ИСТИНА

В настоящее время много работ посвящено исследованию ветровых волн в морях и океанах при помощи спектральных волновых моделей. Однако, задача диагноза и прогноза волнения для небольших акваторий также актуальна. Ранее авторами уже рассматривалась применимость волновой модели WAVEWATCH III для акватории Горьковского водохранилища. Численные расчёты с использованием встроенных параметризаций WAM 3, Tolman and Chalikov, и WAM 4 показали завышение значений высот волн по сравнению данными измерений. На базе результатов натурного эксперимента по исследованию особенностей ветро-волнового взаимодействия на коротких разгонах была произведена модификация функции источника для параметризаций WAM 3 и Tolman and Chalikov, которая значительно улучшила соответствие рассчитанных и экспериментальных данных. Более подробно результаты исследования, а также описание эксперимента изложены в работах. В данной работе для воспроизведения волнения в Горьковском водохранилище применяется модель SWAN, которая изначально разрабатывалась для моделирования волнения в небольших мелководных акваториях. Расчеты параметров волнения выполнены с помощью спектральной волновой модели SWAN. Вычисления проводились на неструктурной триангуляционной сетке, имеющей шаг по пространству от 100 м у берега и до 700 м в центральной части (рис.1). При моделировании волнения использовались данные о постоянном ветре с севера и с юга, со скоростью 15 м/c и продолжительностью действия 23 часа. Ранее данная модель и вычислительная сетка были успешно использованы для моделирования волнения в нескольких морях России. В результате моделирования были получены поля высоты значительных волн (соответствует 13% обеспеченности), среднего периода и средней длины волн при северном и при южном ветре. Параметры волн при воздействии северного ветра в течении 23 часов представлены на рис.2. Максимальная высота волн 1.2 м наблюдается в южной части водохранилища. Там же наблюдаются максимальный период (3.2 с) и длина волн (15 м). Также высокие значения наблюдаются в широкой части на севере водохранилища. Видно, что короткий разгон существенно лимитирует развитие волн в водохранилище. Понятно, что при воздействии восточного или западного ветра высота волн будет существенно меньше. При воздействии южного ветра максимальная высота волн составляет 1.1 м и наблюдается как в южной, так и в северной части водохранилища. Ветер со скоростями 15 м/c в течении суток является весьма экстремальным явлением для данного региона. Поэтому рассчитанные параметры волнения можно считать экстремальными. Известно, что максимальная высота волн (например 1% обеспеченности) может в 1.6 раза превышать высоту значительных волн. Следовательно, можно предположить, что максимальная высота волн в Горьковском водохранилище при постоянном ветре 15 м/с может достигать 2 м. Однако, данный вывод необходимо проверить с использованием ветра по данным наблюдений или реанализа.