بخشی از مقاله
خلاصه
آشفتگی داخل حوضچه های بنادر یکی از مهمترین عواملی است که در انتخاب محل ساخت و تعیین طرح بهینه بنادر در نظر گرفته می شود. با توجه به هندسه بندر انزلی و احتمال زیاد وقوع پدیده تشدید در بندر مذکور، به بررسی دقیق این پدیده پرداخته شده است. در این تحقیق به مدلسازی عددی نفوذ امواج بلند به داخل بندر به ازای طیف وسیعی از پارامتراصلی موثر که پریود موج ورودی می باشد پرداخته شده است و میزان و محل وقوع این پدیده و همچنین پریودی که بیشترین تشدید را ایجاد می کند مشخص گردیده است.
کلمات کلیدی: تشدید بندر، امواج مادون ثقلی، انزلی، امواج بلند، مدل .MIKE21BW
.1 مقدمه
امواج بلند ناشی از دریافت انرژی حاصل از شکست موج، باعث ایجاد امواج با پریود بلند و فرکانس پایین می شودکه به آنها امواج مادون ثقلی گفته می شود، این امواج مادون ثقلی، طول موج و دوره تناوب بلندی دارند، دوره تناوب این امواج از حدود30 ثانیه تا چند دقیقه - معمولا"300 ثانیه - متغیر است. اگر این نوع امواج بلند، نزدیک به دهانه ورودی بندر ایجاد شوند، به داخل بندر نفوذ کرده و موجب ناآرامی داخل بندر می شوند و همچنین ممکن است پریود طبیعی بندر با پریود موج مادون ثقلی نفوذی به آن برابر یا نزدیک به آن شده و ایجاد تشدید کند و موجب ناآرامی شدیدتر سطح آب داخل حوضچه پهلوگیری گردد. ارتفاع این امواج کم بوده و حداکثر به حدود یک متر در دهانه ورودی بندر محدود می شود. بروز پدیده تپش ناحیه شکست در نزدیک دهانه بندر موجب انتقال انرژی امواج کوتاه به امواج بلند شده و امواج فوق به داخل حوضچه بندر نفوذ میکند. باید در نظر داشت که جاذبهای انرژی که به صورت پوشش در موجشکن ها و دیوارههای حوضچه وجود دارند، قادر به جذب انرژی امواج بلند نبوده و بنابراین کارایی لازم برای جلوگیری از نفوذ این امواج را ندارند.2 ]،[1
.2 معرفی بندر و محدوده مطالعه
بندر اقتصادی انزلی به عنوان یکی از مهمترین بنادر تجاری و صیادی شمالی کشور، در حاشیهی جنوب غربی دریای خزر، در طول جغرافیایی 27 27 49 شرقی و عرض جغرافیایی 37 28 27 شمالی واقع است، این بندر به لحاظ موقعیت و جهت قرار گیری و همچنین هندسه خاص آن همواره دچار مسئله نفوذ امواج ساحلی به داخل بندر بوده است کهمسلمًاتبعات خاص خود را دارا می باشد؟ پلان محدوده مورد مطالعه و نمایی از موج شکن های بندر در شکل های 1و2 نشان داده شده است.
.3 معادلات حاکم
از آنجا که شرایط آب کم عمق در منطقه مورد مطالعه برقرار است، از مدلسازی دو بعدی جریان استفاده شده است. معادلات حاکم بر مدل های دو بعدی در زیر آمده است.3]،[4:P شار چگالی در جهت - m3/m/s - X :Q شار چگالی در جهت - m3/m/s - Y :B فاکتور پخش بوسینسک
.4 مدل سازی عددی
1,4 معرفی نرم افزار و انتخاب مدل
مدل BW نرم افزار MIKE 21 قادر به شبیه سازی پدیده های مختلف موج در مناطق مورد نظر می باشد، این پدیده ها شامل کم عمقی - پشته کردن - ،انکسار، تفرق، انعکاس جزیی امواج، شکست امواج و ... می باشد. این مدل بخوبی قادر است اثر هندسه نامنظم جانمایی حوضچه بندر و اثر تخلخل دیوارهها را در جذب و عبور انرژی موج ملحوظ نماید. رفتار غیر خطی امواج در آبهای کم عمق نیز در معادلات حاکم بر مدل مد نظر قرار گرفته است در این مدول از چند لایه Porosity برای شبیه سازی انعکاس جزیی و از لایه های Sponge برای جذب کامل انرژی موج استفاده می شود.
لایه های Porosity در اطراف بازوهای موج شکن و نیز در جاهایی که انعکاس جزیی داریم استفاده می شود. این لایه ها بسته به مقدار تخلخلشان، درصدی از موج نزدیک شونده را منعکس می کنند. برای مطالعه امواج بلند و بررسی تشدید در بنادر از حدود 50 لایه و شاید بیشتر استفاده می شود. لایه اسفنجی معمولا"برای جاهایی استفاده می شود که انرژی موج بطور کامل مستهلک می شود. یکی از این موقعیت ها مرزهای بسته مدل می باشد. همچنین در پشت موج ورودی برای استهلاک کامل موج برگشتی از لایه های اسفنجی استفاده می شود. همچنین در سواحل برای جلوگیری از انعکاس موج و استهلاک موج برخوردی به سواحل از چند لایه اسفنج استفاده شده است.[5]
2,4 واسنجی مدل
طی دو مرحله اندازه گیری میدانی دو ماهه، مشخصات امواج مشخصه آب در 3 ایستگاه اندازه گیری در دریا، یکی در دهانه حوضچه و یکی در داخل حوضچه اندازه گیری شده است و مشخصات امواج آب بر پایه ثبت اندازه گیری های میدانی در داخل دریا و داخل حوضچه تعیین گردیده است که از این اطلاعات جهت واسنجی و صحت سنجی استفاده می گردد. از آنجا که پدیده انعکاس امواج از روی بازوی موجشکن ها و پوشش های حفاظتی
