Максимальный уровень при штормовых нагонах с учетом волнового заплеска оценивается величинами 2.3-2.9 м для обеспеченности нагона 50 %, 3.1-3.8 м для обеспеченности 5 % и 4.1-4.8 м для обеспеченности 1 %. Нижний и верхний пределы относятся к умеренному и наиболее сильному штормам.
Участки берега в районах профилей 17, 32, 51, 54 и 61 попадают в зону риска в связи с вероятностью перелива воды через береговой вал при нагоне с обеспеченностью 1 % и умеренном шторме. Для профиля 61 нагон с обеспеченностью 5 % также представляет опасность.
Берега рассматриваемого района сложены в основном песчаными наносами, которые легко вовлекаются в движение волнами и течениями. В условиях значительных нагонов, характерных для данного района, штормовые волны эродируют дюнный пояс, создавая опасность его прорыва. В связи с этим весьма актуален прогноз возможных деформаций берега в типичных штормовых условиях.
В качестве объектов моделирования взяты три характерных профиля: 38, 54 и 61. Из результатов исследований, изложенных в предыдущей части работы, следует, что возвышение берегового вала на первом сравнительно крутом профиле заведомо превышает суммарный уровень нагона и волнового заплеска. На втором, более пологом профиле авандюна лишь ненамного выше уровня максимального нагона и может заливаться волновым заплеском. Наконец, на третьем профиле береговой вал может полностью оказываться под водой при наиболее высоком нагоне, что должно приводить к переливу воды и затоплению прилегающей местности.
Штормовые деформации профилей моделируются для условий достаточно сильного шторма с фиксированными параметрами. На первом этапе определяются изменения профилей при одинаковой продолжительности волнения и различных положениях уровня моря. Поскольку шторма в рассматриваемом районе практически всегда сопровождаются нагонами, ситуация с «нулевым» уровнем не рассматривается.
На втором этапе берется за основу гипотетический, но вместе с тем, вполне вероятный сценарий изменений уровня в ходе развития и затухания штормового нагона, и моделируется соответствующая эволюция береговых профилей. Особое внимание уделяется проблеме перелива через береговой вал. Для описания этой ситуации потребовалось разработать специальную модель.
На заключительном этапе рассматриваются деформации послештормового профиля при воздействии относительно слабого волнения и небольшого нагона.
Методика исследования
Изменения глубин h вдоль расчетного профиля определяются путем интегрирования уравнения сохранения массы
, (3.2)
где 
- время, x – горизонтальное расстояние вдоль створа, 
- ускорение силы тяжести, 
- плотность воды, 
и
- плотность и пористость грунта, 
- поперечный объемный расход наносов через
сечение единичной ширины.
Значение расхода наносов оценивается на основе
энергетической концепции в интерпретации И.О.Леонтьева [2001, Leont’yev, 2003]. Соотношение для ,
выраженного в м3м-1ч-1, имеет вид
, 
(3.3)
где 
- локальный уклон дна,
h – глубина, x – расстояние по нормали к берегу, 
,
g – ускорение силы тяжести, 
и 
- плотности воды и осадков, - пористость грунта, 
и 
- коэффициенты
эффективности транспорта влекомых и взвешенных наносов, 
-
угол естественного откоса грунта, 
- гидравлическая
крупность наносов, 
- потери мощности за счет
донного трения, 
- скорость диссипации энергии
турбулентности, проникающей к дну при обрушении волн, 
-
донная орбитальная скорость, 
и 
- переносные скорости у дна, обусловленные
волнением и каким-либо течением.
Расход в зоне волнового заплеска оценивается по формуле
(3.4)
где K - коэффициент,
зависящий от крупности наносов и параметров волн, 
- скорость
потока заплеска, 
и 
-
фактический и равновесный уклоны пляжа.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.