Расчет профиля отмели по этой формуле до глубины размывающего действия расчетной волны, соответствующей y=3,40, приведен в табл. 42 (графы 1-5).
Ширина криволинейного участка профиля отмели ВН в соответствии с формулой (50) равна
ВН=9,29??3,42+3,4/0,07=155,94 м.
Таблица 42
|
y м |
14,28y |
y2 |
9,29y2 |
x м |
0,25x |
0,50x |
0,75x |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
0,5 |
7,14 |
0,25 |
2,32 |
9,46 |
2,36 |
4,73 |
7,09 |
|
1,0 |
14,28 |
1,00 |
9,29 |
23,57 |
5,89 |
11,78 |
17,68 |
|
1,5 |
21,42 |
2,25 |
20,90 |
42,32 |
10,58 |
21,16 |
31,74 |
|
2,0 |
28,56 |
4,00 |
37,16 |
65,72 |
16,43 |
32,86 |
49,29 |
|
2,5 |
35,70 |
6,25 |
58,06 |
93,76 |
23,44 |
46,88 |
70,32 |
|
3,0 |
42,84 |
9,00 |
83,61 |
126,45 |
31,61 |
63,22 |
94,84 |
|
3,4 |
48,55 |
11,56 |
107,39 |
155,94 |
38,98 |
77,97 |
116,95 |
Ширина прямолинейного участка профиля отмели (между вертикалями с глубинами H=3,4 м и H+D=5,4 м) в соответствии с формулой (51) равна
ВD=2(2??9,29??3,4+1/0,07)=154,90 м.
Полная ширина отмели равна
Вo=ВH+ВD=155,94+154,90=310,84 м.
Путем графического совмещения начального профиля берегового склона и расчетного профиля устойчивой береговой отмели с включением подводного и надводного береговых склонов, принятых равными соответственно 0,5 и 1,0 (см. рис 14), получены в первом приближении следующие характеристики: объем разрушения - , объем аккумуляции =615,8 м2, смещение береговой линии L'=111,0 м. Полученным значениям и соответствует коэффициент аккумуляции ??=615,8/910,8=0,68 вместо требуемого 0,7. Для того чтобы выполнить это условие, вводится поправка ??Lб, вычисляемая по формуле
??Lб=(??-)/(??zp+za).
Здесь zp - в контуре разрушения - превышение наивысшей точки контура над наинизшей; za - то же, отнесенное к контуру аккумуляции .
В рассматриваемом примере zp=9,80 м, za=6,30 м (см. рис. 48),
??Lб=(0,7??910,8-615,8)/(0,7??9,8+6,30)=1,65 м.
Исправленное значение конечного смещения береговой линии Lб оказалось равным 111,0-1,65=109,4 м.
Уточненные объемы разрушения и аккумуляции представляются в виде
=-??Lбzp; =+??Lбzа
и равны соответственно
=910,8-1,65??9,8=894,6 м2;
=615,8+1,65??6,3=626,2 м2,
а их отношение равно принятому коэффициенту аккумуляции
??=626,2/894,6=0,7.
Результаты совмещения профиля начального берегового уступа и профиля отмели показаны на рис. 48.
Таблица 43
Расчет энергии волн
|
hi м |
ri |
Ширина береговой отмели Вk м |
||||||||||||
|
|
|
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
220 |
240 |
|
0,10 |
0,047 |
0,020 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
0,30 |
0,442 |
0,357 |
0,271 |
0,101 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
0,50 |
0,980 |
0,866 |
0,753 |
0,526 |
0,299 |
0,072 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
0,70 |
1,002 |
0,919 |
0,836 |
0,670 |
0,505 |
0,339 |
0,173 |
0,007 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
0,90 |
0,889 |
0,832 |
0,775 |
0,660 |
0,546 |
0,432 |
0,317 |
0,203 |
0,088 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
1,10 |
0,563 |
0,533 |
0,504 |
0,444 |
0,385 |
0,326 |
0,267 |
0,207 |
0,148 |
0,189 |
0,030 |
- |
- |
- |
|
1,30 |
0,370 |
0,285 |
0,285 |
0,304 |
0,271 |
0,238 |
0,205 |
0,172 |
0,139 |
0,106 |
0,073 |
0,040 |
0,007 |
- |
|
1,50 |
0,190 |
0,183 |
0,175 |
0,161 |
0,146 |
0,131 |
0,117 |
0,102 |
0,087 |
0,073 |
0,058 |
0,043 |
0,029 |
0,01 |
|
1,70 |
0,087 |
0,084 |
0,081 |
0,051 |
0,069 |
0,063 |
0,057 |
0,051 |
0,046 |
0,040 |
0,034 |
0,028 |
0,022 |
0,01 |
|
1,90 |
0,036 |
0,035 |
0,034 |
0,032 |
0,028 |
0,027 |
0,025 |
0,023 |
0,021 |
0,018 |
0,016 |
0,014 |
0,012 |
0,01 |
|
2,10 |
0,017 |
0,016 |
0,016 |
0,015 |
0,014 |
0,013 |
0,012 |
0,011 |
0,010 |
0,009 |
0,009 |
0,008 |
0,007 |
0,00 |
|
2,30 |
0,006 |
0,006 |
0,006 |
0,005 |
0,005 |
0,005 |
0,004 |
0,004 |
0,004 |
0,004 |
0,003 |
0,003 |
0,003 |
0,00 |
|
rk |
4,629 |
4,136 |
3,735 |
2,970 |
2,270 |
1,646 |
1,178 |
0,781 |
0,543 |
0,339 |
0,223 |
0,136 |
0,079 |
0,04 |
При =894,6 м2 и =626,2 м2 предельное смещение береговой линии будет равно .
