دانلود پایان نامه ارشد: تغییرات خط ساحل دریای خزر با استفاده از مدل ریاضی |
2-2-11- تفرق موج………………………………………………….. 22
2-2-12- سرعت گروه موج…………………………………………. 22
2-2-13- تسونامی………………………………………………….. 23
2-2-14- جریانهای ساحلی………………………………………… 23
2-2-15- فرآیندهای ناحیه ساحلی…………………………………. 23
2-2-16- نیمرخ ساحلی و تغییرات آن………………………………. 24
2-2-17- نیمرخ تابستانی ونیمرخ زمستانی………………………. 24
2-2-18- سازههای عمود بر ساحل……………………………….. 24
2-2-19- سازههای موازی ساحل…………………………………. 26
2-2-20- احیاء ساحل و تخلیه رسوب……………………………… 26
2-2-21- مبانی نظری……………………………………………….. 27
2-3- مروری بر ادبیات موضوع……………………………………….. 27
فصل سوم: روش تحقیق…………………………………………….. 34
3-1- مقدمه…………………………………………………………… 35
3-2- معرفی نرمافزار………………………………………………….. 35
3-2-1- مدولهای نرمافزار مایک 21………………………………….. 36
-2-2-3 قابلیتهای نرمافزار مایک 21…………………………………. 37
3-3- مراحل اجرای مدل و معادلات بکار رفته در مدولها ……………39
1-3-3- مدلسازی انتشار امواج- مدول SW……………………….
3-3-1-1- معادلات پایه در مدل sw………………………………
3-3-1-2- معادلات پایستگی كنش موج……………………………43
3-3-1-3- توابع مربوطه به چشمه……………………………………….44
3-3-1-4- ورودی باد………………………………………………………44
3-3-1-5- تشكیل سپیدک رأس موج…………………………………….45
3-3-1-6- اصطكاك بستر………………………………………………….46
3-3-1-7- شكست موج…………………………………………………….49
3-3-1-8- شرایط مرزی…………………………………………………50
3-3-2- مدول هیدرودینامیک (HD )………………………………….. 50
3-3-3- مدول انتقال رسوب ( ST )……………………………………… 53
3-4- منطقه مورد پژوهش………………………………………………. 58
1-4-3- جغرافیای خزر…………………………………………………… 58
3-4-2- موقعیت بندر امیرآباد…………………………………………… 59
3-5- مشخصات باد و موج منطقه…………………………………….. 63
3-6- مشخصات توپوگرافی و عمقنگاری منطقه………………………. 66
فصل چهارم: نحوه برپایی و اجرای مدلها………………………………… 71
4-1- مدلسازی انتقال موج از آب عمیق تا محدودهی مطالعاتی بندر….72
4-2- تعیین گام زمانی حل معادلات…………………………………….. 75
-3-4 ضرایب ثابت مدلسازی………………………………………………. 75
4-4- اجرای مدل و خروجیهای نرمافزار…………………………………… 76
4-5- بحث ونتیجه گیری ازخروجی مدلها………………………………. 77
4-5-1- خروجی مدل موج و جریان……………………………………….. 77
2-5-4- نتایج خروجی مدل رسوب……………………………………….. 88
4-5-2-1- پتانسیل انتقال رسوب از غرب به شرق……………………..88
4-5-2-2- پتانسیل انتقال رسوب از شرق به غرب……………………….90
4-5-2-3- پتانسیل انتقال رسوب در دهانه بندر…………………………..92
4-6- بررسی شواهد میدانی و تحقیقات گذشته……………………… 94
-1-6-4 ارزیابی نحوه جابجایی خطوط ساحلی از سال 1345 تا سال 1383…..94
4-6-2- ارزیابی نحوه جابجایی خطوط ساحلی از سال 1383 تا سال 1391…..98
فصل پنجم: نتیجه گیری وپیشنهادها ………………………………….. 101
