Скачать статью (PDF)

Преподавание курса «Гидрологии в высшей школе»: алгоритм расчета скорости ветра над акваторией моря

БОНДАРЕВА Елена Владимировна

Авторы
  • БОНДАРЕВА Елена Владимировнакандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий и математики, Сочинский государственный университет
Поступление в редакцию:
06.02.2026
Принятие в печать:
10.03.2026
Опубликовано:
04.03.2026
Аннотация и ключевые слова

Аннотация. В данной статье выстроен четкий алгоритм по расчету скоростей ветра и выяснено влияние исходных данных по повторяемости ветра на значение расчетных скоростей ветра. Как правило, исходные ветровые данные берутся либо из справочника морского регистра, в котором вся акватория Черного море делится на районы-квадраты, в которых определены характеристики ветра, либо из Справочника. Причем, Справочник составлен по материалам гидрометеорологических наблюдений, производившихся на берегу и в открытом море. Характеристика климатических условий отрытого моря даны на основе материалов наблюдений экспедиционных, транспортных и рыболовецких судов. Обработка судовых наблюдений осуществлялась по одноградусным квадратам, а в прибрежных районах — по частям квадратов, ограниченным соответствующими отрезками параллелей и меридианов и береговой чертой. Приведенные в Справочнике средние месячные величины метеорологических элементов по квадратам моря получены в результате осреднения данных судовых наблюдений либо сняты с синоптических карт. Поскольку скорости ветра над акваторией моря необходимы при вычислении параметров ветровых волн, то в соответствии с нормативной документацией, скорости ветра определены заданной повторяемостью.

Ключевые слова: Черное море, скорость ветра, повторяемость ветра, продолжительность ветра.

Текст статьи

Данные по скорости ветра используются при определении параметров ветровых волн, которые в свою очередь учитываются при проектировании гидротехнических сооружений, оказывающих на них воздействие. В зависимости от класса капитальности гидротехнического сооружения определяется повторяемость штормов в заданное число лет. В данной статье определим пошаговый алгоритм вычисления скоростей ветра по методике, рассмотренной в [1], с выделением исходных данных и выясним влияние исходных данных по ветровому режиму на значения расчетных скоростей ветра. Для этого сначала на основе данных по ветровому режиму из [2] рассмотрим определение характеристик ветра согласно указанной методике в [1] для города Анапы, расположенном во 2 квадрате Чёрного моря, а затем по [4]. Необходимо отметить, что в статье [1] рассматривалось определение скоростей ветра, повторяемостью 1 раз в 25 лет, для 1 квадрата Черного моря. На рисунке 1 представлена схема расположения исследуемого квадрата Черного моря. Рисунок 1. Схема расположения исследуемого района Черного моря В качестве исходных данных для исследуемого участка акватории используются:

– продолжительность штормов, осредненная за год, представленная в таблице 1; – данные по ветровому режиму за год, приведенные в таблице 2.

Таблица 1. Продолжительность штормов, осредненная за год (часы) V (м/с) Продолжительность (сутки) Продолжительность (час… — см. PDF статьи.

– по данным таблицы 2, согласно указанной методике в [1] рассчитывается обеспеченность скоростей ветра в исследуемом районе, которая приведена в таблице 3; – используя данные таблицы 3 вычисляется обеспеченность ветра по градациям скорости каждого направления, приведенная в таблице 4.

– используя данные таблицы 4, строятся режимные функции распределения скоростей ветра по каждому волноопасному направлению, представленные на рисунке 3; – на основе данных по непрерывной продолжительности штормов, повторяемости волноопасного направления ветра, и данных по продолжительности навигационного периода, по формуле [1] определяется расчетная обеспеченность ветра, заданной повторяемостью, которая в свою очередь определяется в зависимости от класса ГС. Расчет производился для ГС 3 класса капитальности, которые в соответствии со СП 58.13330.2012 определяются на воздействие волн шторма, повторяемостью один раз в 25 лет [3]; – на основе расчётных обеспеченностей ветра и рисунка 3 определяются расчетные скорости ветра поэтапно, методом последовательных приближений (третье приближение принимается за окончательное).

