10
درﻳﺎﻳﻲ ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻫﻤﺎﻳﺶ ﺳﻴﺰدﻫﻤﻴﻦ(MIC2011) 17 اﻟﻲ19 آﺑﺎﻧﻤﺎه1390 ﻛﻴﺶ ﺟﺰﻳﺮه ـ وﻣﺪي ﺟﺰر ﻛﺎﻧﺎل در رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل ﺑﺮ ﻣﻮﺛﺮ ﻋﻮاﻣﻞ ﺑﺮرﺳﻲ) دﺳﺘﺮﺳﻲ( ﺑﻮﺷﻬﺮ ﺧﻠﻴﺞ رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل و ﺟﺮﻳﺎن اﻟﮕﻮي ﻋﺪدي ﻣﺪﻟﺴﺎزي ﻛﻤﻚ ﺑﻪ ﻋﺎرﺑﻲ ﺳﻜﻴﻨﻪ1 ، ﭼﮕﻴﻨﻲ وﺣﻴﺪ2 ، ﻗﻤﺸﻲ ﻣﻬﺪي3 ﻋﺎرﺑﻲ ،ﺳﻠﻴﻤﺎن4 1 ارﺷﺪ ﻛﺎرﺷﻨﺎس، درﻳﺎ؛ ﻓﻴﺰﻳﻚ ﮔﺮوه ﺧﺮﻣﺸﻬﺮ، درﻳﺎﻳﻲ ﻓﻨﻮن و ﻋﻠﻮم داﻧﺸﮕﺎه[email protected] 2 اﺳﺘﺎد، ﺷﻨﺎﺳﻲ؛ اﻗﻴﺎﻧﻮس ﻣﻠﻲ ﻣﺮﻛﺰ[email protected] 3 اﺳﺘﺎد، ﺷﻨﺎﺳﻲ اﻗﻴﺎﻧﻮس ﻣﻠﻲ ﻣﺮﻛﺰ ؛[email protected] 4 ، دﻛﺘﺮي داﻧﺸﺠﻮي ﻣﻜﺎﻧﻴﻚ داﻧﺸﻜﺪه ﻃﻮﺳﻲ، اﻟﺪﻳﻦ ﻧﺼﻴﺮ ﺧﻮاﺟﻪ ﺻﻨﻌﺘﻲ داﻧﺸﮕﺎه ؛[email protected] ﭼﻜﻴﺪه ﻣﺪي و ﺟﺰر ﻛﺎﻧﺎل در رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل و ﺟﺮﻳﺎن اﻟﮕﻮي ﺑﻌﺪي دو ﻣﺪل ﻋﺪدي ﻣﺪﻟﺴﺎزي ﺑﺎ ﻣﻘﺎﻟﻪ، اﻳﻦ در در رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل ﺑﺮ ﻣﻮﺛﺮ ﻋﻮاﻣﻞ ﺑﻮﺷﻬﺮ، ﻴﺞ اﺳﺖ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻗﺮار ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﻮرد ﻛﺎﻧﺎل. ﻛﺎﻧﺎل، اﻃﺮاف ﻧﺎﺣﻴﻪ در ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻣﺮزي ﺷﺮاﻳﻂ ﺑﻪ دﺳﺘﻴﺎﺑﻲ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﻪ ﺗﺎ ﻫﺮﻣﺰ ﺗﻨﮕﻪ از ﻓﺎرس، ﺧﻠﻴﺞ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﻣﺪل اﺳﺖ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻗﺮار ﺑﺮرﺳﻲ ﻣﻮرد و اﻧﺘﺨﺎب ﺧﻮزﺳﺘﺎن ﺳﻮاﺣﻞ. ﻋﺪدي ﺣﻞ ﺑﺮاي، از ﻣﻄﺎﺑ ﻣﻴﺪاﻧﻲ ﮔﻴﺮي اﻧﺪازه ﻫﺎي داده ﻫﻤﺮاه ﺑﻪ ﺳﻨﺠﻲ ﻋﻤﻖ ﻧﻘﺸﻪ ﻧﺎﺣﻴﻪ در ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺗﻐﻴﻴﺮات آﺧﺮﻳﻦ، اﺳﺖ ﺷﺪه اﺳﺘﻔﺎده. ﺑﺮ ﻣﻮرد ﻛﻪ ﻛﺎﻧﺎل در رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل ﺑﺮ ﻣﻮﺛﺮ ﻋﻮاﻣﻞ ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﺷﻜﻞ ﺷﺎﻣﻞ اﺳﺖ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻗﺮار رﺳﻲ اﺳﺖ ﺑﺴﺘﺮ ﺑﺮﺷﻲ ﺗﻨﺶ و ﻛﻒ در ﺑﺤﺮاﻧﻲ ﺑﺮﺷﻲ ﻧﻴﺮوي ﻛﺎﻧﺎل، ﺑﺎﻻي و اﻃﺮاف در رﺳﻮب ﻧﺸﻴﻨﻲ ﺗﻪ ﺳﺮﻋﺖ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﺪي، و ﺟﺰر ﺟﺮﻳﺎن ﻛﺎﻧﺎل،. ﻣﺪﻟﺴﺎزي اﻓﺰار ﻧﺮم ﺗﺠﺎري ﻧﺴﺨﻪ ﻛﻤﻚ ﺑﻪ ﻋﺪديMIKE21 اﺳﺖ ﺷﺪه اﻧﺠﺎم. ﺑﻴﺸ ﻣﺪي و ﺟﺰر ﺟﺮﻳﺎن ﻛﻪ دﻫﺪ ﻣﻲ ﻧﺸﺎن ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻪ رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل در ﺗﺎﺛﻴﺮ ﺘﺮﻳﻦ دارد را ﻛﺎﻧﺎل. ﺧﺎرﺟﻲ ﻛﺎﻧﺎل وﺳﻂ ﻣﺤﺪوده در ﻧﺸﻴﻨﻲ ﺗﻪ ﺳﺮﻋﺖ ﺿﺮﻳﺐ اﻓﺰاﻳﺶ ﺑﺎ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ، ﺣﺪود در رﺳﻮﺑﮕﺬاري اﻓﺰاﻳﺶ10 % اﺳﺖ. ﺑﺎ ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺣﺪود در رﺳﻮﺑﮕﺬاري ﺑﺴﺘﺮ ﺑﺮﺷﻲ ﺗﻨﺶ اﻓﺰاﻳﺶ15 % ﻳﺎﺑﺪ ﻣﻲ ﻛﺎﻫﺶ. ﻛﻠﻴﺪي ﻛﻠﻤﺎت: ﻣﺪي، و ﺟﺰر ﺟﺮﻳﺎن دﺳﺘﺮﺳﻲ، ﻛﺎﻧﺎل ﻋﺪدي ﺳﺎزي ﻣﺪل رﺳﻮب، اﻧﺘﻘﺎل ﺟﺮﻳﺎن، اﻟﮕﻮي1 - ﻣﻘﺪﻣﻪ درﺳﺎل ﺑﻮﺷﻬﺮ ﻛﺎﻧﺎل ﻻﻳﺮوﺑﻲ ﺑﺎ راﺑﻄﻪ در اﻳﺮان، درﻳﺎﻧﻮردي و ﺑﻨﺎدر ﺳﺎزﻣﺎن ﺷﺪه اراﺋﻪ آﻣﺎرﻫﺎي ﺑﻪ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﺎ1379 ، ﺳﺎﻻﻧﻪ ﻻﻳﺮوﺑﻲ ﻣﺘﻮﺳﻂ ﻧﺮخ ﺑﻪ ﺑﻮﺷﻬﺮ دﺳﺘﺮﺳﻲ ﻛﺎﻧﺎل2 / 1 رﺳﺪ ﻣﻲ ﺳﺎل در ﻣﻜﻌﺐ ﻣﺘﺮ ﻣﻴﻠﻴﻮن. ﻫﺰ ﺳﺎﻻﻧﻪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺑﺮ ﺑﺎﻟﻎ اي ﻳﻨﻪ5 / 1 اﻳﻦ ي ﺳﺎﻻﻧﻪ ﻻﻳﺮوﺑﻲ ﺻﺮف ﺗﻮﻣﺎن ﻣﻴﻠﻴﺎرد ﺷﻮد ﻣﻲ ﻛﺎﻧﺎل] 1 .