بخشی از مقاله
بررسی انتقال رسوب در سواحل نکا
چکیده
ساحل منطقه نکا مانند بسیاری دیگر از مناطق دریای خزر ماسهای بوده و دارای شیب اندک در حدود ٢٥/٠ درصد میباشد. این منطقه به دلیل وجود سازههای دریایی متعدد و طرحهای آتی دارای اهمیت زیادی میباشد. وضعیت کنونی خط ساحلی در مجاورت سازههای احداث شده در این منطقه نظیر موجشکنهای نیروگاه نکا و موجشکنهای بندر نفتی نکا بیانگر وجود پتانسیل انتقال رسوب در جهت غرب به شرق میباشد. مطالعه ارائه شده در این مقاله به منظور بررسی وضعیت رسوبگذاری و فرسایش در مجاورت بندر نفتی – تدارکاتی بهشهر انجام شده است.
در این مقاله ابتدا وضعیت هیدرودینامیکی منطقه، منابع و مشخصات رسوبات در منطقه طرح مورد بررسی قرار خواهد گرفت و سپس با استفاده از روابط تجربی موجود، روند انتقال رسوب در منطقه طرح مطالعه خواهد شد. جهت کالیبره نمودن نتایج بدست آمده، عکسهای هوایی منطقه که در سالهای ١٣٤٥ و ١٣٧٣ از سواحل بابلسر تا بهشهر تهیه شده مورد بررسی قرار گرفت.
ویژگیهای خاص مطالعه انجام شده را میتوان استفاده از دادههای بویه موجنگار در پیشبینی و تدقیق مشخصات امواج و همچنین استفاده از عکسهای هوایی در کالیبراسیون مدلهای رسوب تلقی نمود. این مقاله ضمن ارائه روش کار به ارائه نتایج حاصل برای سواحل نکا میپردازد.
١- کلیات
بندر نکا در ٦٠ کیلومتری شرق شهرستان بابلسر و در مدار ٣٦ درجه و ٥٠ دقیقه عرض شمالی و ٥٣ درجه و ١٥ دقیقه طول شرقی در مجاورت نیروگاه حرارتی نکا قرار گرفته است (شکل ١). در این مطالعه جهت بررسی وضعیت انتقال رسوب در محدوده طرح، باد و موج به عنوان عوامل اصلی ایجاد جریانهای دریایی نقش اساسی در جابجایی رسوبات دارند. تعیین مشخصات امواج برای انجام مطالعات هیدرودینامیک به دو روش انجام میشود. روش اول، شامل جمعآوری اطلاعات مربوط به اندازهگیری مشخصات امواج در منطقه طرح و انجام آنالیزهای آماری جهت تعیین خصوصیات موج طرح با دوره بازگشت مورد نظر میباشد. روش دوم شامل جمعآوری اطلاعات مربوط به اندازهگیری مشخصات باد، تعیین طول بادگیر مؤثر در جهات مختلف، انجام تحلیل آماری بر روی داده های باد و در نهایت بدست آوردن خصوصیات موج طرح به کمک روابط تجربی موجود میباشد. در این مطالعه خوشبختانه اطلاعات مربوط به اندازهگیری موج که توسط شرکت ملی نفت ایران جمعآوری شده است، در دسترس میباشد. شرکت ملی نفت ایران در سال ١٣٦٦ یک بویه از نوع دیسکی را از کشور نروﮊ خریداری کرده و آن را به مدت ١٣ ماه در حدود ٣٠ کیلومتری بندر نکا در عمق ٣٥ متری مستقر نمود. در شکل (٢) محل استقرار بویه در دریای خزر نشان داده شده است.
