Ый учебный вопрос. Характеристика ветра и волн

ВВЕДЕНИЕ

На обширных водных просторах России ежедневно возникают ЧС, требующие проведения поиска и спасения людей, аварийно-спасательных работ; ликвидации разливов нефти, нефтепродуктов и СДЯВ, осуществления подводных работ специального назначения.

Серьезной проблемой для страны продолжает оставаться гибель людей на воде. По некоторым данным, вода уносит каждый день жизни 40 россиян. За последние 10 лет в России утонуло около 140 тыс. человек (и это без учета катастроф морских и речных судов).

Анализ причин и обстоятельств, приводящих к трагедиям, показывает, что больше половины несчастных случаев с людьми происходит в результате нарушения правил поведения на водоемах. Четверть таких случаев возникает при пользовании маломерными судами, чуть больше 10% людей гибнет в период бурных сезонных паводков и наводнений.

Ведение поисково-спасательных работ на воде осуществляется в период наводнений, которые занимают лидирующее положение по числу повторов, охвату территорий и суммарному среднегодовому экономическому ущербу. Поисково-спасательные работы проводятся также и при ЧС техногенного характера, особенно на водном морском и речном транспорте.

При ведение ПСР на реке необходимо знать элементы рек, порядок их прохождения, опасности, которые подстерегают на реке. Без знания лоции невозможна эффективная работа спасателей при использовании маломерных судов.

Таким образом, маломерное моторное судно стало неотъемлемой частью в сложной деятельности войск ГО, а также учреждений и предприятий системы МЧС. Исходя из вышеизложенного, хорошо знать и грамотно эксплуатировать маломерные моторные суда - долг и обязанность каждого офицера системы МЧС.

1.1. Характеристика ветра.

ВЕТЕР (правило 7) - движение воздуха относительно земной поверхности, вызванное неравномерным распределе­нием атмосферного давления, которое обусловливается неравенством температур в атмосфере. Характеризуется направлением и скоростью (см. Направление ветра и Скорость ветра).

НАПРАВЛЕНИЕ ВЕТРА (правило 7) - определяют по компасу в зависимости от той части горизонта, откуда он дует. Н.в. может быть северное, северо-западное, юго-восточное, западное и т.д. Н.в. выражают в румбах горизонта или в угло­вых градусах.

На реках Н.в. часто определяют относительно течения реки: ветер может быть верховой, если дует по направлению течения, и низовой, если дует против течения. В зависимости от того, с какой стороны дует ветер, у судна различают навет­ренные (обращенный к ветру) и подветренный (противоположный наветренному) борта. Относительно направления движе­ния судна ветер может быть встречным и попутным. Ветер, дующий в сторону берега под прямым углом или неболь­шим углом к берегу, принято называть навальным, ветер, дующий от берега в сторону реки или озера, - отвальным. Таким образом, для одного берега ветер будет отвальным, а для другого — навальным. То же и для судна в зависимости от того, у какого берега оно находится.

Если Н.в. определяют на неподвижном судне, то оно называется истинным 1/д (см. рисунок). При движении судна возникает поток воздуха, называемый курсовым ветром Uc, последний имеет скорость судна и направлен в сторону, обратную его движению. На движущемся судне измеряют кажущийся (вымпельный) ветер Uк. Он направ­лен по равнодействующей истинного и курсового ветра. У судов, буксирующих состав или плот со скоростью 3-4 км/ч, истинный и кажущийся ветер практически одинаковы.

На береговых станциях направление и силу ветра опре­деляют по флюгеру и анемометру. На судне скорость кажу­щегося ветра измеряют по анемометру (рис.1), а направ­ление — по дыму, флагу, вымпелу. Иногда для определения Н.в. на судах устанавливают на открытых местах небольшие матерчатые конусы, называемые „колдунчиками".

Влияние препятствий на воздушный поток разнообразно. Оно зависит от размеров и форм препятствий, от расположения их по отношению к ветру, скорости ветра и состояния атмосферы. Например, ветер, дующий с горы, сохраняет свое направ­ление лишь у противоположного берега. Непосредственно под горой ветер приобретает обратное направление. Следовательно, ветер, наблюдаемый на подходе к горе как отвальный, факти­чески вблизи нее будет навальным.