[ ﻧﻴﺴﺖ ﻓﺮاﻫﻢ ﺑﺎﻻ آﺑﺨﻮر ﻋﻤﻖ ﺑﺎ ﺷﻨﺎورﻫﺎ ورود اﻣﻜﺎن ﺷﺪﻳﺪ، ﮔﺬاري رﺳﻮب دﻟﻴﻞ ﺑﻪ ﺑﻮﺷﻬﺮ دﺳﺘﺮﺳﻲ ﻛﺎﻧﺎل در. ﺑﺎر ﺗﺨﻠﻴﻪ ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ و ﻏﻴﺮﻣﺴﺘﻘﻴﻢ دوﺑﻪ ﻃﺮﻳﻖ از ﺷﻮد ﻣﻲ اﻧﺠﺎم ﻛﺎري. اﻧﺘﻘﺎل ﺟﻬﺖ دﻳﮕﺮ ازﻃﺮف ﺑﺎ ﻫﺎ ﻛﺸﺘﻲ ﺗﻨﺎژ و ﺑﻨﺪر ﺑﻪ ﺑﺎﻻ رﺳﻮﺑﮕﺬاري ﺷﻨﺎﺧﺖ، آﻧﻬﺎ ﭘﻬﻠﻮﮔﻴﺮي ﻣﻮﺛﺮ وﻋﻮاﻣﻞ آن در و ﺳﺎﺣﻞ ﻛﺎﻧﺎل دﺳﺘﺮﺳﻲ رﺳﺪ ﻣﻲ ﻧﻈﺮ ﺑﻪ ﺿﺮوري، . ﻫﺎي روش ﺑﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻ ﻛﺎﻧﺎﻟﻬﺎ و درﻳﺎ ﺑﺴﺘﺮ در رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل وﺿﻌﻴﺖ ﺑﺮرﺳﻲ ﺷﻮد ﻣﻲ اﻧﺠﺎم ﻋﺪدي ﻫﺎي ﻣﺪﻟﺴﺎزي ﻳﺎ و ﻣﻴﺪاﻧﻲ ﮔﻴﺮي اﻧﺪازه. ﮔﻴ اﻧﺪازه روش ﻫﺴﺘﻨﺪ ﺑﺮ زﻣﺎن و ﺑﺮ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻ ﻣﻴﺪاﻧﻲ ﺮي. ﻋﺪدي ﻣﺪﻟﺴﺎزي روش ﺷﻮد اﻧﺠﺎم ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻣﺮزي ﺷﺮاﻳﻂ ﮔﺮﻓﺘﻦ ﻧﻈﺮ در ﺑﺎ و ﺑﺎﻻ دﻗﺖ ﺑﺎ ﻛﻪ ﺻﻮرﺗﻲ در، در رﺳﻮﺑﮕﺬاري ﻣﻴﺰان ﺗﺨﻤﻴﻦ ﺑﺮاي ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻛﺎﻣﻼ روﺷﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ دﻟﺨﻮاه زﻣﺎن در و دﻟﺨﻮاه ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﻧﺎﺣﻴﻪ. ﻣﺪ در ﻫﺎ روش اﻳﻦ ﻛﺎرﺑﺮد ﻋﺪدي، ﻫﺎي روش زﻣﻴﻨﻪ در ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ ﺑﺎ اﺧﻴﺮ ﺳﺎﻟﻬﺎي در ﻫﺎي ﺟﺮﻳﺎن ﻟﺴﺎزي اﺳﺖ داﺷﺘﻪ ﺗﻮﺟﻬﻲ ﻗﺎﺑﻞ رﺷﺪ درﻳﺎ ﺑﺴﺘﺮ در رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل و درﻳﺎﻳﻲ. ﻣﺎﻧﻨﺪ اﻓﺰارﻫﺎﻳﻲ ﻧﺮم ﻣﻴﺎن اﻳﻦ درMIKE21 روش ﻛﺎرﺑﺮد ﺗﺠﺎري ﺻﻮرت ﺑﻪ ﻧﻴﺰ زﻣﻴﻨﻪ اﻳﻦ در را ﻋﺪدي ﻫﺎي را ا داده ﺗﻮﺳﻌﻪ ﻧﺪ] 2 [ . دﻟﻒ ﻫﻴﺪروﻟﻴﻚ ﻣﻮﺳﺴﻪ آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه در1 ﺳﺎﺧﺘﻦ ﻣﻨﻈﻮر ﺑﻪ اي ﻣﻼﺣﻈﻪ ﻗﺎﺑﻞ ﻛﻮﺷﺸﻬﺎي ﻫﻠﻨﺪ در اﺳﺖ ﺷﺪه اﻧﺠﺎم اﺧﻴﺮ ﺳﺎﻟﻬﺎي در رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل رﻳﺎﺿﻲ ﻣﺪﻟﻬﺎي. درﺳﺎل ﻛﺎرﻫﺎ اﻳﻦ آﻏﺎز1974 ﻛﺮﺳﻨﺰ ﺑﻮﺳﻴﻠﻪ2 ﺷﺪ ﺷﺮوع. ﺳﺎﺳﺪ رﻳﺎﺿﻲ ﻣﺪل او3 را دا اراﺋﻪ رودﺧﺎﻧﻪ در ﻣﻌﻠﻖ ﻫﺎي ﻣﺎﺳﻪ اﻧﺘﻘﺎل ﺑﺮاي د. وارن درﻳﺎي ﺷﻤﺎل ﻗﺴﻤﺖ در اي درﻧﺎﺣﻴﻪ وﻣﺪي، ﺟﺰر ﻣﺮداب ﻳﻚ در رﺳﻮب اﻧﺘﻘﺎل ﻣﺪﻟﺴﺎزي در ﻣﺪل از اروﭘﺎ درMIKE21 MT ﺷﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﭼﺴﺒﻨﺪه رﺳﻮﺑﺎت اﻧﺘﻘﺎل ﺟﻬﺖ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ و ﻣﻴﺪاﻧﻲ ﻫﺎي داده ﺗﺮﻛﻴﺐ از اﺳﺘﻔﺎده ﺑﺎ ﻣﺪل ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺷﺪ ﻛﺎﻟﻴﺒﺮه ﻣﻮﺟﻮد] 3 .[ ا اﺧﻴﺮ ﺳﺎﻟﻬﺎي در ﻧﻴﺰ اﻳﺮان در درﻳﺎﻳ ﺟﺮﻳﺎﻧﺎت ﺑﺮرﺳﻲ ﺑﺮاي ﻫﺎ روش اﻳﻦ از ﺳﺘﻔﺎده رودﺧﺎﻧﻪ و آﺑﻬﺎ در اﺳﺖ ﺷﺪه اﺳﺘﻔﺎده. 1 Delft Hydraulic Laboratory 2 Kerssens 3 Sused

بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

Embed Size (px)

DESCRIPTION

بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان و انتقال رسوب

Citation preview

Page 1: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

(MIC2011)سيزدهمين همايش صنايع دريايي

ـ جزيره كيش 1390آبانماه 19الي 17

خليج بوشهر ) دسترسي (بررسي عوامل موثر بر انتقال رسوب در كانال جزر ومدي

به كمك مدلسازي عددي الگوي جريان و انتقال رسوب

4،سليمان عاربي3مهدي قمشي، 2وحيد چگيني، 1سكينه عاربي

[email protected]دانشگاه علوم و فنون دريايي خرمشهر، گروه فيزيك دريا؛، كارشناس ارشد1

[email protected]مركز ملي اقيانوس شناسي؛، استاد 2 [email protected]؛ مركز ملي اقيانوس شناسي، استاد 3

[email protected]؛ دانشگاه صنعتي خواجه نصير الدين طوسي، دانشكده مكانيكدانشجوي دكتري ، 4

چكيدهيج بوشهر، عوامل موثر بر انتقال رسوب در لدر اين مقاله، با مدلسازي عددي مدل دو بعدي الگوي جريان و انتقال رسوب در كانال جزر و مدي خ

مدل فيزيكي خليج فارس، از تنگه هرمز تا به منظور دستيابي به شرايط مرزي مناسب در ناحيه اطراف كانال،. كانال مورد بررسي قرار گرفته استق نقشه عمق سنجي به همراه داده هاي اندازه گيري ميداني مطاباز ،براي حل عددي. سواحل خوزستان انتخاب و مورد بررسي قرار گرفته است

رسي قرار گرفته است شامل شكل فيزيكي عوامل موثر بر انتقال رسوب در كانال كه مورد بر. استفاده شده است ،آخرين تغييرات فيزيكي در ناحيهمدلسازي . كانال، جريان جزر و مدي، تغيير سرعت ته نشيني رسوب در اطراف و باالي كانال، نيروي برشي بحراني در كف و تنش برشي بستر است

