ا و دریاها میباشد. این نرم‌افزار سیستم جامعی برای مدلکردن جریان‌های آزاد دو بعدی است که در آنها لایه‌بندی جریان سیال قابل صرفنظر باشد.
برای مدلسازی جریان لازم است اطلاعات مربوط به باد و موج منطقه جمعآوری گردد و همچنین مشخصات رسوب ساحل جهت مدلسازی به نرمافزار اعمال گردد. لازم به ذکر است که اطلاعات مورد نیاز دیگر همچون سفیدک رأس موج، زبری بستر، اندازه دانهبندی و… از آرشیو دفتر مطالعات دریای خزر تهیه شده است.
۱-۸- ساختار فصول پایاننامه
مطالب این تحقیق در ۵ فصل تهیه شدهاست.
فصل اول: در این فصل ضمن بیان مقدمهای، هدف از انجام این تحقیق، فرضیات و اهمیت تحقیق مشخص شدهاست.
فصل دوم: در این فصل تعاریفی از محیط ساحلی، امواج ، باد و تاثیر آن در بوجود آوردن موج، تفرق، انکسار و انواع شکست موج و همچنین خلاصهای از پیشینهی تحقیقات انجام شده در مورد بررسی تغییرات خط ساحل دریاها ارائه میگردد.
فصل سوم: این فصل به شرح کامل روش تحقیق و معرفی و تشریح مدل MIKE 21 اختصاص داده شده است.
فصل چهارم: در این فصل اطلاعات مورد نیاز بندر امیرآباد که ازسازمانهای نامبرده، تهیه شده، جهت اجرای مدل بررسی شده و نتایج حاصل از تحقیق بیان شده است.
فصل پنجم: در این فصل نیز پس از بررسی نتایج، پیشنهادات و راهکارهایی برای به حداقل رساندن و مرتفع کردن تغییرات بوجود آمده ارائه میشود.
مراجع
۲-
فصل دوم :
تعاریف و
مروری بر منابع
۲-۱- مقدمه
همواره برای تسریع در رسیدن به هدف و کوتاه شدن مسیر، استفاده از تجربیات دیگران روش مفیدی است. در این فصل به بیان تحقیقات و مطالعات انجام شده در زمینههایی مشابه با تغییرات خط ساحل در دریای خزر میپردازیم، تا با این کاربتوانیم به نتایج بهتر و مطمئنتری در این تحقیق برسیم.
۲-۲- تعاریف
۲-۲-۱- محیط ساحلی
خط ساحلی به عنوان مرز بین سطح خشکی و سطح توده آب نظیر اقیانوس، دریا یا دریاچه در نظر گرفته می‌شود. مناطق ساحلی، نواحی از خشکی و دریا هستند که شامل خطوط ساحلی بوده و به اندازه کافی به طرف داخل خشکی و طرف دریا گستردهشده، جائی که فرآیندهای مهم دریایی در آنجا فعال می‌باشند[۳].
۲-۲-۲- امواج ثقلی سطحی
وقتی که سطح توده‌ای از آب در جهت قائم دچار اغتشاش می‌شود، نیروی ثقل در راستای برگرداندن سطح آن به وضعیت تعادل عمل می‌نماید. برگشت سطح آب به حالت اولیه همراه با اینرسی بوده که باعث عبور آن از وضعیت تعادل شده و نوسان سطح را به همراه خواهدداشت. این نوسان، سطح آب در مجاورت خود را مغشوش کرده و باعث انتشار موج به طرف جلو خواهد شد[۴].
۲-۲-۳- انرژی موج
انرژی مکانیکی در یک موج ثقلی سطحی عبارت از ترکیب انرژی‌های جنبشی و پتانسیل می‌باشد[۴].
۲-۲-۴- توان موج
توان موج، عبارت از انرژی موج در واحد زمان است که در جهت انتشار موج، منتقل می‌شود[۴].
۲-۲-۵- انعکاس موج
اگر بستر دریا افقی(هموار) نباشد، بخشی از انرژی موج برخوردکننده به طرف دریا منعکس خواهد شد[۳].