جهت تعیین مشخصات امواج از روی دادههای باد، روابط مختلفی موجود میباشند که در این پروﮊه از روابط مرجع (٢٠٠٢) CEM استفاده شده است. نزدیکترین اطلاعات بلند مدت موجود در منطقه، آمار باد در ایستگاه بابلسر میباشد. با توجه به نزدیک بودن فاصله میان بندر بابلسر و منطقه طرح از اطلاعات جمع آوری شده در بندر بابلسر جهت پیش بینی مشخصات موج استفاده شده است. بازه آماری در ایستگاه هواشناسی بابلسر ٣٨ سال و از سال ١٩٦١ تا ١٩٩٨ میلادی میباشد. آمار ایستگاه بابلسر شامل دادههای خام سه ساعتی که به فواصل ١٠ درجه ١٠ درجه ثبت شدهاند. موقعیت ایستگاه مذکور در شکل (٢) نشان داده شده است. لازم به ذکر است که نتایج حاصل از روشهای پیشبینی مشخصات امواج از روی مشخصات باد، به دلیل ابهامات موجود در تعریف میدان باد و مکانیسم دقیق تولید موج، غیر دقیق میباشند. براین اساس همواره باید دقت نتایج حاصل از پیش بینی امواج را از طریق آمار حاصل از مشاهده یا ثبت امواج کنترل کرد. برای تعیین مدت تداوم وزش باد از داده های ٣ ساعته ثبت شده باد از مشخصات امواج ثبت شده در بویه نکا استفاده شده است. براین اساس برای محاسبه امواج طراحی تداوم باد ٩ ساعت در نظر گرفته شد. گلموج سالیانه تهیه شده برای محدوده مورد مطالعه در شکل (٤ ) ارائه شده است.
٢- منابع رسوب
در محدوده مطالعاتی مسیلهای متعددی وجود دارد که از بین آنها رودخانههای تجن، نکا، بابل و تالار از اهمیت نسبی بالایی برخوردار هستند. دو رودخانه نکا و تجن دیده می شود که از اهمیت نسبی بالایی در منطقه برخوردارند.
٢-١- رودخانه تجن رودخانه تجن به طول ١٤٠ کیلومتر و میانگین آبدهی ٢٠٠ میلیون متر مکعب در سال از جمله رودخانههای مهم منطقه میباشد. بیشترین
نرخ دبی در ماههای پاییز مشاهده شده است. این رودخانه از به هم پیوستن رودخانه های زارم رود و لاجیم تشکیل شده و دارای وسعت حوضه آبگیر در حدود ٤٧٠٠ کیلومتر مربع میباشد. این رودخانه پس از عبور از شرق ساری در شمال فرح آباد به دریای خزر میریزد.
٢-٢-رودخانه نکا نکارود دومین رودخانه فصلی مهم منطقه مذکور به طول ١٨٠ کیلومتر و آبدهی ١٥٠ میلیون مترمکعب میباشد که در فاصله ٣ کیلومتری
غرب محل احداث بندر نفتی نکا قرار دارد و از دبی کمتری نسبت به رودخانه تجن برخوردار است. این رودخانه بدلیل دوری نسبی از مناطق مسکونی و صنعتی به خصوص شهر ساری، نسبت به رودخانه تجن از وضعیت کیفی بهتری برخوردار است.
٢-٣-رودخانه بابل این رودخانه به طول ٨٣ کیلومتر و با دبی ٢٣٣ میلیون مترمکعب (اندازهگیری شده در ایستگاه قران تالار) در شهر بابلسر به دریا میریزد.
وسعت حوضه آبگیر در حدود ١٨٥٠ کیلومتر و دارای آب دائم میباشد.
٢-٤-رودخانه تالار این رودخانه به طول ١٤٧ کیلومتر و با دبی ٢٦٠ میلیون مترمکعب (اندازهگیری شده در ایستگاه شیرگاه) از رودخانههای مهم آبریز خزر
میباشد. این رودخانه در ٣ کیلومتری شمال غربی روستای عرب خیل به دریای خزر میرسد.