ترين تاثير در انتقال رسوب به نتايج نشان مي دهد كه جريان جزر و مدي بيش. انجام شده است MIKE21عددي به كمك نسخه تجاري نرم افزار همچنين با . است% 10افزايش رسوبگذاري در حدود ،همچنين با افزايش ضريب سرعت ته نشيني در محدوده وسط كانال خارجي. كانال را دارد

.كاهش مي يابد% 15افزايش تنش برشي بستر رسوبگذاري در حدود

الگوي جريان، انتقال رسوب، مدل سازي عدديكانال دسترسي، جريان جزر و مدي، :كلمات كليدي مقدمه -1

نرخ متوسط اليروبي ساالنه ،1379با توجه به آمارهاي ارائه شده سازمان بنادر و دريانوردي ايران، در رابطه با اليروبي كانال بوشهر درسال ميليارد تومان صرف اليروبي ساالنه ي اين 5/1ينه اي بالغ بر بنابراين ساالنه هز. ميليون متر مكعب در سال مي رسد2/1كانال دسترسي بوشهر به

بنابراين تخليه بار . در كانال دسترسي بوشهر به دليل رسوب گذاري شديد، امكان ورود شناورها با عمق آبخور باال فراهم نيست ].1[كانال مي شود پهلوگيري آنها ، شناخت رسوبگذاري باال به بندر و تناژ كشتي ها باازطرف ديگر جهت انتقال . كاري انجام مي شود از طريق دوبه غيرمستقيم وبررسي وضعيت انتقال رسوب در بستر دريا و كانالها معموال به روش هاي . ، ضروري به نظر مي رسددسترسي كانال ساحل و در آنوعوامل موثر

روش مدلسازي عددي . ري ميداني معموال هزينه بر و زمان بر هستندروش اندازه گي. اندازه گيري ميداني و يا مدلسازي هاي عددي انجام مي شودمي تواند روشي كامال مناسب براي تخمين ميزان رسوبگذاري در ،در صورتي كه با دقت باال و با در نظر گرفتن شرايط مرزي مناسب انجام شود

لسازي جريان هاي در سالهاي اخير با پيشرفت در زمينه روش هاي عددي، كاربرد اين روش ها در مد .ناحيه فيزيكي دلخواه و در زمان دلخواه باشدنيز به صورت تجاري كاربرد روش MIKE21 در اين ميان نرم افزارهايي مانند .دريايي و انتقال رسوب در بستر دريا رشد قابل توجهي داشته است

در هلند كوششهاي قابل مالحظه اي به منظور ساختن 1در آزمايشگاه موسسه هيدروليك دلف .]2[ندتوسعه داده ا را هاي عددي را در اين زمينهرا 3او مدل رياضي ساسد. شروع شد 2بوسيله كرسنز 1974آغاز اين كارها درسال. مدلهاي رياضي انتقال رسوب در سالهاي اخير انجام شده است

در مدلسازي انتقال رسوب در يك مرداب جزر ومدي، درناحيه اي در قسمت شمال درياي وارن . دبراي انتقال ماسه هاي معلق در رودخانه ارائه داپارامترهاي مدل با استفاده از تركيب داده هاي ميداني و همچنين. جهت انتقال رسوبات چسبنده استفاده شد MIKE21 MTدر اروپا از مدل

. استفاده شده استي در آبها و رودخانه ستفاده از اين روش ها براي بررسي جريانات دريايدر ايران نيز در سالهاي اخير ا]. 3[موجود كاليبره شد

1 Delft Hydraulic Laboratory 2 Kerssens 3 Sused

Page 2: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

در يك . ]4[ستيق از داده هاي رسوبگذاري در تحقيقي مشابه، ن تحقيق نشان

ي بوشهر، مدل ل گذاري در كانا

ل، نيروي برشي . ي قرار مي گيرد

و انتقال جريان . خواهد شد

سه مرز باز مي بتدا مدل الگوي جريان در خليج ي آن در دامنه داده هاي اندازه

در . ه استت آمدخليج 2500/1

براي تهيه نقشه اين نقشه در . ت

ينه انجام داده اسدر اين تحقي. ت

ي دهد كه عمدهدر .ل تاثير دارند

نتايج در اين. ]5[د

نال دسترسيخل كال موثر در رسوبگ

ي كانالراف و باالدي مورد بررسيج فارس، الگوير كانال پرداخته

بوشهر كه داراي بدين منظور اب. ت

حل مدل الگوي ج و كانال دسترسييج فارس، ابتدا دبه مدل، به دست0 به كمك نقشه

همچنين ب. شدنداستفاده شده است

ب

ده اي در اين زميه است بررسي شد

ن تحقيق نشان ميبگذاري در كانالب حل گرديده اند

.ميت است در اطراف و داخل، به بررسي عواملني رسوب در اطرب براي حل عدد حل عددي خليجر انتقال رسوب د

به هندسه خليج خليج فارس است

بعد از ح. د گرفت و خليج بوشهر

ي مناسب از خليدن اين داده ها بهخليج بوشهر ابتدا

ه شود، انتخاب شنجام شده است، ا

بوشهر

مطالعات گسترددسترسي بوشهر

نتايج در اين .ستبادها نيز در رسو

زي مناسبيط مرل بسيار حائز اهم و انتقال رسوبن و رسوب در آنير سرعت ته نشين

نه فيزيكي مناسبمن بررسي نتايجسي عوامل موثر بر

با توجه ب. ي باشدگوي جريان، در

توجه قرار خواهد به دست آمده،

نقشه عمق سنجيخليج فارس با دادن هيدروگرافي خلخوبي در آن ديده

انج 87در در سال

خليج ب- رس ، ب

2

در سالهاي اخيرسوب در كانال د، استفاده شده اسن گلموجها و گلبزي شده و با شراي

ويژه در پيچ كانالي الگوي جريان

ل معادالت جريانجزر و مدي، تغيي

ابتدا دامن: ح استدر ادامه ضم. يرد

در نهايت به بررس

وارض و مرزها مي به حل عددي الگمه مي يابد، موردي خليج بوشهر

ابي به يك ندستيو نقشه رقومي خ

نبراي ساخت. ستل دسترسي به خوسط سازمان بناد

خليج فار -ي الف

قيقاتي است كهيان و انتقال رسجر

،]1[ان انجام شدهمچنين. ي است

ي بوشهر جداسازذاري در كانال به

خير در مدلسازيشده و ضمن حلي كانال، جريان ج مقاله بدين شرحبحث قرار مي گيد. فته خواهد شد

