بخشی از مقاله
جریانهاي ساحلی ناشی از شکست موج در منطقه نوشهر
چکیده
امواج هنگام نزدیک شدن به ساحل به علت تغییر سرعت ناشی از کاهش عمق شکسته شده و انرژي را از دست می دهند. این امواج می توانند
باعث یک جریان ساحلی شده و رسوبات سواحل را جابجا کنند. پژوهشهاي انجام شده نشان داده است که تغییرات و ساختاري که در سواحل دریاها و اقیانوس ها دیده می شود نتیجه عملکرد جریان ساحلی است. بدین منظور در این مطالعه از نرم افزار Mike21 و ماژولهاي SW و HDاستفاده شده است. براي واسنجی و کنترل صحت نتایج مدل عددي به دو صورت دوره 12 ساله (از ژانویه 1992 تا سپتامبر ( 2003 و فصلی(تابستان و زمستان) مورد مطالعه قرار داده شد. نتایج گلموج هاي ترسیم شده در نرم افزار Mike Zero درهر دوحالت مورد نظر نشان داد که جهت غالب موج در منطقه به شمالی است. همچنین براي شبیه سازي امواج و جریانات از شبکه بندي نامنظم به ابعاد 30 متر در ساحل این بندرنوشهر استفاده شد.جریانات شبیه سازي شده توسط مدل نتیجه می شود که بیشترین سرعت جریان در سواحل غربی بوده است در حالی که تلاطم و جریان شکافنده و گردابه ها در سواحل شرقی بیشتر دیده می شود لازم به ذکر است امواج شمال شرقی ناشی از باد بر سواحل شرقی عمود است و این مسئله یکی از مهمترین دلایل پدیده هاي شمال شرقی می باشد.
کلمات کلیدي: سواحل نوشهر، مدل عددي، مایک 21، ماژول HD، سرعت جریان.
مقدمه
اولین قدم در جهت شناخت عوامل تاثیر گذار بر محیط هاي دریایی و ساحلی تعیین الگوي امواج و جریان هاي ساحلی است . در مناطق ساحلی امواج و جریان ها نقش مهمی در تعیین هندسه و شکل بازي میکنند. تعیین الگوي جریان در کنار الگوي موج در دریا خلیج و نواحی ساحلی نخستین قدمی است که براي هرگونه بررسی و فعالیتی در جهت شناخت عوامل تاثیر گذار بر رفتار و شرایط موجود صورت میگیرد. البته اندازه گیري هاي میدانی دقیق ترین روش براي دستیابی به الگوي جریان هاي یک منطقه است.ولی هنگامی که تعیین الگوي جریان ها در منطقه ي وسیع مورد نظر باشد روش اندازه گیري میدانی به تنهایی قادر به پاسخگویی نخواهد بود .هزینه اندازه گیري و نیز وقت گیر بودن چنین اندازه گیري هایی استفاده از مدل عددي را ضروري می سازد. در زمینه جریانات ساحلی و فراساحلی در داخل و خارج از کشور تحقیقات زیادي انجام شده است که در زیر به تعدادي از آنها اشاره می شود:
لیلا یزدانی در تحقیقی مدل عددي جریانات ساحلی محدوده سواحل آستارا تا بندر انزلی پرداخته است. بر اساس نتایج این تحقیق مشخص شده
است که میانگین سرعت هاي جریانات ساحلی در طی فصل زمستان بیشترین مقدار را دارد.[1] در تحقیق دیگري مهدي اسماعیلی جریانات کرانه اي منطقه کیاشهر را با استفاده از نرم افزار mike21 شبیه سازي کرده است.[2] توفیقی و همکاران در مطالعه اي به شبیه سازي دو بعدي
هیدرودینامیکی دریاچه ارومیه براي تعیین الگوي جریان پرداختند.در این تحقیق ،هیدرودینامیک دریاچه با نرم افزار مایک 21 به صورت دو بعدي در سطح صورت گرفته و الگوي جریان در یک سال شاخص در شرایط محیطی تعیین شده است .با توجه به مقادیر سرعت و تراز آب به دست آمده،مدل دو بعدي براي هیدرودینامیک دریاچه مدل مناسبی عنوان شده است همچنین در شرایط متعارف ،باد اصلی ترین عامل به وجود آورنده جریان ها بوده و براي به دست آوردن پارامتر هاي طراحی وابست به جریان در دریاچه ،توجه به آن ضروري است .[3]
بندر نوشهر یکی از مهمترین بنادر اقتصادي و تجاري ایران است که سالانه حجم زیادي کالا از طریق این بندر مبادله می شود. دراین بندرسازه هاي دریایی مهمی جهت تامین امنیت عبور و مرور کشتی هاي تجاري و مسافربري نصب گردیده است که اهمیت بررسی جهت و سرعت امواج دریایی برخورد کننده به آنها را دو چندان می کند. با توجه به این موضوع و همچنین مسافرت هاي زیادي که سالانه از سراسر کشور به نواحی ساحلی این بندر انجام می شود، در این تحقیق سعی بر آن شد که با توجه به گلموج سالانه رسم شده به بررسی جهت و سرعت امواجی رسیده به سازه هاي ساحلی و خط ساحلی پرداخته شود.
آماده سازي داده ها
به منظور صحت سنجی و مقایسه نتایج مدل پیشنهادي در این تحقیق، داده هاي باد و موج مورد نیاز از سازمان بنادر ودریانوردي تهیه شدهاند. دادههاي جمع آوري شده مربوط به نتایج تحقیقات ISWM می باشد که به طور خلاصه میتوان هدف از انجام این تحقیقات را مدل سازي دوازده
ساله امواج دریاهاي ایران (از سال 1992 تا 2003 میلادي) و استخراج اطلاعات دراز مدت جهت استفاده در طراحی سازههاي ساحلی و فرا ساحلی بیان نمود. دادهاي باد و موج مورد نیاز این تحقیق شامل ارتفاع موج شاخص (Hs)، پریود موج (Tp)، جهت موج میانگین((MWD، جهت و سرعت باد می باشند که به عنوان ورودي هاي تعریف شده در مدل SW می باشد.[ 4 ] جدول 1-3 مقادیر بیشینه، کمینه و میانگین کمیات مورد استفاده شده را نشان می دهد.
اطلاعات عمق سنجی ورودي نرم افزار بر اساس نقشه هاي هیدروگرافی تهیه شده از سازمان نقشه برداري کل کشور می باشد .به منظور رقومی کردن نقشه هاي تهیه شده از هر دو نرم افزار ArcGIS و مایکاستفاده گردید و با مقایسه نتایج مشخص گردید که خروجی مایک با دقت بالاتري قادر به انجام این کار می باشد. در شکل (1) خروجی عمق سنجی ساخته شده در نرم افزار مایک نشان داده شده است.[5 ]
بر اساس داده هاي عمق سنجی نقشه هاي هیدروگرافی سازمان نقشه برداري کشور، مش بندي مدل به گونه اي انجام شد که در مناطق دورتر از محل پروژه ابعاد المانی درشت و در محدوده نزدیک منطقه مورد مطالعه و نیز در مناطق با عمق کم آب داراي ابعاد المانی ریزتز باشد( شکل .( 2
معمولاً در زمانهاي خاصی در دریا شاهد تغییرات در توزیع جهتی و یا سرعت باد و موج می باشیم، بنابراین تعیین وضعیت باد و موج غالب در آن مکان اهمیت خاصی دارد. بدین منظور با استفاده از نرم افزار مایک گلباد و گلموج سالانه به صورت اشکال 3 و4 رسم شده است. به علاوه به جهت اینکه در این تحقیق می بایست نرم افزار مایک را در فصول تابستان و زمستان اجرا و مورد مقایسه گردند، در شکل هاي 5 و 6 گلموج منطقه در فصل تابستان و زمستان ترسیم شده است. با تحلیل گلباد و گلموج هاي رسم شده می توان بیان کرد که باد موج غالب منطقه به سمت شمال می باشد. همچنین با توجه به گلموج هاي سالانه و فصلی نتیجه می شود که در طی 12 سال امواج با 47/45 درصد شرایط آرام را در منطقه دارند.
گل موج هاي فصلی نیز نشان می دهند که در فصل تابستان و زم ستان به ترتیب 33/6 2 و 39/24 درصد شرایط آرام را در منطقه دارند.
براي ورود داده ها به نرم افزار و اجرا برنامه لازم است اطلاعات خام در جهات مختلف جدا شوند. بدین منظورقطاع ها بر اساس گلموج منطقه زوایایی با اختلاف 22/5 درجه نسبت به جهت اصلی در همان جهت فرض شده اند.بنابراین با این شرایط مقادیر ارتفاع و پریود امواج در هر قطاع به صورت جدول زیر محاسبه می گردد. لازم به ذکر است که به جهت اینکه در منطقه شرایط آب عمیق برقرار می باشد و همچنین با توجه به
برابريHm0 با Hs در آب عمیق از Hs به جاي Hm0 استفاده گردیده است.[6] همچنین براي دسته بندي کلاس ها و جدا نمودن فصل ها از نرم افزار Exell استفاده شد.(جدول (1
نتیجه گیري و بحث
پس از اجراي مدل تولید و انتشار موج براي هر یک از مؤلفه هاي گلموج و با اعمال باد متناظر با هر یک در محدوده مدل طراحی شده، براي هر یک از مؤلفه هاي گلموج ارائه شده است. درشکل هاي 7تا10 الگوي انتشار امواج در آب عمیق نشان داده شده است. درجدول2 اطلاعات مربوط به گلموج ارائه شده است .
