7.2. Гидрометеорологические условия в районе порта г. Певек

7.2. Гидрометеорологические условия в районе порта г. Певек

Оценка гидрометеорологических условий в районе порта г. Певек (предполагаемое месторасположение АТЭС) выполнена для целей ОВОС.

В настоящей экспертизе рассмотрены следующие части раздела:

Ветровой режим (с.27- 42, 52-54); 2.3. Ледово-гидрологические условия Гаупской губы (с.91 — 104).

Ветровой режим. В начале приведены краткие сведения общегеографического характера о климатических особенностях  гидрометрежима. Здесь же кратко описаны фоновые (эксплуатационные) характеристики ветрового режима — сезонные и годовые розы ветров (с выделением интервалов скорости и без их выделения), данные о повторяемости скоростей ветра за навигационный период. Другие данные о ветровом климате не приведены, так как они отсутствуют в соответствующем справочнике по климату СССР. На стр. 70 говорится о штормах в исследуемом районе. Эти данные мало информативны, если не сказать, что под штормом понимается ветер скоростью 15 м/с и более. Далее, предпринята попытка оценить экстремальные (расчетные) скорости ветра (эти сведения рассеяны почему-то по разным пунктам — 1.4.2, 1.4.4, 2.3.3). Эта часть работы выполнена на чрезвычайно низком уровне. Основные её недостатки:

  • · собраны сведения о ветровом режиме из доступных авторам отчета ис -

точников без критического их осмысления;

  • · эти сведения противоречат друг другу и полны грубых ошибок;
  • · представленные в итоге авторами выводы не обоснованы.

Рассмотрим эту часть работы детальнее на примере расчетной скорости      ветра с периодом повторяемости 20 лет (для других значений повторяемости ситуация аналогична):

  • · в табл. 1.8 без ссылки на источник сказано, что скорость ветра в порывах

составляет 49 м/с;

  • · в табл. 1.10 указано, что скорость ветра (но уже не в порывах, а средняя -

за 10 мин.)  равна 90 м/с;

  • по формуле, поясняющей данные табл.1.11 можно найти, что средняя   скорость ветра с этим периодом повторяемости равна примерно 45 м/с;
  • · на стр. 100 оказывается, что такая скорость (ветра «южака») повторяется ежегодно, а не 1 раз в среднем в 20 лет;
  • · на стр. 116 эта величина (45 м/с) повторена в том же контексте, но вероятность скорости 1 раз в 20 лет составляет 80 м/с (со ссылкой на справочник «Ветер и волны» 1974 г.).

Наша экспертная оценка  к этим данным:

  • · скорость ветра в порывах с осреднением за 3 сек в 1,2 раза (коэффициенты Главной Геофизической Обсерватории) — 1,4 раза (коэффициенты Дёста [41,42]) больше средней скорости ветра с осреднением за 10 мин. Как же может средняя скорость ветра почти вдвое превышать порывы ветра?
  • · Как следует из [43] гидрометеостанция Певек выполняла наблюдения за ветром в 1940-46, 48-56, 59-60 годах (с перерывами всего 19 лет). Из них до 1953 года измерения велись по флюгеру с легкой доской (он может измерять скорости ветра до 20 м/с). Следовательно, более надежные измерения выполнялись на протяжении всего 6 лет, но и их нельзя считать надежными, если впоследствии отмечена скорость ветра около 60 м/с (табл. 1.8). Отсюда следует, что из-за малой длины ряда, лакунарности выборки (пропусков) и инструментального отсечения скоростей ветра сверху функцию распределения скоростей ветра, построенную по такому ряду, экстраполировать на малые значения обеспеченностей неправомерно (даже на 10 лет)
  • · измерения ветра на суше нельзя автоматически переносить на прилегающую акваторию. Чтобы по этим измерениям судить о ветре в море, следует выполнить специальные расчеты с использованием соответствующей методики, учитывающей как скорость, так и направление ветра, а также тип (степень закрытости местности и шероховатости подстилающей поверхности суши моря).
  • · на процесс формирования воздушного потока и на его структуру большое влияние оказывает орография — очень большие скорости ветра могут наблюдаться не только в Антарктиде. Ветер описываемого типа (общее название — бора, а при повышении температуры воздуха — фён) наблюдается во многих районах земного шара (Новая Земля, Далмация, Байкал). Широко известна новороссийская бора (т. наз. катабатический ветер), скорость которой может достигать 60 м/с и более. Но такая скорость в море далеко не распространяется, поэтому здесь важно учитывать пространственную структуру потока.
  • · измеренная в 1966 г. скорость ветра около 60 м/с (табл. 1.8) — это средняя или в порывах (как можно судить по заголовку таблицы)?
  • · измерения на ГМС, как отмечено выше, велись по флюгеру. Их надо приводить к стандартным анемометрическим данным. Иногда «флюгерные» скорости 80-90 м/с приводятся к «анемометрическим» скоростям 58 — 65 м/с. Тогда о каких же скоростях идет речь?
  • · в выводах (стр. 52) сказано (цитируем): «экстремальные значения скорости фонового ветра, возможные в ближайшем столетии, согласно расчетам и принятые для проектирования АТЭС ММ следующие: средняя скорость при 10-минутном осреднении до (что значит до? — Г.М., И.К.) 60 м/с, максимальная мгновенная скорость при порывах до (?) 71 м/с. Вероятность реализации ураганного ветра с заданной средней скоростью при 10-минутном осреднении 60 м/с составляет один раз в 1141 лет». Совсем непонятно — 100 лет или 1141 год? Ветер-то тот же самый — ураганный при «потоке»?
  • · во всем тексте совершенно неверно трактуется (это распространенное заблуждение среди неспециалистов) понятие о расчетной скорости ветра, возможной 1 раз во столько-то лет. Это понятие имеет следующий смысл. В выборке, например, объемом 100 лет х 100 столетий = 10 000 лет в пределах каждого столетия в силу выборочной изменчивости будут наблюдаться различные экстремальные скорости ветра. Осредненное значение из этих 100 величин, упрощенно говоря, и есть скорость ветра с периодом повторяемости 100 лет. Но в ближайшем столетии (или любом другом из этой выборки) «вероятность встречи» (encountce probability) будет равна не единице, а всего 0,63 [43]. Однако, при проектировании АТЭС необходимо задаваться, как нам известно, гораздо большими значениями периода повторяемости (10 тыс. лет). Задача оценки ветра и волн с такими периодами повторяемости требует знания изменения климата, по крайней мере, в ближайшие сотни лет. Для районов Арктики имеются соответствующие долгосрочные прогнозы [44]. В соответствии с ними предполагается, что в ближайшие 50 — 100 лет средняя температура воздуха в Арктике повысится на 40 летом и на 60 зимой, уровень моря поднимется более чем на 1 м. Вследствие потепления могут произойти следующие явления:
  • · сокращение площади паковых льдов и увеличение свободной ото льда поверхности моря приведет к активизации воздействия волн на берега и ледники, спускающиеся в море;
  • · начнется формирование новой топографии береговой зоны — барьерных островов, отмелей, баров, затопление низко расположенных тундровых озер;
  • · активизируется образование айсбергов и ледяных островов, выпахивание дна;
  • · устья рек будут подпруживаться нагоняемым с моря льдом, что приведет к затоплению обширных территорий при половодьях
  • · изменится режим активной зоны вечномерзлых грунтов, их прочностные характеристики, что приведет к образованию оползней и др. Вместе с тем частично облегчаются условия строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений.

В связи с возможным повышением среднего уровня моря следует, по мнению авторов заключения, выполнить вариативные расчеты основных элементов гидрометеорежима (волн, нагонов, течений) на современный уровень и прогнозируемый уровень. Такие расчеты выполнялись, в частности, для мелководного северного Каспия, где названные режимные характеристики заметно зависят от среднего уровня моря.

По п. 2.3.3: Здесь повторяются сведения о ветровом режиме. О волнах сказано весьма мало, чтобы судить о волновом режиме.

  • для оценки мощности вдольберегового потока наносов ветроэнергетические  характеристики не используются уже много десятилетий. Еще в 50-е годы (А.М. Жданов) было установлено, что названная мощность пропорциональна вдольбереговой составляющей потока волновой энергии. Далее эта и близкие к ней концепции интенсивно развивались за рубежом (Komat, Inman и др.) и в СССР-России (Айбулатов, Анцыферов, Леонтьев, Сафьянов и др.). все существующие руководства по расчету потока наносов (например, [42]) базируются на этой концепции.

В целом отчет в части оценки гидрометеорологических условий в районе строительства АТЭС вблизи порта г.Певек представляется мало удовлетворительным. Именно:

  • оценка экстремальных характеристик ветра  состоит из механического соединения всех доступных авторам отчета данных. Без их критического осмысления приведены совершенно неправильные рекомендации по определению расчетных скоростей ветра. Неясна рекомендуемая величина периода повторяемости этих скоростей. Период 100 лет для АТЭС явно мал.
  • практически отсутствует оценка волновых условий в районах расположения строительных площадок (имеются в виду фоновые и экстремальные характеристики волн с указанием их квазистационарной обеспеченности);
  • предлагается неверная методика оценки мощности и направления вдольбереговых потоков наносов — ветроэнергетическая, которая не применяется в мире много десятков лет. Этот вопрос приобретет особую актуальность в случае сооружения молов и волноломов, которые преграждают потоки наносов. По мировой практике известно (например, порт Сочи), к каким катастрофическим последствиям это приводит.