حيط، شكل و عو مرزهاي باز، نياز

ادام ،شهر در غربي مورد بحث براي

به منظور د. گيردو شدهبنادر تهيه

شان داده شده اسبه طوري كه كانالده از كانال كه تو

قشه عمق سنجي

يكي از مراكز تحق رياضي الگوي ج توسط اين سازماجريان جزر و مديف كانال دسترسي مدي در رسوبگذقيقات سالهاي اخ اطراف آن تهيه شامل شكل فيزيكي

ساختار. تر استحل عددي مورد بد بررسي قرار گرف

تاثر از هندسه، محشرايط مرزي اينرمز تا بندر خرمشدر دامنه فيزيكيررسي قرار مي گي اداره سواحل و ب خليج فارس نشل عددي خليج بهين نقشه تهيه شد

نق -1شكل الف

كشتيراني ايران يسازمان، مدلهايري شده كه قبالبوشهر ناشي از ج

و رسوب در اطرافر جريانات جزر و

نيز در ادامه تحقز كانال و ناحيه

شا اين عوامل. ت تنش برشي بست

زي الزم براي حلاطراف كانال مورد

ي فيزيكي در هر منطقه مته دست آوردن شس كه از تنگه هررزي جزرومدي دت بيشتر مورد بر

از ، خليج فارسشه عمق سنجي

مناسب جهت حلل بوشهر، از آخري

است ن داده شده

سازمان بنادر و كتحقيق در اين سميداني اندازه گيركانال دسترسي بومعادالت جريان ومي دهد كه تاثير

در اين مقاله فيزيكي مناسب ا

پرداخته شده استبحراني در كف وسپس شرايط مررسوب در ناحيه ا

مدل سازي - 2

الگوي جريان به منظور به ،باشد

جريان خليج فارسفارس، شرايط مركوچكتر و با دقتگيري شده عمق

نقش الف - 1 شكلبوشهر، مرزهاي معمق سنجي كانال

نشان ب - 1شكل

ستمكمم

فپبسر

2

بجفكگشبعش

Page 3: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

3

ساخت شبكه -3

شبكه، ريز و درشت بودن شبكه در نقاط عواملي مانند تعداد نقاط. ساخت يك شبكه مناسب اولين و مهمترين قسمت يك حل عددي است براي ساخت شبكه در حل عددي خليج فارس، از . بودن آن از ويژگيهاي اصلي يك شبكه است 5يا بدون ساختار 4مختلف، و به طور كلي با ساختار

براي ناحيه . علت استفاده از چنين شبكه اي نامنظم بودن مرزها و وجود جزاير مختلف در خليج فارس است. استفاده شده است شبكه بدون ساختاردر شبكه ساختار يافته حجم محاسبات كمتر بوده و . اطراف كانال دسترسي بوشهر نيز از دو شبكه بدون ساختار و ساختار يافته استفاده شده است

1جدولشبكه در خصوصيات دو . تار مناطقي كه از لحاظ شكل جريان داراي پيچيدگي است، شبكه ريزتر استفاده شده استدر شبكه بدون ساخ .نشان داده شده است

مدلسازي رياضي و عددي -4

نياز به دقت باالي حل، در مدلسازي خليج بوشهر وهمچنين بررسي تاثير كانال بر روي هيدروديناميك جريان، تكنيك حل براي با توجه به در اين حالت دقت حل. انتخاب شد 7پايين الگوريتم درجهانتخاب مي شد ولي به علت طوالني بودن زمان حل از 6بايد درجه باال خليج بوشهر

. مكان اعمال شده است براي معادالت زمان و انتخاباين . ]6[است باالسرعت و پايينبه منظور اينكه . استن مقدار انتخابي براي خليج فارس عدد مانينگ است كه هما ،كاليبراسيون براي خليج بوشهر نيزمانند خليج فارس ضريب

با توجه به گلباد .از ايستگاه ايران سيام براي كاليبراسيون استفاده شده است ،حل عددي خليج فارس وخليج بوشهر با هم مطابقت داشته باشدي شمال غرب و غرب در حال وزش ها در محدوده جهتبادهايي هستند كه ، ش باد وجود دارددرصد مواردي كه وز 60هر، در حدود ساليانه بوش

گيريهاي انجام شده از اواخر تير تا اواخر مرداد مي به اينكه اندازه با توجه .متر بر ثانيه دارند 5 به طور متوسط سرعتهايي در حدود كه هستندموج .ولي تفاوت چشمگيري مشاهده نشد مدل قرار داده شدباشد، ميانگين سرعت وجهت وزش باد مربوط به تير ماه از جدول مربوطه انتخاب ودر

متر 05/0به طور متوسط داراي سرعتي در حدود متر دور از ساحل و5/1داراي ارتفاعي در حدود با توجه به گلموج بوشهر ايجاد شده در خليجبا توجه به اندازه گيريهاي ميداني .ناديده گرفته شدموج بنابراين قابل چشمپوشي است واثر ،]1[برثانيه در محدوده بندر واطراف كانالهامي باشد

