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创建者:
Eric Riedner
威斯康星大学麦迪逊分校
土木与环境工程
简介
海岸侵蚀是一个主要问题与湖泊财产因为它会导致许多业主在物业价值,有时甚至危及结构降低,这是建太靠近水。海岸侵蚀的主要原因是波通过不断殴打海岸,慢慢侵蚀了岩石和土壤。这些波通常是由风引起的,但在一些地区船所产生的海浪也是一个重大贡献海岸线的侵蚀。这份报告调查了小船上产生的影响,在威斯康星州一对海岸线的侵蚀等湖波。
水晶湖是中南部相当小湖位于威斯康星州丰迪拉克之间和希博伊根半途而废。湖中有一个152的平均深度25英尺和61英尺[www.lake- link.com]最大深度亩。湖上的风景地形图可以看出,在下面的数字。该湖是完全被包围的房子,而被挤压在湖边小木屋紧靠在一起。该湖是世界上最清晰的,其周围的水和美丽的风景名胜区之一,因为这一点,正日益成为更加拥挤。随着湖水的不断普及,是休闲船在湖上,这是用于滑水和管材,主要增加。这些活动已成为湖泊的重要组成部分,但它有可能通过这些船只造成的波浪是损害了水晶湖岸边.
这项研究的目的是评估风的影响所产生的海浪和船在海岸上产生波浪使用一些经验模型和实验室研究。

水晶湖
计算
概述
量化的办法船波的产生是基于在美国威斯康星州自然资源部的报告草案由William Fitzpatrick的基础作用。该文件是在粗糙的草稿,并创造了以确定对海岸线门多塔湖波作用下的船民。该模型采用了船的比较所产生的海浪风所产生的海浪,以确定是否交付海岸线船波的能量显着的关系提供了风浪对一天中的能量。在确定这两个值的主要步骤是计算波高,波高转换波能,以及确定这些波次罢工岸边数。
我们的方法将结合东欧514笔记,Fitzpatrick的文件,报告和罗伯特索伦森到小船上产生的效果看起来密西西比河上游浪。索伦森的报告解释了船的波浪的物理和比较,以确定所使用的船只造成波高的理论。在本报告中的这些理论都进行了审议。我们发现,该方法通过建立N.G. Bhowmik适合水晶湖上最好的分析。 Bhowmik使用了一个经验公式,从涉及类似的规模,速度和类型是常见的水晶湖,用肉眼观察记录渔船实验而得。
在使用这些方法和公式最困难的部分是尝试把所需要的创造中的两个是用于比较两种波的能量结束数的不同的参数很多单个值。这份报告承认,通过平均,使无证假设,应该强调的是,最终的值是为了给一间只有风和海浪的影响,船比较粗糙的单数这些值的缺点。
风浪
风浪高度可使用下列公式确定[菲茨帕特里克]。
Hs = (0.283U2)/g)*(tanh(0.530(gd/U2)0.75))*(tanh((0.0125(gF/U2)0.42)/(tanh(0.530(gd/U2)0.75))))
Hs=
有效波英尺的高度,即解决了价值
U = 风速英尺/秒 = 14.7 ft/s (10mph)
这是对美国威斯康星[诺阿]国家的平均值。
F = 取长 2650 ft
d = 在英尺深处,平均湖值决定从地形图=25英尺
g = 32.2
ft/s2
利用给定的参数方程,房协确定为
0.29英尺或0.09米.
作为一个检查这个值可以由SMB相比(斯维德鲁普,芒克,以及Bretschneider)方法创建的。此值取决于使用FETCH有限的方法取代时间限制的办法,由于小湖的大小和平均风速值,使用,这是一个相当长的时间内持续。
(gF)/U2=
(9.81 m/s2
* 808 m)/(4.48 m/s)2
= 394
使用方法与中小企业相关的图表, gHs/U2
= 0.042, and
Hs = 0.086 m = 0.28
ft. 此值与预计使用Fitzpatrick的方程一致。
此外,中小企业的方法也可以计算期间,风浪电报电话公司。
使用方法与中小企业相关的图, gT/(2*pi*U2)
= 0.4, 和 T = 1.1 秒.
随着中欧和东欧514注,下面的公式可用于确定的加权平均能量,电子战给予有效波高波,即
Ew = 1/16 * r
*g*Hs2
=0.613*Hs2
= 0.613*0.086^2 = 0.0045 kN/m2
分 Ew
由波周期 T, 波力, Ep, 风浪,可以计算, i.e.
