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、