موجود و بررسي هاي انجام شده بر روي رسوبات دست خورده و دست نخورده و با توجه به خصوصيات آنها، تعداد يك فاز در رسوبات ستون آب و . تعداد اليه ها در بستر نيز يك اليه به عنوان پارامترهاي اوليه انتخاب شد

براي حل عددي انتقال رسوب در ستون آب، ته نشيني آن و همچنين انتقال آنها در بستر از الگوريتم درجه پايين در حوزه زمان و مكان براي تعيين خصوصيات ستون آب با توجه به چسبنده بودن رسوبات درصد وجود شن در .استفاده شد كه داراي دقت كم و سرعت باال مي باشد

براي انتخاب خصوصيات ستون . همچنين براي تعيين خصوصيت ته نشيني اثر لخته شدگي در نظر گرفته شد. گرفته شده استستون آب ناديده . ]6[آب از داده هاي مربوط به تحقيقات گذشته و همچنين نوع رسوبات خليج بوشهر انتخاب شده است

اين . در اين تحقيق بيشتر ضرايب از تحقيقات گذشته تعيين شده است. شوند بيشتر پارامترهاي بستر به عنوان ضريب كاليبراسيون انتخاب مي همچنين چگالي اليه بستر نيز از تحقيقات گذشته و خصوصيات آب خليج بوشهر انتخاب شده . ضرايب شامل فرسايش و تنش برشي بستر است

زمان حل عددي همانطور كه در بخش مدت.ن در ادامه بيان شده استاثر زبري بستر نيز در بعضي از حل ها مورد توجه قرار گرفته و نتايج آ. استشده مرداد انجام 25تير تا 25كه از واقعي از ايستگاه ايران سيام بودداده هاي اندازه گيريخليج فارس بيان شد بر اساس مدت زمان مربوط به

.ثانيه در نظر گرفته شد900معادلدقيقه 15گام زماني .بود

4 Structure 5 Unstructure 6 High order 7 Low order

تعدادگره ها تعدادالمانها شبكه 19247 ٣٧١۴٨ خليج فارس، بدون ساختار

ساختارخليج بوشهر، بدون خليج بوشهر

17691 9102

خصوصيات شبكه هاي استفاده شده - 1جدول

Page 4: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

ازمان سواحل و

غربي و شرقي، ه عنوان مرز باز مرزي مناسبي و نواحي شمالي ج فارس از تنگه قشم كه جزيره مانند جريانهاي عوامل فوق مورد

با استفاده . شداعمال مختصات مانينگ مختلف وشهر كه از حل يران سيام براي

. تجربي است

هر

يج بوشهر و از سا

جنوبي و مرزهايتنگه هرمز به .ده

تنگه هرمز شرطاف جزيره قشم ون ورودي به خليجش جنوبي جزيره

ل تاثير عواملي م در نظر گرفتن ع

جزرومدي انتخاب اين ايستگاهها واعددي با ضرايب مدر ناحيه خليج بوجي در ايستگاه ايك به داده هاي

بندر خرمشه

هاي نزديك خليج

زهاي شمالي و جدر نظر گرفته شدح آب در عرض

هيدروگرافي اطراشترين دبي جريان

در نتيجه بخش. درس شاملليج فا

ارس، با و بدون

شرايط مرزي جس با استفاده از

حل ع. قايسه شدمدي در دو مرز دسه نتايج تراز سنجج حل عددي نزدي

در مدلسازي

ج بوشهر

مدي در ايستگاه .ود

مرز. )2شكل (سترزي جزرومدي د كه تغييرات سطحرسي نقشه هاي ه

گرفت كه بيش جه چشم پوشي كرد

حل عددي خل. دجريان در خليج فا

خرمشهر بعنوان انجام شد و سپسنمودار تجربي مق

رات تراز جزر و مدهمچنين مقايس. ت

ده مي شود نتايج

هر مورد استفاده

جزيره هنگام

مرز در ناحيه خليج4

ولفه هاي جزرومدمرداد بو 25ير تا

ظر گرفته شده اسعنوان شرايط مر

كه دل يل آن استجزيره قشم و برراين مي توان نتيجشمالي مي توان نظر گرفته شد منظور الگوي ج

يره هنگام و بندر در خليج فارس بدست آمد وبا ن

تغيير .تخاب شدن داده شده استهدمانطور كه مشا

ليج فارس و بوشه

4مرز

ر و مدي در دو مر

جود كه شامل موتي25ود يك ماه از

ر نظخليج فارس د مي باشند و به ع در تنگه هرمز به توجه به وجود ج

بنابرا. نطقه است ورودي قسمت شر تنگه هرمز در

بدين. س مي باشد

خليج فارس، جزيشهر، حل عدديدي اين ايستگاهن خليج فارس انت

نشان 3، در شكلهم. اده شده است

عيت مرز هاي خلي

3مرز

مر

5رز

تغييرات تراز جزر

هاي ميداني موجاين زمان حدو. د

مرز مختلف در خ و جزيره هنگامنتخاب نقطه اي

با. ي تواند باشدعرض بودن اين منم است و از دبيرزي تراز آب درنيروي كوريوليس

ر مدل فيزيكي خنگام و بندر خرمش

نمودار جزرومد) ربراي كاليبراسيون

دست آمده است،نشان دا 4 شكل

موقع - 2شكل

2رز

مر

1رز

ت- 2شكل

با توجه به داده ود، انتخاب گرديد

زي

ط مرزي، چهار مل بندر خرمشهر

علت ان. لعه استن خليج فارس مي كم عمق و كم عجنوب جزيره قشم عنوان شرايط مر باد و همچنين ني

.هد گرفت

ث

الگوي جريان، در الگوي جريان

در جزيره هن ديبوشهر(ران سيام

75ينگ يب مان خليج فارس به ده هاي تجربي در

مر

مر

زمان حل عدديبنادر تهيه شده بو

شرايط مرز -5براي اعمال شرايطكه بترتيب شاملمنطقه مورد مطالجهت مدل كردنآن، نشان دهندههرمز، از سمت ج