Расчет развития процесса береговых деформаций во времени. Расчет развития процесса во времени сводится к установлению зависимости величины смещения береговой линии Lб и ширины отмели В от времени t на основании формул (54), (55), (56). Результаты вычислений приведены в табл. 45.
В табл. 43 дается расчет энергии воли. В двух первых графах приведены в относительном выражении значения мощности ri, для волн hi, взятые из табл. 41. В последующих графах мощности ri волн, подходящая к береговой отмели, пересчитана на мощность rki, учитывающую потери волновой энергии на береговой отмели при различной ее ширине Вk. Для этого вся предельная ширина отмели Во разбита на ряд равных, достаточно малых интервалов ??В. Исключение составляет первый интервал, выражающий ширину отмели, образовавшейся при первоначальном затоплении берегового склона. В рассматриваемом примере эта отмель располагается в границах от отметки 15,0 м, соответствующей расчетному уровню воды, до отметки 9,6 м, соответствующей глубине размывающего действия расчетной волны. При крутизне первоначального склона около 45° первый интервал ??В1 оказался равным 10 м. Остальные интервалы приняты равными 20 м.
Потери волновой энергии определены исходя из предположения, что они пропорциональны ширине отмели Вk, причем каждой высоте подходящей к отмели волны hi соответствует своя предельная ширина Вi при достижении которой энергия этой волны рассеивается полностью. Предполагается, что Вi=Воhi/hi. Исходя из этих положений получена формула rik=ri[1-Вkhо/(Во/hi)], по которой рассчитано относительное выражение мощности rki волны hi непосредственно расходуемой на разрушение берега при ширине отмели Вk. Суммарная мощность rk всего диапазона высот волн вычислена по формуле (56). Эта суммарная мощность для последовательного ряда значений Вk, приведена в последней строке табл. 43.
В табл. 44 приведен расчет времени, в течение которого формирующаяся береговая отмель достигнет ширины Вk и береговая линия сместится на величину Lбk.
Таблица 44
|
Вk м |
rk |
Lбk м |
м2 |
|
|
??t год |
t год |
|
10 |
4,136 |
0 |
0 |
40 |
3,935 |
0,199 |
0 |
|
20 |
3,735 |
5,5 |
40 |
38 |
3,353 |
0,222 |
0,20 |
|
40 |
2,970 |
11,5 |
78 |
46 |
2,260 |
0,344 |
0,42 |
|
60 |
2,270 |
17,5 |
124 |
44 |
1,958 |
0,440 |
0,76 |
|
80 |
1,646 |
23,5 |
168 |
52 |
1,412 |
0,722 |
1,20 |
|
100 |
1,178 |
29,5 |
220 |
50 |
0,980 |
1,000 |
1,93 |
|
120 |
0,781 |
36,0 |
270 |
55 |
0,662 |
1,628 |
2,93 |
|
140 |
0,543 |
42,8 |
325 |
51 |
0,441 |
2,267 |
4,55 |
|
160 |
0,339 |
49,5 |
376 |
66 |
0,281 |
4,693 |
6,82 |
|
180 |
0,223 |
56,3 |
442 |
64 |
0,179 |
7,008 |
11,42 |
|
200 |
0,136 |
63,3 |
506 |
68 |
0,107 |
12,456 |
18,43 |
|
220 |
0,079 |
70,2 |
574 |
71 |
0,063 |
22,083 |
30,89 |
|
240 |
0,047 |
77,2 |
645 |
|
|
|
52,98 |
Значения Вk и rk перенесены из табл. 43. Соответствующие значения Lбk (в метрах) и взяты с графика (рис. 49). Этот график зависимости и Lб от В построен по данным, полученным в результате наложения промежуточных значений полной ширины отмели (0,25Во, 0,50Во, 0,75Во) на первоначальный профиль берега с соблюдением коэффициента аккумуляции ??=0,7 (табл. 45).
Таблица 45
|
Вk/Во |
Вk м |
м2 |
Lбk м |
|
0,25 |
77,7 |
155,4 |
24,0 |
|
0,50 |
155,4 |
380,1 |
48,8 |
|
0,75 |
233,1 |
600,3 |
77,0 |
|
1,00 |
310,8 |
894,7 |
109,4 |
Координаты криволинейной части профиля береговой отмели для вышеприведенных стадий ее развития приведены в табл. 42 (графы 6-8). Результаты наложения этих профилей на начальный профиль берега показаны на рис. 50.
Рис. 49. Зависимости объемов разрушений (1) и смещений береговой линии Lбk м (2) от ширины отмели В.
В табл. 44 приведены приращения объема разрушения ?? и соответствующие средние значения . Время ??t вычислено по формуле (54), в которой Rk=7,95N и сопротивляемость породы волновому воздействию принята равной ??=800 т/м2. В рассматриваемом примере N=214 сут, или 5136 ч. Следовательно, =7,95??5136=40831, а приращение времени
??t=(????)/Rk=(800??)/(4083l)=0,0195 (??)/.
Рис. 50. Пример графического наложения промежуточных значений полной ширины отмели (0,25Во, 0,50Во, 0,75Во) на первоначальный профиль берега.