٣- انتقال رسوب
پدیده انتقال رسوب به عنوان یکی از فرآیندهای ساحلی در طراحی سازههای ساحلی و به خصوص بنادر نقش تعیین کنندهای دارد. انتقال رسوب در کنار ساحل عمدتاﹰ به دو شکل عمود بر ساحل و موازی با ساحل رخ میدهد. در سواحل ماسهای به طور پیوسته ماسه از قسمتهای فعال شسته شده و پس از حرکت در امتداد یا عمود بر ساحل در نقاط آرامتر ترسیب میشوند.
در نواحی ساحلی با توجه به پدیده شکست امواج و ایجاد جریان در طول ساحل، پتانسیل حمل رسوب افزایش مییابد. این مواد در کنار سازههای احداث شده ساحلی شروع به ترسیب مینمایند. شکل ٦ رسوبگذاری در مناطق نزدیک به محل پروﮊه را نشان میدهد که معرف سواحل کاملاﹰ ماسهای میباشد. در شکل ٧ پلان بندر جدید به همراه سازههای موجود در منطقه نشان داده شده است. وجود موجشکنهای نیروگاه نکا باعث گردیده است تا قسمت قابل توجهی از رسوبات که از سمت غرب به شرق حرکت می نماید، در پشت بازوهای موجشکن ترسیب کنند (ناحیه .(I در نتیجه ساحل در پاییندست موجشکنهای نیروگاه نکا به شدت فرسایش یافته است. همچنین تورفتگیهای موضعی پس از بازوی فعلی موجشکن نکا ناشی از پدیده فرسایش میباشد (ناحیه .(V لازم به ذکر است که در محدوده بندر تا کیلومترها شیب ملایم ساحلی به چشم میخورد و حتی تپههای ماسهای مجاور ساحل نیز کمتر مشاهده میگردد. بنابراین به جز عوامل یاد شده منشاﺀ دیگری جهت تأمین رسوبات متصور نخواهد بود.
امواجی که از جهات شمال تا شمال غرب به ساحل برخورد مینمایند، پس از شکست جریانهایی موازی با ساحل را به وجود میآورند. این جریانات مؤلفههای مختلف از انتقال رسوب را در ساحل ایجاد مینماید. برآیند تمامی این مؤلفهها با درنظر گرفتن جهت جریان و فرکانس وقوع امواج، جهت انتقال رسوب سالیانه در ساحل را نشان میدهد. برآورد نرخ انتقال رسوب ساحلی تابع پیچیدهای از پارامترهای مختلفی نظیر ارتفاع، پریود موج، زاویه نزدیک شدن موج به ساحل، توپوگرافی بستر و مشخصات مصالح بستر میباشد. روابط مختلفی برای تخمین میزان پتانسیل انتقال رسوب در امتداد ساحل وجود دارد. با توجه به تعدد فرمولهای ارائه شده جهت برآورد نرخ انتقال رسوب به موازات ساحل و پارامترهای مؤثر در آنها، روشهای محاسبه نرخ انتقال رسوب به دو گروه طبقهبندی میشود. در روش اول که بر پایه انرﮊی امواج میباشد، ارتفاع موج در حال شکست، هیدرودینامیک ناحیه شکست و تنش آستانه حرکت رسوبات بستر در نظر گرفته شده است. در این روش بار معلق و بار بستر به صورت مجموع برآورد میشود. در روش دوم نرخ انتقال رسوب در هر نقطه از ناحیه شکست و در هر لحظه محاسبه شده و با انتگرالگیری از عرض منطقه شکست نرخ کلی انتقال رسوب ساحلی تخمین زده میشود. از جمله امتیازات این روش تطابق با شرایط جریانی مختلف ارائه پروفیل توزیع انتقال رسوب میباشد. در این پروﮊه از رابطه CERC که بر اساس اصول روش اول (روش شار انرﮊی) برای برآورد نرخ انتقال رسوب استفاده شده است ]١و٢.[