Рис.1.Ветры, действующие на судно:

U_к — кажущийся (вымпельный); U_с — курсовой; U_и — истинный

Опасными для судов являются разрывы высоких берегов долинами притоков, оврагами. Через эти разрывы ветер с большой силой „сваливается" на реку или водохранилище. При ветре, дующем из-за берегового отдельно стоящего препятст­вия, вблизи последнего создается ветровая тень, а на некото­ром расстоянии - вихрь с горизонтальной осью и ветром обрат­ного направления. При ветре, дующем с реки к берегу, дебар­кадеру и т.п. (рис.2), около них возникает ветер почти обратного направления. Действие обратного ветра сказывается на расстоянии, равном приблизительно высоте препятствия.

Ветер, пересекающий реку со стороны высокого берега, изме­няет направление почти на обратное. Изменение направления происходит по часовой стрелке и сказывается на расстоянии, равном одной-двум высотам берега. Высокие и изрезанные берега изменяют скорость ветра, дующего со стороны берега, придавая ветру в прибрежной полосе неустойчивое направле­ние и порывистость. Сила и Н.в. не остаются длительное время постоянными. При установившейся погоде ветер может усили­ваться, проходить порывами, затем ослабевать.

Рис.2.Схемы направления ветра:

а—от высокого берега к низкому; б—к высокому берегу; в — под высоким берегом

1.2. Характеристика волн.

НАПРАВЛЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛНЫ - направле­ние перемещения волны, определяемое за короткий интервал времени — период волны, или направление луча волны.

ВОЛНЕНИЕ, волна (правило 7) - образование волн на поверхности воды (реки, озера или моря). В. вызывается ветром, а иногда землетрясением. В. разделяют на ветровое, зыбь и смешанное. Степень волнения определяют в баллах в зависимости от высоты наиболее крупных волн по шкале Бофорта.

ВОЛНЕНИЕ ВЕТРОВОЕ - процесс формирования, развития и распространения вызванных ветром волн на акваториях океанов, морей и других бассейнов. Основными характерис­тиками волны (рис.3) являются: волновой про­фи л ь - кривая, получаемая в результате сечения взволнован­ной поверхности моря вертикальной плоскостью в заданном направлении; фронт волны - линия на плане взволнован­ной поверхности, проходящая по вершинам гребня данной волны, которые определяют по множеству волновых профилей, проведенных параллельно генеральному направлению распрост­ранения волн; средний волновой уровень вол­нового профиля — линия, пересекающая волновой

Рис.3.Характеристики волн:

1 — волновой профиль; 2 — средний волновой уровень волнового профиля;

3 — гребень; 4 — вершина; 5 — подошва; 6 — ложбина волны; hg - высота, A.g — длина волны

профиль так, что суммарные площади выше и ниже этой линии одинаковы; луч волны — линия, перпендикулярная к фронту волны в данной точке; гребень - часть волны, расположенная выше среднего волнового уровня; вер­шина - наивысшая точка гребня волны; подошва -наинизшая точка ложбины волны; ложбина - часть волны, расположенная ниже среднего волнового уровня; высота волны hg - превышение вершины волны над соседней подош­вой на волновом профиле, проведенном в генеральном направ­лении распространения волн; длина волны \у — горизон­тальное расстояние между вершинами двух смежных гребней на волновом профиле, проведенном в генеральном направле­нии распространения волн; период волны - интервал времени между прохождением двух смежных вершин волн через фиксированную вертикаль; скорость волны -скорость перемещения гребня волны в направлении ее рас­пространения, определяемая за короткий интервал времени порядка периода волны.

ВОЛНЫ СУДОВЫЕ - волны, создаваемые на поверхности воды движущимся судном. Корпус судна при движении оказывает давление на частицы воды, У носовой и кормовой оконечностей судна вода, обтекающая корпус, подтормаживается. В средней части корпуса скорость воды по сравнению со скоростью набегающего потока увеличивается. В районах носа и кормы судна, где скорость потока меньше, давление на корпус больше, а в средней части корпуса из-за увеличения скорости воды давление меньше (связь давления в жидкости с ее скоростью определяется уравнением Бернулли). На поверх­ности воды давление равно атмосферному.

Разность в давлениях повышает уровни воды у носа и кормы и понижает уровень в средней части корпуса судна, что выводит воду из равновесия. Стремясь под действием силы тяжести вернуться в первоначальное положение, вода получает колебательное движение, создающее волны двух групп:

носовые и кормовые, которые, в свою очередь, состоят из расходящихся и поперечных волн (рис.4). При небольших скоростях возле судна возникают только расходя­щиеся волны, а при возрастании скорости - и поперечные. Расходящиеся волны состоят из гребней, смещенных один относительно другого.