۲-۲-۶- اثرات باد
اگر مؤلفه سرعت باد در جهت انتشار امواج از سرعت موج بیشتر شود، باد باعث افزایش انرژی موج خواهد شد. چنانچه مؤلفه سرعت، کمتر از سرعت موج باشد یا باد در جهت مخالف انتشار امواج بوزد، باد مقداری از انژری موج راخواهد کاست. آشکارترین و معمولاً مهم‌ترین امواج موجود در میان طیفهای موج در دریا (به شکل۲- ۱توجه شود) عبارت از امواج ناشی از باد می‌باشند[۵].
شکل (۲-۱) طیف نمونه انر‍‍‍ژی موج اقیانوسی [۵]
۲-۲-۷- تنش تشعشعی
جریان افقی مقدار حرکت در یک محل مشخص متشکل از نیروی فشاری مؤثر بر صفحه قائم عمود بر جریان، بعلاوهی انتقال مقدار حرکت از صفحه قائم مورد نظر می‌باشد، یا بعبارتی دیگر افزایش شدت اندازه حرکت با توجه به وجود یک موج را تنش تششعشعی گویند[۴،۳].
۲-۲-۸- امواج ایستا
دو موج دارای ارتفاع و پریود یکسان ولی در حال انتشار در دو جهت مخالف (+/-) در طول محور x در نظر گرفته می‌شوند. وقتی که این دو موج ترکیب می‌شوند، حرکت حاصل از این دو موج، موج ایستا خواهد بود[۵].
شکل (۲-۲) نحوه تشکیل امواج ایستا [۵]
۲-۲-۹- شکست موج
اگر یک موج در هر عمق آبی دارای ارتفاع کافی باشد، خواهد شکست. در آب‌های عمیق برای یک موج با پریود مشخص، سرعت ذرات تاج متناسب با ارتفاع موج می‌باشدو همچنین، سرعت موج مستقل از ارتفاع موج می‌باشد. بنابراین وقتی ارتفاع موج افزایش یابد، سرعت ذرات تاج احتمالاً مساوی سرعت موج شده و موج خواهد شکست. در آب‌های کم‌عمق، با کاهش عمق آب، سرعت ذرات تاج افزایش یافته و از سرعت موج کاسته شده و ناپایداری و شکست موج حاصل می‌شود.
شکست امواج در سواحل در سه رده، طبقه‌بندی می‌شوند. این سه حالت شکست به شرح زیر است:
* ریزشی: وقتی که شکست شروع می‌شود، اغتشاش و حباب هوا (کف) در تاج موج ظاهر شده و سپس در پایین جلوی وجه موج که به طرف ساحل منتشر می‌شود، پخش می‌شود. اغتشاش، در نتیجه کاهش یکنواخت نسبی در ارتفاع موج که از ناحیه خردشدگی امواج به طرف جلو منتشر می‌شود، باعث استهلاک پیوسته انرژی خواهد شد.
* شیرجه‌ای: در این حالت تاج موج به صورت یک زبانه در آمده که به طرف جلو می‌پیچد و به پای وجه موج شیرجه می‌رود. عمل شکست و استهلاک انرژی در مقایسه با حالت ریزشی موج، بیشتر در نقطه شکست متمرکز است. زبانه شیرجه‌ای آب ممکن است دوباره امواج نامنظم‌تر کوچک‌تری را تولید نماید که به طرف جلو منتشر می‌شوند و به طور کامل در ساحل شکسته می‌شوند.
* غلتشی: تاج و وجه جلویی موج تقریباً شکل غیرمتقارن خود را در حالیکه روی شیب ساحل می‌غلتند، حفظ می‌کنند. این حالت شکست متمایل به شکل ایستایا منعکس شدهی موج می‌باشد.
برخی از محققان یک رده انتقالی بین حالت‌های شکست ریزشی و غلتشی تحت عنوان فروریختگی در نظر می‌گیرند[۵،۳].
