ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЕМПІРИЧНИХ МЕТОДІВ ПРОГНОЗУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ВІТРОВИХ ХВИЛЬ НА ПРИКЛАДІ МАЛОГО ГІРСЬКОГО ВОДОСХОВИЩА
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2026.53.4-11Ключові слова:
вітрові хвилі, висота хвилі, довжина хвилі, період хвилі, водосховищеАнотація
Прогнозування параметрів вітрових хвиль у водосховищах є критично важливим компонентом проектування земляних гребель, оскільки дія хвиль безпосередньо впливає на стійкість укосу, його висоту та безпеку споруди. В Україні практика розрахунку параметрів хвилі базується на емпіричних залежностях, розроблених кілька десятиліть тому. Це дослідження має на меті оцінити та порівняти емпіричні методи визначення висоти, періоду та довжини хвилі, що діють в Україні та за кордоном CEM, SPM, ASABE та STN. Аналіз було проведено для сухої гірської ємності на річці Іршава (Україна) з урахуванням вітрових умов та геометрії водосховища, характерних для конкретної ділянки. Результати показують, що різні методологічні підходи призводять до значних варіацій у прогнозованих параметрах хвиль. Найнижча висота хвилі 1% забезпеченості була отримана за допомогою методу CEM, тоді як найвище значення було отримано методом ASABE. Чинний український стандарт дав проміжне значення 0,84 м, що близько відповідає результатам ASABE. Було виявлено, що методи, розроблені для внутрішніх водосховищ (СНиП, ASABE) прогнозують вищу висоту хвиль порівняно з методами, що базуються на відкритих прибережних системах (CEM, SPM). Ці відмінності впливають на розрахований накат та нагон хвилі, що є важливим для визначення висоти гребня греблі. Дослідження підтверджує, що, незважаючи на все ширше використання числових хвильових моделей, емпіричні методи залишаються практичними та надійними інструментами для інженерного проектування, особливо для малих та середніх водосховищ.
Посилання
Rohachko, S. I. (2025). Sylova diia vitrovykh khvyl na hidrotekhnichni sporudy: pidruchnyk dlia vuziv. Odesa: ONMU. Retrieved from: https://surl.lt/vrhrfk [in Ukrainian]
Yakovlev, V. V., Voskoboinick, V. A., Khomicky, V. V., Tkachenko, V. O., Voskoboinyk, O. A., Tereshchenko, L. M., Voskoboinick, A. V., & Bondar, V. V. (2020). Influence of water area depth on wind waves. Environmental Safety and Natural Resources, 36(4), 77–88. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2020.4.77-88
Van der Meer, J. W. (2021). Rock armour slope stability under wave attack; the Van der Meer Formula revisited. Journal of coastal and hydraulic structures, 1, 8 https://doi.org/10.48438/jchs.2021.0008
Erkurtulmuş, S. A., & Peşman, E. (2025). Determination of Wave Parameters of Bandirma Bay Using Wave Prediction Methods. Türk Doğa ve Fen Dergisi, 14(1), 167-173. https://doi.org/10.46810/tdfd.1608593
Eyhavand-Koohzadi, A., & Badiei, P. (2022). Experimental study on the growth and conversion of duration-and fetch-limited wind waves in water of finite depth. Ocean Engineering, 266, 113020. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2022.113020
Kotaška, S., Duchan, D., Pelikán, P., & Špano, M. (2024). Spectral analysis of oscillatory wind wave parameters in fetch-limited deep-water conditions at a small reservoir and their prediction: Case Study of the Hulín Reservoir in the Czech Republic. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 72(1), 95-112. https://doi.org/10.2478/johh-2023-0042
Ozeren, Y., & Wren, D. G. (2009). Predicting Wind-driven Waves in Small Reservoirs. American Society of Agricultural and Biological Engineers, 52(4). 1213-1221. https://doi.org/10.13031/2013.27793
Pelikán, P., Hubačíková, V., Kaletová, T., & Fuska, J. (2020). Comparative assessment of different modelling schemes and their applicability to inland small reservoirs: A Central Europe case study. Sustainability, 12(24), 10692. https://doi.org/10.3390/su122410692
de Oliveira Mattosinho, G., de Oliveira Ferreira, F., & de Freitas Maciel, G. (2026). Deterministic modeling and uncertainty quantification of wind waves in Ilha Solteira Reservoir, Brazil. Water Science and Engineering https://doi.org/10.1016/j.wse.2026.02.006
Xie, H., Lyu, J., Bao, Y., Yu, Y., Li, Y., Zheng, X., & He, X. (2023). Spatial and temporal variation of nearshore significant wave height in the Three Gorges Reservoir, China. Ecological Indicators, 151, 110343. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.110343
Guseva, S., Casper, P., Sachs, T., Spank, U., & Lorke, A. (2021). Energy flux paths in lakes and reservoirs. Water, 13(22), 3270. https://doi.org/10.3390/w13223270
Aydoğan, B., & Ayat, B. (2021). Performance evaluation of SWAN ST6 physics forced by ERA5 wind fields for wave prediction in an enclosed basin. Ocean Engineering, 240, 109936. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.109936
Khomicky, V. V., Ostroverkh, B. M., Tkachenko, V. A., Voskoboinick, V. A., & Tereshchenko, L. M. (2020). Іmprovement of protection dam of the мarine approach channel Danube-Black Sea. Environmental Safety and Natural Resources, 35(3), 57–77. https://doi.org/10.32347/2411-4049.2020.3.57-77
Alturfi, U. A. S. M., & Shukur, A.-H. K. (2024). Modeling Optimal Locations of Breakwaters to Mitigate Wind-Induced Waves in Bahar Al-Najaf Depression Using MIKE21. International Journal of Safety and Security Engineering, 14(1), 233–240. https://doi.org/10.18280/ijsse.140123
Ghaderi, D. (2025). Investigation of wave height variations in the Strait of Hormuz based on numerical modeling. Marine Development 3, 4 https://doi.org/10.1007/s44312-025-00047-4
Chen, X., Ni, Y., Shen, Y., Ying, Y., & Wang, J. (2024). The research on the applicability of different typhoon wind fields in the simulation of typhoon waves in China’s coastal waters. Frontiers in Marine Science, 11, 1492521 https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1492521
Do, J. D., Hyun, S. K., Jin, J. Y., Jeong, W. M., Lee, B., & Chang, Y. S. (2024). Swash-Zone Formula Evaluation of Morphological Variation in Haeundae Beach, Korea. Water, 16(6), 836. https://doi.org/10.3390/w16060836
Wang, F., Zhang, J., Guo, Y., Luo, M., Lin, Y., Ji, Y., & Liu, S. (2025). Numerical study on the effects of combined wave, current, and wind on the tide and wave hydrodynamic field in the Yellow-Bohai Sea area, China. Applied Ocean Research, 165, 104794. https://doi.org/10.1016/j.apor.2025.104794
Guodong, Q., & Zhongxian, C. (2023). A comparison of ocean wave height forecasting methods for ocean wave energy conversion systems. Water, 15(18), 3256 https://doi.org/10.3390/w15183256
Velychko, S. V., & Dupliak, O. V. (2024). Hidrotekhnichni sporudy. Hruntova hreblia z bashtovym vodoskydom: Metodychni vkazivky do vykonannia kursovoho proiektu/roboty. K.: KNUBA, 42 s. Retrieved from https://surl.li/recdfu [in Ukrainian]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Світлана Величко, Олена Дупляк
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
