|
|
При описании приливных явлений
используется терминология, установленная ГОСТ 18453—73. Прилив - полный цикл
приливных колебаний уровня, включая прилив и отлив. Соответственно в
дальнейшем изложе- нии принят термин «приливная электростанция» или
сокращенно по аналогии с ТЭС, ГЭС и АЭС — ПЭС, т. е. электростанция,
использующая явление прилива, при котором она может работать как на одной
фазе — приливе, так и на другой — отливе, поочередно или избирательно.
Поэтому определение приливной электростанции как гидроэлектростанции,
использующей энергию морских приливов и отливов, по ГОСТ 19185—73 является
неверным, так как ее нельзя называть гидроэлектростанцией, поскольку она
использует не силу падения воды, а энергию вращения Земли; кроме того, ПЭС
может работать не только на приливе-отливе, но и отдельно на каждой из этих
фаз. Поэтому и прилагательным «приливная» определяется особенность данного
типа электростанции, которая в отличие от других (тепловых, атомных, речных,
ветровых, солнечных, геотермальных и др.) реализует энергию особого вида, а
именно приливную энергию.
Волна прилива заливает огромные пространства. В
зависимости от положения пункта на земном шаре ( 1.1), формы береговой линии
и рельефа дна уровень прилива поднимается на высоту от нескольких сантиметров
во внутриматериковых морях (Черное, Балтийское, Средиземное и др.) до многих
метров в вершинах воронкообразных заливов, от- крытых в сторону океана.
Именно в вершине такого залива Фанди в Кана-' де (см. 18.4) наблюдается
наивысший на земном шаре прилив 16,2 м [84], который в шторм 1969 г. у порта Монктон достиг 17,3 м. В других пунктах земного шара наивысшие приливы
наблюдаются в Великобри- тании в устье р. Северн (1^5 м), во Франции в порту
Гранвиль (14,7 м), в Аргентине в порту Рио-Гальегос (13,3 м), в Австралии в устье р. Фиц- рой (11,5 м). В СССР наибольший прилив происходит в Мезенском
заливе Белого моря в устье р. Кулой (10 м) и в Пенжинекой губе Охотского моря, м. Водопадный (13,4 м).
При больших амплитудах прилива его волна, заходя в устья
многоводных рек, поворачивает вспять их течение.
На некоторых реках свободная поверхность приливной волны
при высоких приливах, обычно в начале прилива, сопрягается с зеркалом речного
потока в форме прыжка, высота которого достигает от 1 [эстуарии рек Северн
(Великобритания), Несь и Кулой (Мезенский залив СССР)] до 2 м (р. Сома, Франция), 9 м (р. Хугли, Бенгальский залив, Индия). Этот водяной вал обычно распространяется
в устье реки вместе с приливной волной. В отлив вал образуется уступом с
крутизной фронта 70° в сторону моря. Такое явление носит название бора.
Приливные колебания уровня сопровождаются переменными
приливными течениями, изменчивость которых во времени характеризуется в общем
теми же закономерностями, однако в каждом конкретном пункте они для уровня и
течений могут быть различными. Б некоторых местах из-за специфических местных
условий общие закономерности приливных движений могут нарушаться, что
выражается в задержке и искажении плавного хода уровня или течения.
В таких пунктах, как м. Матугин в Гижигинской губе, в
течение части лунного месяца прилив продолжается 12 ч, а при отливе, на
середине его или позже, течение неожиданно замирает и даже сменяется
небольшим приливом, после чего отлив продолжается.
Причина смены приливов даже там, где они проходят строго
регулярно, долгое время оставалась непознанной, хотя еще древние греки
догадывались о связи приливов с фазами луны, но сложность и различие
приливных колебаний привели к тому, что древнее изречение «приливы — могила
человеческого любопытства» в течение многих веков казалось незыблемым.
Приливные колебания уровня чаще всего имеют периодичность,
равную половине лунных суток, т. е. 12 ч 24 мин (полусуточные приливы), либо
целым лунным суткам, т. е. 24 ч 48 мин (суточные приливы). В большинстве
случаев реальные колебания представляют собой сочетание обоих указанных типов
и получают название по преобладает над другим. Если оба типа колебаний играют
существенную роль, то прилив называют смешанным. Максимальный уровень в
продолжение одного периода приливных колебаний называют полной водой (ПВ), а
минимальный vnrmPHK — малой водой
Высота колебаний уровня характеризуется разностью уровней
соседних полной и малой вод, которую называют величиной прилива А , либо
высотой полной или малой воды относительно среднего приливного
уровня,называемой амплитудой прилива А/2 ( 1.2). Эти характеристики в одном
и том же пункте могут существенно изменяться во времени. Наиболее заметные
изменения имеет период 14,7 сут (половина лунного месяца), в течение которого
амплитуда изменяется от максимума до минимума, причем значения этих
экстремумов также бывают различными. При полусуточных приливах наибольшие
значения амплитуд достигаются при новолунии и полнолунии (сизигийные
приливы), а минимальные — в первую и третью четверть Луны (квадратурные
прили- в ы). При суточных приливах наибольшие амплитуды наблюдаются при
экстремальных склонениях Луны (тропические прили- в ы), а минимальные — при
нулевом склонении (экваториальные приливы). При совпадении по фазе
тропических приливов с сизигийными амплитуда суммарного прилива достигает
максимальных значений.
На карте приливов (см. 1.1) даны значения максимальных,
средних сизигийных (тропических) и средних величин прилива в пунктах, где
возможно энергетическое использование прилива. Отметим, что в атласах,
учебниках и монографиях по океанологии приводятся, как правило, лишь данные о
наибольших амплитудах. В публикациях, посвященных использованию энергии
прилива, приводится средняя величина прилива, которая имеет определяющее
значение для установления параметров ПЭС.
|