风浪计算的误差大,同时、验证还表明计算误差的大小和风向与水流的夹角大小有关。当风向与水流向大致垂直时.误差相对较小,当风向与水流向大致平行时。误差较大。按莆田试验站方法计算时.由已知的风速V 风区长度F和水深d。可按公式.C。1,2、1、公式 C、1,2,2,确定定常状态的风浪要素 由公式,C 1.2,3 可确定风浪达到定常状态所需的风时tmin.C,1、3。工程计算中需进行不同累积频率波高换算、为此需利用波高的统计分布 本规范采用了格鲁霍夫斯基,维林斯基分布,其累积概率函数F.H 表示为.式中.H、H d,为反映水深影响的参数,表C,1 3是根据公式。5。给出的,由表C、1,3,可以进行不同累积频率波高的换算,当H O时。式,5。变为深水情况的瑞利分布 对波高统计特征值、本规范只采用累积频率波高HP、另一类统计特征值.即部分大波均值H1。n、如H1、3、H1.10等,本规范没有列入.但两种统计特征值是可以换算的 如H1 3。H13、H1。10,H4,等,C 1.4 对不规则波周期,本规范采用平均周期表示,与国内有关规范一致 C 1、5,本条对设计波浪的确定作了规定.1,对河、湖堤防工程、设计波浪一般按风速推算 风速的取值标准是参考现行行业标准、碾压式土石坝设计规范.SL。274 2001拟定的,2.对河口。海岸堤防工程,可分为两种情况.1、当工程地点有长期测波资料时.根据实测资料某一特征波高.如H4。等,的年最大值系列进行频率分析得出.系列最短年限取为20年。对频率分析采用的线型未作规定、国内目前常采用P,型分布.国外一般采用韦伯分布、对数正态分布.极值、型分布等,需对适线情况进行分析后采用、参考浙江省的经验。设计波高的重现期采用与设计潮位相同的重现期.2,当工程地点无长期测波资料时,一般需根据风场资料推算设计重现期波浪,对风区不大于100km的情况。可利用风速资料进行频率分析,计算风速的重现期可采用设计潮位的重现期.再按风浪要素计算方法确定设计重现期波浪要素 此时假定波浪重现期和风速重现期相同 对开敞水域情况,可利用地面天气图确定风场.然后再确定波浪要素.3,与设计重现期波高对应的波周期确定可分为两种情况 对有限水域可利用波要素公式、C。1,2 2,计算.对于开敞海岸、由于有涌浪的影响.按式、C,1,2 2,计算的周期一般偏小。此时需对波周期资料进行分析后采用,C,1,6.波浪向浅水岸区传播,应进行波浪浅水变形计算.包括考虑波浪的浅水,折射等效应。直至确定建筑物所在位置的波要素,