Ep = Ew /T =
0.0045/1.1 = 0.004 kN/m2/sec
Eday
= Ep*86400 = 0.0045*86400 = 388 kN/m2
船波
船产生的波的高度可以用下面的公式计算,是由Bhomik创建et.al.在1991年进行了总结和评价了索伦森。这个方程是使用从船只非常相似水晶湖上发现的那些选择了回归分析。
Hm = 0.537*V-0.346*x-0.345*Lv0.56D0.355
请注意,此方程式暗示,如果海浪高度会降低船只的速度增加!(刨这只船船体工程)。
Hm
= 最大波高,所解决的价值
V = 船只速度为9米/秒这个速度是由视觉检查和建议滑水速度(www.waterski.about.com),因为滑水和油管的交通船在湖上的主要来源
x = 测量点之间的距离以米=100米这个距离估计通过观察湖面上的船只往往在各地旅行靠近海岸行驶,使更多的船只可以在同一时间运行在圆湖滑雪拖车方向。
Lv = 船的长度为5.5米,以米这个长度是决心通过肉眼观察和研究的娱乐船标准尺寸。在湖上几乎每一个重大波创建船靠近娱乐船标准尺寸为5.5米
D = 草案以米船 = 0.4 m. 该值通过插值Bhowmik估计的有关船的速度,规模和类型的数据
使用公式中的参数,哼被确定为
0.10米或0.32英尺.
虽然站在岸上有路过的船只由[索伦森]测波创造了约13。下图显示了这些波和各相对高度相比,哼。该公式E=9.80*(高/ 2)2/ 2,它决定在给定的波高波的能量,这是典型的波列中,以便确定一个划过来的小船总能量传递到岸上。

典型的血管生成的波与波的大小关系表示要哼纪录
E=0.1138*(0.075*Hm)2+0.1138*(0.3*Hm)2+0.1138*(0.725*Hm)2+0.1138*(Hm)2+0.1138*(0.775*Hm)2+0.1138*(0.45*Hm)2+
0.1138*(0.375*Hm)2+0.1138*(0.325*Hm)2+0.1138*(0.275*Hm)2+0.1138*(0.25*Hm)2+0.1138*(0.225*Hm)2+
0.1138*(0.2*Hm)2+0.1138*(0.175*Hm)2
E = 通过点上的传递在岸上船尽力kN/m2能源
Hm
= 在米的最大波高 = 0.10 米
解方程, E = 0.0033 kN/m2.
为了转换一个传递到每一天创造的能量船波的能量,估计问题提出了船在湖上的交通。通过目视观测据估计,一船通过一个点上了岸,在繁忙的周末8小时,每3分钟。在本平日四据估计,一船在经过4个小时的高峰期每10分钟一次在一个平日没有汽艇在湖上允许的。使用这些已确定有60船在湖上传递期间平均每天的假设。
船波,每天产生的能量可以通过使用计算公式如下:
Eday
= E*(船在一天内传递) = 0.0033*60 = 0.20 kN/m2
结果
(1)能源观:
这些计算表明,风浪在一天之内创造能量,388 kN/m2,远高于乘船创造更大的能量产生的一天,0.20 kN/m2波。风的能量方法假定继续生成24小时,这是不正确的波浪。此外,这里所采用的方法并没有考虑到的变浅和底部影响的帐户。此外,船上产生的海浪0.20 kN/m2也唤醒长期忽视了产生耐药的船只。因此,能源方法通常会误导的结果。
(2)最大波高的观点:
波风和船都产生高度相互媲美,即10厘米。如果船接近岸边(比如100英尺),船的波浪能达到15厘米波高。通常情况下,极端浪高中起着破坏海岸线或结构具有重要作用。因此,人们很容易得出这样的结论船的波浪的主要因素是造成海岸线的侵蚀。
讨论:
What
is missing?
因为我们知道,康乐船艇是重要的人谁使用的湖泊。在上述研究显示的结果可能互相矛盾!因此,监测船岸班轮回应详细研究产生的海浪和海浪是绝对必要的。
参考文献
Bhowmik, N.G., Soong,
T.W., Reichelt, W.F., and Seddik, N.L. (1991). Waves
generated by recreational traffic on the Upper
Mississippi River system, Research Report 117,
Department of Energy and Natural Resources, Illinois
State Water Survey, Champaign, IL.
Crystal Lake,
Sheboygan County. www.lake-link.com. (2001).
Fitzpatrick, William.
(2000). Boat and Wind Energy Screening Model,
Review Draft. Wisconsin Department of Natural
Resources.
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Plymouth Wisconsin. www4.ncdc.noaa.gov. (2001)
Sorensen, Robert M.
(1997). Prediction of Vessel-Generated Waves with
Reference to Vessels Common to the Upper Mississippi
River System, Upper Mississippi – Illinois Waterway
System Navigation Study, ENV Report 4.
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