به ،هنگام استجزرومدي، موج،مقايسه قرار خواه

نتايج و بحث - 6حل عددي - 1- 6

براي حل عدديز شرايط جزرومدمكاني ايستگاه ايرنجام شد كه ضرعددي جريان درحل عددي و داده

زب

5بكمجآههجم

66باماعح

Page 5: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

5

حل عددي انتقال رسوب -2- 6

مشابه حل عددي الگوي جريان، براي حل عددي انتقال رسوب در كانال دسترسي بوشهر، ابتدا مي بايست الگوي انتقال رسوب در خليج فارس حل براي بررسي انتقال رسوبات در اطراف . شده و سپس نتايج آن براي شرايط مرزي در حل عددي انتقال رسوب در خليج بوشهر استفاده شده است

با حل عددي انتقال رسوب، مقادير رسوبگذاري به طور نمونه در . )4شكل (ده استنقطه در كانال مشخص ش 17ابتدا در اطراف كانال كانال نيز .آمده است 5شكل

1تغييرات شاخص هاي رسوب گذاري در ايستگاه - 5شكل

محل ايستگاههاي هفده گانه در داخل و اطراف كانال - 4شكل دسترسي

مقايسه تراز جزر ومدي حاصل از داده هاي تجربي وحل عددي در ايستگاه ايران سيام - 3شكل

Page 6: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

6

رسوببررسي عوامل موثر در انتقال -3- 6

هايي همانطور كه در مبحث مربوط به رسوبگذاري در درياها و سطوح باز اشاره شد، آنچه كه در مدلسازي مقدار رسوب تاثير بسزايي دارد، پارامترته اين پارامترها مربوط به انتقال رسوب در ستون آب، انتقال رسوبات از ستون آب به بستر و. ]6[است كه در معادالت رسوب بررسي مي شود

اين ضرايب نقش تعيين كننده اي در . نشيني رسوب در بستر همچنين ضرايب موجود در معادالت حاكم بر حركت رسوب در بستر دريا مي باشدبه طوري كه اگر اين ضرايب با مقدار واقعي آن در منطقه مورد مطالعه مقدار پيش بيني شده خصوصيات انتقال رسوب توسط معادالت حاكم دارد

به طور كلي بعضي از اين ضرايب به عنوان ضرايب كاليبراسيون . نباشد پيش بيني مدلسازي عددي رسوب داراي خطاي زيادي خواهد بودنزديك با اين وجود اگر در منطقه مورد مطالعه به كمك آزمايشاتي كه در مقياس كوچك انجام مي شود بتوان . در مطالعات عددي استفاده مي شود

ستر مي بآنچه در اين بخش مورد توجه است، مقدار ته نشيني رسوب در . را ايجاد كرد، مي توان مقدار دقيق آن را به كار برد تغييرات اين ضرايبهدف اين است كه يك بررسي كيفي و كمي از مقدار رسوبگذاري در بستر شود، به طوري كه اين ضرايب در محدوده ي خاصي اطراف كانال . باشد

.تغيير كنند

نقطه مختلف 4براي اين منظور مقدار رسوبگذاري در . با تغيير اين ضرايب در منطقه مي توان مقدار ته نشيني رسوب در كانال را كنترل كرد براي هر ايستگاه نمودار شاخص هاي رسوب گذاري به ازاي تغيير در . كانال به ازاي تغيير در مقادير پارامترهاي رسوب مقايسه شده است

. آمده است 2حالتهاي بررسي شده در تغيير پارامترها در جدول . امترهاي رسوب بررسي شده استپار

و به طور نمونه 2 ايستگاه يكنمودارهاي غلظت رسوبات معلق، ضخامت بستر وميزان جرم رسوب در بستر به عنوان شاخصهاي رسوبگذاري براي ضخامت رسوبات بستر 1به 5با تغييرضريب ته نشيني از . نشان داده شده است 6در شكل ضريب انتقال رسوب در ستون آب به ازاي تغيير در

به 5با افزايش ضريب سرعت ته نشيني از . كاهش مي يابد ولي در غلظت رسوبات معلق وجرم رسوب بستر تغيير چنداني مشاهده نمي شود% 20 .يري در غلظت رسوبات معلق براي ايستگاه نمونه مشاهده نمي شودبا كاهش وافزايش ضريب ته نشيني، تغي. استرسوبگذاري كاهش يافته 8

SC4 SC3 SC2 SC1 پارامترهاي رسوب پيش فرض

1 8 1/0 5 5 Settling Velocity Coefficient

7 5/3 7/0 07/0 07/0 Deposition

Critical Shear Stress

20 10 1 1/0 1/0 Erosion Coefficient

حالتهاي بررسي شده در تغيير پارامترها - 2جدول

Page 7: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

7

به طور 2براي ايستگاه شماره ميزان جرم رسوب در بستر به عنوان شاخصهاي رسوبگذاري نمودارهاي غلظت رسوبات معلق، ضخامت بستر و تغيير چنداني در 7تا 07/0با افزايش تنش برشي بحراني از .آمده است 7 در شكل تغيير در تنش برشي بحراني در بسترنمونه و به ازاي

% 15تا 10برابر شود رسوبات بستر 100در صورتي كه اين ضريب . است% 10تا 5 وكاهش رسوبگذاري . اي رسوبگذاري مشاهده نمي شودپارامترهبنابراين افزايش اين ضريب تحت تاثير عوامل خارجي بايد قابل مالحظه باشد تا بتواند بر فرايند لخته شدگي رسوبات در ستون . كاهش مي يابد .نمودارها نشان دهنده تغيير بسيار ناچيزي در غلظت رسوبات معلق است .هش رسوبگذاري موثر باشدآب، جهت كا