شکل (۲-۳) ردهبندی شکست موج [۵]
۲-۲-۱۰- انکسار موج
هرگاه بخشی از تاج موج که در آب کمعمق وجود دارد، با سرعت آهستهتری نسبت به بخشی که در آب عمیقتر است، به جلو منتشر شود. نتیجه این پدیده، خمش تاجهای موج میباشد، که به این پدیده انکسار گویند[۵].
۲-۲-۱۱- تفرق موج
وقتی که ارتفاع یک موج در یک نقطه در طول تاج موج، نسبت به نقطه مجاور، بز رگتر باشد، انرژی بطور جانبی در امتداد تاج موج منتقل میشود که به این پدیده تفرق گویند[۵].
۲-۲-۱۲- سرعت گروه موج
یک مخزن با عمق ثابت و زیاد که در آن یک گروه کوچک امواج آبهای عمیق تولید میشوند، در نظر گرفته میشود. همچنان که امواج در طول مخزن حرکت میکنند، امواج جلویی گروه به تدریج کاهش ارتفاع پیدا کرده و اگر مخزن به اندازه کافی طویل باشد، این امواج بطور متوالی محو میشوند. در حالیکه امواج جلویی ارتفاع خود را از دست میدهند، امواج جدید در عقب گروه شروع به رشد میکنند. یک موج جدید در هر پریود موج ظاهر میشود، به نحویکه تعداد کل امواج در گروه بطور پیوسته افزایش مییابد[۴].
۲-۲-۱۳- تسونامی
اصطلاح تسونامی که در زبان ژاپنی به معنی “موج بندر” است، برای امواج با پریود نسبتاً بلند ناشی از یک مجموعه اغتشاشات زیر آبی، شامل زلزله، لغزش و فوران آتشفشان، بکار می‌رود[۳].
۲-۲-۱۴- جریان‌های ساحلی
جریان‌های ساحلی توسط مکانیسم‌های مختلف ایجاد می‌شوند:
۱- امواج ناشی از باد، جریان‌هایی در طول ساحل در منطقه شکست ایجاد می‌کنند.
۲- جریان معکوس ناشی از جزر و مد در ورودی بندر و طول ساحل، رودخانه و دهانه خلیج‌ها که ایجاد می‌شوند.
۳- باد بطور مستقیم توسط تنش‌های ناشی از باد روی سطح آب جریان‌هایی را ایجاد میکند[۵].
۲-۲-۱۵- فرآیندهای ناحیه ساحلی
رسوبات ساحل و کنار دریا بطور مستمر در واکنش به عملکرد مستقیم موج، جریان‌های کرانه‌ای ناشی از موج، جریان‌های ناشی از باد و جزر و مد و خود باد می‌باشند. پایداری بخش رسوبی خط ساحلی به تعادل بین حجم رسوب موجود در آن قسمت و ظرفیت حمل رسوب خالص در نزدیک ساحل، دور از ساحل و در طول ساحل توسط امواج، باد و جریان‌ها در آن قسمت بستگی دارد.
بادهای شدتیافته در سواحل، جریان ساحلی موازی ساحل ایجاد میکنند. جزر و مد در طول سواحل، جریان ساحلی معکوس را ایجاد میکنند.
جریانهای غالب در امتداد ساحل در ناحیه شکست امواج، توسط شکست امواج مورب ایجاد میشوند. این جریانهای در امتداد ساحل ناشی از موج و آشفتگی ناشی از موج در ناحیه شکست امواج، عامل اصلی برای اکثر انتقالهای رسوب در امتداد ساحل در ناحیه نزدیک ساحل میباشند[۵،۳].
۲-۲-۱۶- نیمر‌خ ساحلی و تغییرات آن
امواجی که به یک ساحل ماسه‌ای می‌رسند، شکسته شده و به سمت ساحل بالا می‌روند و دائماً ساحل را تغییر شکل می‌دهند. این تغییر شکل‌های مداوم به این دلیل اتفاق می‌افتد که مشخصات موج (ارتفاع، پریود و یا زاویه نزدیک شدن) برای محدودهی زمانی مشخص بندرت ثابت می‌باشد[۵].