5-1- بحث و نتیجهگیری………………………………………………….. 102
5-2- پیشنهادات و راهکارها…………………………………………….. 104
5-2-1- پیشنهادات………………………………………………………. 104
2-2-5- راهکارها …………………………………………………………..105
منابع …………………………………………………………………….. 107
چکیده:
سواحل دریاها بدون دخالتهای انسانی، پایداری طبیعی خود را حفظ نموده و علیرغم تغییرات کوتاه مدت، نهایتاً با یک محیط زیست سالم ساحلی مواجه هستیم. منطقه امیرآباد مازندران طی سالهای اخیر با تحولات توسعهای از جمله احداث بندر امیرآباد همراه بوده و لذا تغییرات خط ساحل این منطقه در سالهای اخیر، هم ناشی از نوسانات دریا و هم حاصل احداث سازه در منطقه میباشد. سواحل منطقه امیرآباد به دلیل احداث تأسیسات بندری از وضعیت تعادل و پایداری خارج شده و در سواحل بالادست(ضلع غربی)و پاییندست(ضلع شرقی) به ترتیب رسوبگذاری و فرسایش دیده میشود. منطقه ویژه اقتصادی امیرآباد در سه فاز طراحی شده، که در مجموع با داشتن 34 پست اسکله در آینده نزدیک به بزرگترین و مهمترین بندر حاشیه دریای مازندران تبدیل میگردد. با توجه به اینکه بندر امیرآباد در حال توسعه بوده، شناختی کاربردی و مناسب از مشخصات این منطقه امری ضروری است. به دلیل هزینه بالای برداشتهای دریایی به صورت گسترده، امروزه با بالارفتن سرعت پردازش رایانهها و نیز رشد روشهای عددی برای حل معادلات حاکم بر فیزیک مسأله، معمولاً جهت پیشبینی خصوصیات پدیدههای هیدرودینامیکی از شبیهسازی عددی استفاده میگردد. در این تحقیق، با توجه به اطلاعات باد و موج دوره زمانی 11 ساله مربوط به سالهای 1992 تا 2003، به بررسی امواج و جریانهای ناشی از آنها در محدوده بندر امیرآباد با استفاده از مدولهای SW و HD نرمافزار MIKE 21 پرداخته شده و بر اساس جریانهای کرانهای، نرخ انتقال رسوب کرانه ناشی از موج در این منطقه تعیین گردیده است. بر اساس نتایج مدل جریان، الگوی غالب جریان از سمت غرب به شرق و بر عكس میباشد. به تبعیت الگوی جریان، انتقال رسوب در منطقه نیز از سمت غرب به شرق و بر عكس میباشد. نرخ انتقال رسوب در مدل دو بعدی حدود 1000 مترمكعب از سمت غرب به شرق و حدود 500 مترمكعب از سمت شرق به غرب در یک سال میباشد. بر اساس شواهد تصاویر ماهوارهای و بررسی تحقیقات گذشته، پتانسیل نرخ انتقال در سمت غرب تأمین میگردد و لذا پتانسیل سمت شرق برآورد نمیگردد.
با توجه به میزان نشست رسوب، توقع میرود تا ده سال آینده ظرفیت حجم رسوب در پشت بازوی غربی پر نگردد و از این حیث نگرانی كوتاهمدت وجود ندارد. جهت مرتفع نمودن این مشكل در بلند مدت میتوان از لایروبی و یا ساخت رانه رسوبگیر استفاده کرد. در این پروژه، با احداث یك رانه رسوبگیر در امتداد بازوی غربی، به رفع مشكل پرداخته شده، كه با توجه به نرخ نشست سالیانه حدود 1500 مترمكعب در سال حدود 200 سال مشكل انتقال در سمت غرب بندر امیرآباد مرتفع میگردد.