غلظت رسوبات معلق-الف

ضخامت بستر-ب

جرم رسوب بستر -ج

به ازاي تغيير در سرعت ته نشيني نمودارهاي غلظت رسوبات معلق، ضخامت بستر وميزان جرم رسوب در بستر - 6شكل

Page 8: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

8

به طور نمونه و به 2 براي ايستگاه نمودارهاي غلظت رسوبات معلق، ضخامت بستر و ميزان جرم رسوب در بستر به عنوان شاخصهاي رسوبگذاري تر رسوب ته نشين شده كاهش با افزايش ضريب فرسايش يا تنش برشي بس .نشان داده شده است 8 شكلتغيير در ضريب فرسايش در بستر درازاي

بيشترين تاثير اين تغييرات در پارامترهاي بستر است ودر غلظت رسوبات معلق . پيچ كانال اين كاهش بيشتر مي شودبا حركت به سمت . مي يابد .تغيير چنداني مشاهده نمي شود

غلظت رسوب معلق-الف

ضخامت بستر- ب

جرم رسوب بستر-ج

ازاي تغيير در تنش برشي بحراني نمودارهاي غلظت رسوبات معلق، ضخامت بستر وميزان جرم رسوب در بستر به - 7شكل

Page 9: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

9

نتيجه گيري در خليج فارس و خليج بوشهر و به خصوص كانال دسترسي بوشهر مورد بررسي قرار گرفته وي جريان و انتقال رسوب حل عددي الگ -1

نتايج شامل الگوي جريان در نقاط مختلف دامنه و انتقال رسوب در خليج فارس و خليج بوشهر و نيز انتقال و جابجايي رسوب در . استنتايج اين تحقيق به صورت خالصه در . مل موثر در انتقال رسوب در كانال مورد بررسي قرار گرفتدر نهايت عوا. كانال دسترسي است .موارد زير آمده است

كاهشي در 1به 5ضريب سرعت ته نشيني از با كاهش 2زاي تغييرات در ضريب انتقال رسوب در ستون آب، در ايستگاه شمارهبه ا -2در 8به 5در حالت سوم كه مربوط به افزايش سرعت ته نشيني از . در مقدار ضخامت رسوب بستر مشاهده شد% 20تا 15حدود

اين تغييرات در مقدار جرم رسوبات بستر نيز مشاهده .داشته است %10فزايشي نزديك به محدوده كانال مي باشد، مقدار رسوبگذاري ادر اين ايستگاه تغيير پارامترهاي مربوط به تغيير سرعت ته نشيني، در غلظت رسوبات معلق تاثير چنداني ندارد ولي به طور . مي شود

مي % 30با افزايش چشمگيري همراه است كه در حدود 5ستگاه اين وضعيت در اي. كلي باعث افزايش مقدار رسوبات بستر مي شود .باشد

دامنه تغييرات بيشتر است ومقدار كاهش در ته نشيني نيز نسبت به نقاط ديگر بيشتر كه مربوط به پيچ كانال است، 7در ايستگاه شماره -3 .مي باشد

ناچيز ونزديك رسوبگذاريمقدار تغييراتنش برشي بحراني مشاهده مي شود كه با افزايش ت 2در نمودارهاي مربوط به ايستگاه شماره -4 . است %5به

غلظت رسوب معلق-الف

ضخامت بستر- ب

رسوب بسترجرم-ج

نمودارهاي غلظت رسوبات معلق، ضخامت بستر وميزان جرم رسوب در بستر به ازاي تغيير در ضريب فرسايش بستر -8شكل

Page 10: بررسی عوامل موثر بر انتقال رسوب در کانال جزر ومدی (دسترسی) خلیج بوشهر به کمک مدلسازی عددی الگوی جریان

10

اين . بيشتر است% 10ودر حدود .زياد نيست 2نيز وضعيت فوق وجود دارد واين كاهش در ته نشيني مانند ايستگاه 5شماره در ايستگاه -5 .بيشتر است 5و2از مقدار آن در ايستگاه 10مقدار براي ايستگاه شماره

هر چه به پيچ كانال نزديكتر مي شويم اثر اين تغيير بيشتر .افزايش تنش برشي بستر مقدار رسوب ته نشين شده در آن كمتر مي شودبا -6 .در مقدار ته نشيني رسوب به وجود آمده است%15يا 10كاهشي در حدود 7مي شود به طوريكه در ايستگاه شماره

ستر وتنش برشي بستر تاثيري بر غلظت رسوبات معلق در آب به وجود نمي آيد زيرا اين با تغيير در هر دو حالت تنش برشي بحراني ب -7از نظر فيزيكي دو تغيير اخير معادل با تغيير دادن، شكل فيزيكي بستر، ويا تغيير در پوشش گياهي . ضرايب مربوط به بستر مي باشند

.آن مي باشد

منابعدر اندازه گيريهاي دريايي و رسوب در بندر بوشهر، شركت جهاد تحقيقات آب و انرژي وسازمان بنادر نتايج وآمار ارائه شدهگزارش - ]1[

. 1379ودريانوردي،

[2] -DHI Software, MIKE 21 & MIKE 3 flow model FM manual, Hydrodynamic and Transport module, scientific documentation, DHI Water & Environment.2007. [3] -Ulrik, L., Morten, P., ‘‘Modeling of cohesive sediment transport in a tidal lagoon—an annual budget‘‘, Marine Geology 218.2005

1384بندر بوشهر، گزارش نهايي، مطالعات مدلسازي رياضي - ]4[ پايان نامه دكتري."گذاري در يك كانال جزرومدي بررسي مكانيزم رسوب"1385آزادبخت،زهرا، - ]5[

[5] -LeoC.vanrign, principal of fluid flow and surface waves in rivers, estuaries, seas and oceans, 1990