Таблица 3. Повторяемость (%) скорости ветра по волноопасным направлениям Градации скорости ветра, м/с Направление ветра… — см. PDF статьи.

Расчетные скорости ветра для 2 квадрата Черного моря приведены в таблице 6.

Таблица 5. Расчетные скорости ветра для 2 квадрата Черного моря, протяженностью от Ялты до Сочи Румбы tv,час Pw Fn,% V… — см. PDF статьи.

Рисунок 4. Схема квадратов открытого моря Поскольку исследуемым участком берега является г. Анапа, то в качестве исходных данных из Справочника [4] рассмотрим данные по повторяемости ветра, указанные в нескольких квадратах, прилегающих к рассматриваемому участку берега: 18, 19, 29 и 30.

В таблице 6 приведена осредненная по указанным четырем квадратам открытого моря повторяемость ветра (%) по основным волноопасным направлениям.

Таблица 6. Осредненная по четырем квадратам открытого моря повторяемость ветра (%) по основным волноопасным направлениям… — см. PDF статьи.

В таблице 7 представлены значения по продолжительности ветра, обеспеченность ветра и скорость ветра в третьем приближении, которое принимается за окончательное.

Таблица 7. Расчетные скорости ветра над акваторией моря, повторяемостью 1 раз в 25 лет Румбы t, час Pw Fn,% Vn, м/с ЮВ 6… — см. PDF статьи.

Список литературы

  1. Бондарева Е.В. Методика расчета скорости распространения волн на черноморском побережье при преподавании курса «Гидрологии» в высшей школе для строительных специальностей // Вестник ГГУ. 2023. № 1. С. 110-117
  2. Российский морской регистр судоходства «Справочные данные по режиму ветра и волнения Балтийского, Северного, Черного, Азовского и Средиземного морей», С-Пб, 2006. 450с.
  3. СП 38.13330.2018 «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)». Актуализированная редакция СНиП 2.06.04-82*. М., 2019.
  4. Справочник по климату Черного моря. Гидрометеоиздат, М., 1974. 406 с.

Скачать

English summary

Teaching the course “hydrology in higher education ”: algorithm for calculating wind speed over sea

BONDAREVA Elena Vladimirovna

Authors
  • BONDAREVA Elena VladimirovnaCandidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Information Technologies and Mathematics, Sochi State University

Annotation. In this article, a clear algorithm for calculating wind speeds is presented, and the influence of the initial data on wind recurrence on the calculated wind speeds is investigated. As a rule, the initial wind data is taken either from the Maritime Register Handbook, which divides the entire Black Sea into square regions with wind characteristics, or from the Handbook. Moreover, the Handbook is based on hydrometeorological observations conducted on the coast and in the open sea. The characteristics of the open sea climate are based on observations from expedition, transport, and fishing vessels. Ship observations were processed by one-degree squares, and in coastal areas, by parts of squares bounded by the corresponding segments of parallels and meridians and the coastline. The average monthly values of meteorological elements by sea squares in the Handbook were obtained by averaging ship observations.

Key words: Black Sea, wind speed, wind frequency, wind duration.

References

  1. Bondareva E.V. Methodology for calculating the speed of wave propagation on the Black Sea coast when teaching the course “Hydrology” at a higher school for construction specialties//Vestnik GSU. 2023. № 1. S. 110-117
  2. Russian Maritime Register of Shipping “Reference Data on Wind and Wave Conditions of the Baltic, North, Black, Azov and Mediterranean Seas,” S-Pb, 2006. 450s.
  3. SP 38.13330.2018 “Loads and impacts on hydraulic structures (wave, ice and from vessels).” Updated revision of SNiP 2.06.04-82 *. M., 2019.
  4. Black Sea Climate Handbook. Hydrometeoizdat, M., 1974. 406 pp.

DOI: 10.24412/2076-1503-2026-2-673-679 · С. 673–679 · Образование и право № 2 2026

Creative Commons Attribution 4.0 License Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.