128 Глава 4 течения в приповерхностном слое воды составляет ОоКоЛо 3% от средней скорости ветра Й,. Однако скорость течения в приповерхностном слое характеризуется силь- ной пространственно — вре- менной изменчивостью. Это, в частности, связано. с из- менением соотношения меж- ду волновой и чисто дрей- фовой составляющей при- поверхностной скорости. Часто измерения скорости ветра проводят на берегу, в этом — случае — возникает необходимость перейти от скорости ветра, измеренной на берегу, к скорости ветра над водной поверхностью. Значения поправочных коэф- фициентов.обычно получают эмпирически, они оказыва- ются зависимыми от ско- рости ветра, условий изме- рения на берегу (наличие деревьев, строений и т.п.). Наблюдается также суточная и сезонная зависимости по- правочных коэффициентов. При решении практических задач по использованию водоемов необходимы сведения об изменении характеристик скорости ветра за длительный промежуток времени. В этом случае используются режимные характеристик ветра над водной акваторией. Режимные характеристик ветра можно получить из анализа повторяемости скорости и направления ветра. Таблицы повторяемости скорости ветра приводятся в частности, в справочниках по гидрометеорологическому режиму озер и водохранилищ. По данным повторяемости величин и направ- ления скорости ветра строят интегральные кривые обеспечен- 1077 1072 10 Рис. 4.6.2. Зависимость параметра ше- роховатости 2% от динамической скоро- сти ветра. 13 — измерения в аэрогид- роканале, разгон равен 1,3; 3,6; 9,0 м соответственно. 4 — измерения на озе- ре Вселуг ТЕРМО-ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОЗЕРАХ 129 ности, с помощью которых уже определяются расчетные характеристики скорости ветра. 4.6.2. Статистическая и спектральная структура ветрового волнения Методы расчетов статистических и спектральных характери- стик ветрового волнения подробно рассмотрены в монографиях И.Н. Давидана, Л.И. Лопатухина, В.А. Рожкова (1978, 1985). Ста- тистические и спектральные характеристики ветрового волнения на озерах и водохранилищах отличаются от характеристик ветро- вого волнения в морских условиях, прежде всего потому, что ветровое волнение в озерах и водохранилищах формируется, как правило, при ограниченных разгонах и на мелководье. В услови- ях больших глубин, где взаимодействие между спектральными составляющими невелико, плотность распределения ординаты взволнованной поверхности с может быть с достаточной точно- стью описана кривой Гаусса: =\2 В (5)= (27‹1'0')_“2 ехр —%55)— (4.6.2.1) где 6— среднее значение, с — среднеквадратичное откло- нение. В мелководной зоне наблюдается значительная трансфор- мация волнового профиля, гребни волн становятся острее, впадины — более нлоскими, в этом случае наблюдаются отклонения от распределения Гаусса. Распределение ординат взволнованной поверхности лучше в этом случае описывается функцией Грамма-Шарлье: Р(5) = Р(е)11 + (уиЗ !)Н;((е' —6)/с)+ (, /4)Н,(5-5)/с) +-..] где Ро(6) определяется формулой (4.6.2.1), у = /° — коэффициент асиммырии ” = /а — коэффициент эксцесса, Нух) =х° -Зх; Н() =х* - 6%° + 3. Эмпирические функции распределения смещения ВОЛНоВой поверхности, полученные по измерениям в мелководной зоне Рыбинского водохранилища, лучше согласуются с распре- делением - Грамма-Шарлье, чем с распределением Гаусса (Кононкова Г.Е, Показеев К.В., 1985). Для анализа функций распределения было использовано 13 записей — развитого