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه
سواحل تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند موج، جریان و باد قرار دارند. این عوامل موجب فرسایش و رسوبگذاری در سواحل میشوند. یکی از مهمترین و مؤثرترین فرآیندهای انتقال رسوب در مناطق ساحلی، انتقال رسوب كرانهای[1] میباشد و بررسی كیفی و كمی این پدیده سبب درك بهتری از رژیم فرسایش و رسوبگذاری در اطراف بندر و سازههای ساحلی میگردد. سرعت و جهت جریانهای دریایی یکی از اصلیترین پارامترهای هیدرودینامیکی موثر در انتقال رسوب میباشند. جریانهای
این مطلب را هم بخوانید :
كرانهای به سبب تأثیرات متقابل موج و بستر دریا، در ناحیة شكست امواج[2] ایجاد میگردند. در این ناحیه گرادیان ایجاد شده در تنشهای برشی سبب تشكیل جریانهای كرانهای میگردد، كه این جریانها در انتقال بار رسوبی محدودهی ساحلی نقش عمدهای به عهده دارند. منطقه شکست از لحاظ پدیدههای هیدرودینامیکی، فعالترین ناحیه ساحلی است که در آن انتقال رسوب و تغییرات بستر دریا در اثر امواج شکنا و جریانهای نزدیک ساحل به وقوع میپیوندد. در نزدیکی ساحل، عمق متغیر آب میتواند تغییرات عمدهای در شرایط موج در فاصله کم ایجاد کند. در واقع پارامتر مهم فیزیکی، عمق آبی است که امواج سطحی روی آن حرکت میکنند. در طبیعت، عمق آب ثابت نیست و در اثر گردباد، خیزش طوفان یا دیگر دلایل، تغییر میکند. این تغییرات سطح آب، بر الگوی شکست موج تأثیر میگذارد. در ناحیه شکست میبایست تغییرات موج، تراز سطح آب و مشخصات جریانهای ساحلی محاسبه شود تا بر اساس آنها امکان برآورد تخریب ناشی از طوفان( ناشی از سیلاب یا امواج )، محاسبه تغییرشکل تدریجی خط ساحلی و تغییر شکل پروفیل عمود بر ساحل و طراحی ایمن سازههای ساحلی ( همچون آبشکنها و دیوارههای حفاظت ساحلی) فراهم گردد[1].
امواج که به ساحل نزدیک میشوند تحت تأثیر پدیدههایی نظیر تفرق و شکست، انرژی آنها افزایش یافته و میتوانند پدیدههای فرسایش را تسریع بخشند. از عوامل مؤثر بر فرسایش سواحل، دخالتهای انسانی و ساخت سازههای ساحلی است، چنانچه این سازهها به درستی جانمایی نگردند، میتوانند اثرات تخریبی قابل توجهی به ساحل و فرسایش آن داشته باشند.
امروزه بههمخوردگی شرایط طبیعی سواحل و فرایندهای ساحلی، تحت تاثیر ساخت و سازهای بندری و نیروگاههای مولد انرژی بطور فزاینده درناحیه ساحلی دریاها و اقیانوسها جریان دارد. بهویژه در سواحل جنوبی دریای خزر در طی 30 سال اخیر، توأم با پیشروی آب دریا، ساختوساز و دخلو تصرف در این عرصه طبیعی به شدت صورت گرفته است .ضرورت مطالعه این تغییرات که ناشی از عوامل طبیعی و انسانی و تأثیر متقابل آنها میباشد، در زمینه مدیریت نواحی ساحلی بسیار حائز اهمیت است.
یکی از نرمافزارهای موجود برای تحلیل جریان و پتانسیل نرخ انتقال رسوب، نرمافزار Mike 21 میباشد. این نرمافزار توسط موسسه تحقیقات دلفت دانمارک تهیه و گسترش یافتهاست که میتواند الگوی
فرم در حال بارگذاری ...
[سه شنبه 1399-07-01] [ 08:25:00 ق.ظ ]
|