۲-۲-۱۷- نیمرخ تابستانی و نیمرخ زمستانی
در اکثر نقاط ساحلی، امواج طوفانی غالباً در ماه‌های زمستان روی داده و امواج آرام‌تر در تابستان اتفاق می‌افتد. بنابراین عناوین نیمر‌خ‌های تابستانی و زمستانی اغلب جهت تعریف دو نوع نیمرخ بستر بکار می‌رود[۴].
۲-۲-۱۸- سازه‌های عمود بر ساحل
این گروه از سازه‌ها شامل آبشکن‌هایی هستند که در برابر رسوب انتقال یافته تله ایجاد میکند. این رسوبات شامل رسوب در طول ساحل در ناحیه شکست امواج یا رسوبی که به طور مکانیکی در ساحل و در جایی که پتانسیل انتقال رسوب امتداد ساحل وجود دارد، می‌شود[۵].
شکل (۲-۴) آبشکنهای عمود بر ساحل
۲-۲-۱۹- سازههای موازی ساحل
موج‌شکن‌ها از جمله سازههای موازی ساحل و دور از ساحل هستند که برای تثبیت سواحل احیاء شده و احیاء نشده ساخته شده‌اند. این کار را معمولاً می‌توان با ساخت مجموعه‌ای موجشکن با فاصله‌های میان خود که طولی تقریباً برابر با طول موج‌شکن‌ها دارند، انجام داد[۵].
شکل (۲-۵) موجشکنهای موازی ساحل
۲-۲-۲۰- احیاء ساحل و تخلیه رسوب
احیای ساحل، عبارتست از، انتقال ماسه از بعضی منابع به ساحلی که باید احیاء شود. اگر منبع ماسه، نهشته‌ای رسوبی در امتداد ساحل بوده و انتقال به صورت استقرار این ماسه در بعضی از نقاط پاییندست سازه‌ای که موجب رسوبگذاری شده، باشد، این شکل از احیای ساحل معمولاً کنارگذر رسوب نامیده می‌شود. انواع سازه‌هایی که معمولاً بیشتر در احیای پروژه‌های ساحل به کار گرفته می‌شوند، آبشکن‌ها یا قطعات موجشکن‌های دور از ساحل برای طول‌های کوچک‌تر می‌باشند[۵].
۲-۲-۲۱- مبانی نظری
نقش بسیار مهم حمل و نقل دریایی و وجود منابع سرشار نفت و گاز و و مواد پروتئینی در آب‌های اطراف کشور از یک طرف و وجود صدها کیلومتر مرز آبی در شمال و جنوب، از طرف دیگر، لزوم احداث بنادر و ساخت سازه‌های مختلف دریایی را ضروری می‌سازد.
احداث سازههای ساحلی عموماً بر روند طبیعی تأثیرگذاری متقابل دریا و ساحل تأثیر گذاشته و منجر به رژیم هیدرودینامیک و مورفولوژی منطقه میگردد. این تغییرات به دلیل برهم خوردن تعادل موجود ما بین تمامی عوامل و پدیدههای جاری بر طبیعت منطقه طرح که طی سالیان متمادی شکل گرفته است، رخ میدهد.
از اینرو ساخت سازههای ساحلی امری ضروری به نظر میرسد، از طرفی دیگر تغییرات ساحل پس از ساخت سازه ساحلی اجتناب ناپذیر میباشد، پس باید طوری برنامه ریزی کرد که بهترین بهره را با کمترین مشکل داشته باشیم.
۲-۳- مروری بر ادبیات موضوع
تاکنون تعداد زیادی از روشهای تجربی و همچنین مدلسازی عددی برای جریانهای ناشی از موج و انتقال رسوب ناشی از جریان به موازات ساحل توسط محققین مختلف صورت گرفته است. در ادامه شرح مختصری از کارهای انجام شده در

  پایان نامه درموردطلاق
دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید