بررسی الگوی انتقال رسوب ناشی تحت عملکرد موج در مصب با استفاده از مدل سازی عددی

محورهای موضوعی : فیزیک دریا

علی کرمی خانیکی ¹ (دانشگاه آزاد اسلامی گروه فیزیک دریا، واحد علوم و تحقیقات تهران و پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری)
منیره سادات کیائی ² (دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران)

تاریخ دریافت : 1395/09/05 تاریخ پذیرش : 1396/06/18 تاریخ انتشار : 1396/09/30

کلید واژه: فرسایش, مصب, ارتفاع موج, رسوب غیر چسبنده, مایک 21,

چکیده مقاله :

موج یکی از عوامل اصلی شکل دهنده مصب است. شکست موج در آبهای کم عمق دهانه مصب باعث شکل گیری جریان های کرانه ای و انتقال رسوب در این ناحیه می گردد. ارتفاع موج یکی از پارامترهای هیدرودینامیکی است که در این تحقیق اثر آن بر روی الگوی جریان و رسوبگذاری مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور، یک حوضچه ساحلی که از طریق یک دهانه یا مصب به دریای باز متصل می گردد، در محیط نرم افزار مایک 21 شبیه سازی شده است. برای شبیه سازی آن از یک شبکه مثلثی ساختارنیافته (Unstructured flexible mesh)، با ابعاد10 تا 50 متری، در یک مدل تفاضل محدود استفاده می شود. در این مدلسازی، موج با ارتفاع های 75/.، 5/1 و 2/2 متر با پریود ثابت 8 ثانیه به صورت عمود بر خط ساحل تابیده می شود و مقادیر سرعت جریان و انتقال رسوب ناشی از آن در قسمت های مختلف مصب محاسبه می شود. نتایج شبیه سازی الگوی جریان ناشی از موج را به صورت چهار گردابه با تاوایی معکوس در طرفین کانال نشان می‌دهد که گردابه‌های قوی تر در بالادست دهانه (دریا) تشکیل می شوند که تا حد زیادی در الگوی گردش جریان در مصب موثرند. به طوری که با هجوم امواج مرتفع تر چرخابه‌های روبه دریا در مقیاس بزرگتر تشکیل و موجب افزایش سرعت جریان در کانال می‌شوند، در صورتیکه در حضور امواج کم ارتفاع، چرخابه‌های رو به دریا ضعیف شده و به ساحل نزدیک می‌شوند. متناسب با آن الگوی رسوبگذاری و فرسایش نیز تغییر می کند. الگوی انتقال رسوب ناشی از هجوم موج، نشان می دهد که در زمان های اولیه اجرا و پس از تابش چند صد هزار موج اول موجب بارگذاری در دهانه و مسدود شدن دهانه و بار گذاری در سواحل طرفین دهانه می شود. این الگوی انتقال رسوب در مطالعات میدانی در دهانه خور تیاب در بندر کلاهی مشاهده شد.بر اساس بررسی‌های انجام شده بر روی نتایج مدلسازی‌های عددی انجام شده در خصوص انتقال رسوبات ساحلی، به نظر می‌رسد که الگوی عمود بر ساحل بدون جریان های جزر و مدی یکی از عوامل اصلی ایجاد بارهای رسوبی موازی ساحل و ایجاد ناحیه کم عمق در محدوده ساحلی خور تیاب می‌باشد.

چکیده انگلیسی:

Wave is one of the main factors forming inlets. Refraction of waves in shallow waters of inlet’s mouth forms bank flows and transports sediments in this area.  Wave height is one of the hydrodynamic parameters and its effect on flow and sedimentation patterns are examined.   In this study, for this purpose, a coastal basin that is connected to the open sea through a mouth is simulated in Mike 21 software. For this simulation, an unstructured flexible mesh, with the dimension of 10 to 50 meters was used, in a finite difference model. In this model, the waves with 0.75, 1.5 and 2.2 m heights and 8 sec. fixed period are emitted perpendicular to the coastline. Then, the amounts of flow and sediment transportation are calculated in different parts of the mouth according to simulation results. The flow rate increases as the wave height increases and proportionally the volume of transported sediment is also increased.

منابع و مأخذ:

کرمی خانیکی، ع.، سادات کیایی، م. و علی اکبری بیدختی، ع. 1390.  بررسی الگوی جریان و انتقال رسوب در مصب ها تحت اثر امواج عمود بر ساحل با استفاده از یک مدل عددی. سیزدهمین همایش صنایع دریایی بین المللی کیش، ایران.

 

   Fachin, S. & Sancho F. E. P. 2003. Morph dynamic instabilities in the surf zone. Journal of Geology and Mining Research, 105(C10): 24071- 24087. 

   Kennedy, A.B. & Kirby, J.T. 2003. An unsteady wave driver for narrow banded waves: modeling near shore circulation driven by wave groups. Coastal Engineering, 48: 257-27.

Kraus, N.C. 1992. Engineering approaches to cross-shore sediment   transport processes. Proceeding of the short Course on Design and Reliability of Coastal Structures, attached to 23^rd International Conference on Coastal Engineering, Venice, Italy.

   Milittello, A. 2003.  Numerical  simulation  ofsediment  pathways  at  an Idealized Inlet and  Ebb shoal, Proceedings coastal sediments 03, 2003.CD  ROM  by published  by  World scientific  publishing  crop and  East Meets  west  Productions. Croups Cristi. Texas, USA.

Van Leeuwen, S.M. & De Swart, H.E. 2002. Intermediate modeling of tidal inlet systems: spatial asymmetries in flow and mean sediment transport. Continental Shelf Research, 22:1795–1810.

    Seaberg, W. C., king, D. B. & Stephens, B. E. 2001. Tidal Inlet Equilibrium Area Experiments. Inlet Laboratory Investigations Coastal and Hydraulics Laboratory, ERDC/CHL.TR-01-20.