16232

16232

جابه‌جايي تل‌ماسه‌ها ناشي از انتقال رسوب عمود بر ساحل؛ مطالعه‌ي موردي سواحل نوشهر

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش مهندسي سواحل، بنادر و سازه‌هاي دريايي

آبان 1395

دكتر سيادت موسوي

عمران

تل‌ماسه‌ها، از ويژگي‌هاي مهم ريخت‌شناسي سواحل، موثر بر امواج و جريانات ناحيه‌‌ي نزديك ساحل بوده و همچنين ساحل را از حمله‌ي امواج محافظت مي‌كنند. پيشروي امواج در ناحيه‌ي خيزاب ساحلي ، شكست آنها بر روي تل‌ماسهها و همچنين جريانات ايجاد شدهي ناشي از آن سبب انتقال رسوب و در نتيجه تغييرات مورفولوژيكي سواحل ميگردد. پيش‌بيني اثر امواج بر تغييرات پروفيل ساحلي، يكي از اهداف اصلي مطالعه‌ي فرآيندهاي ساحلي است. مدل‌سازي عددي از ابزارهاي قدرتمند و اقتصادي در اين مطالعات بوده و جهت ارزيابي گزينه‌هاي مختلف طراحي و مديريتي در مهندسي سواحل مورد استفاده قرار مي‌گيرد. انتقال رسوب عمود بر ساحل از جمله عوامل موثر در فرسايش و رسوب‌گذاري در نواحي ساحلي و در نتيجه تغييرات شكل پروفيل ساحل است. علاوه بر آن، در تغذيه‌ي سواحل، جا‌به‌جايي آلاينده‌هاي محصور در رسوبات و همچنين زندگي گياهان و جانوران منطقه موثر است. در اين پايان‌نامه، جابه‌جايي تل‌ماسه‌ها ناشي از انتقال رسوب عمود بر ساحل مورد مطالعه قرار گرفته و نتايج حاصل با داده‌هاي ميداني برداشت شده مقايسه شده‌است. داده‌هاي ميداني مورد استفاده در اين پايان نامه، در دوره‌ي زماني سيزده روزه، در فصل زمستان و در منطقه‌ي نوشهر برداشت شده‌است. اين برداشت‌ها پارامترهاي هيدروديناميكي منطقه ، داده‌هاي عمق‌سنجي و نمونه‌هاي رسوب بستر را شامل مي‌شود. مدل‌سازي بر روي پروفيل عمود بر ساحل به صورت يك بعدي انجام شده‌است. بدين منظور با استفاده از مدل طيفي SWAN مدل‌سازي موج با خطاي مجذور ميانگين مربعات متوسط برابر 0/09 متر براي ارتفاع مشخصه‌ي موج در محدوده‌ي ايستگاه‌هاي اندازه‌گيري از عمق 4/7 تا 2/2 متر صورت گرفته است. سپس سرعت جريان موازي ساحل ناشي از موج با حل معادله‌ي تعادل مومنتوم موازي ساحل و با استفاده از كدنويسي در نرم افزار MATLAB مدل‌سازي شده‌است. خطاي مجذور ميانگين مربعات نتايج حاصل از اين مدل‌سازي در دو طوفان رخ داده در دوره‌ي برداشت به ترتيب برابر 0/0775 و 0/0680 متر بر ثانيه بوده است. در آخرين مرحله‌ي مدل‌سازي نرخ انتقال رسوب عمود بر ساحل با استفاده از مدل مبتني بر انرژي بگنولد-بوون و بيلارد تخمين زده شده و نتايج آن با مدل پلنت و همكاران (2001) كه خود مدلي مبتني بر مدل بگنولد است مقايسه شده‌است. سپس تغييرات شكل بستر با حل معادله‌ي پايستگي جرم در جهت عمود بر ساحل مدل‌سازي شده‌است. خطاي مجذور ميانگين مربعات پيش‌بيني تغيير شكل بستر در مقايسه با برداشت‌ها با استفاده از مدل بگنولد-بوون و بيلارد براي تخمين نرخ انتقال رسوب حدود 0/17 متر و با استفاده از مدل پلنت و همكاران (2001) براي تخمين نرخ انتقال رسوب برابر 0/19 متر بوده است. با اختلاف كم مي‌توان گفت مدل بگنولد-بوون و بيلارد در پيش‌بيني نرخ انتقال رسوب در مقايسه با مدل پلنت و همكاران (2001) موفقيت‌آميزتر بوده است. واژه‌هاي كليدي: انتقال رسوب، تل‌ماسه، موج، جريان، مدل‌سازي عددي.

1395/10/06

1/1/1900 12:00:00 AM

Sandbars, of important properties of coastal morphological features, influence the nearshore wave an​d current regime an​d protect the coast against severe waves. Wave induced currents, a result of wave breaking in surf zone, transports sediments an​d changes morphological features of beaches. One of the main objectives of coastal studies is to forcast wave effects on beach profile changes. Numerical modeling is used as a strong an​d economic method for assessing different design an​d management options in these studies. Cross shore sediment transport is one of the effective factore in erosion an​d sedimentation, so beach profile changes, in coastal areas. Furthermore, sandbar migration due to cross shore sediment transport mostly effects beach nourishment, displacement of pollutions trapped in sediments, an​d organism an​d plants’ lives. In this thesis, sandbar migration due to cross shore sediment transport is studied an​d results have been compared to field data. Field data used here have been measured at winter in a thirteen day period, at Noshahr coasts, Iran. They include hydrodynamic parameters, bathymetric data, an​d bed sediment samples. One dimentional cross shore transect has been simulated. Significant wave height (Hs) has been modelled using SWAN third generation model with average root mean squre error of 0.09 between stations located in the depth of 4.7 m to 2.2 m. Long shore wave induced current has been simulated by solving alongshore momentum equilibrium equation using MATLAB software. Root mean square errors of modelled long shore current velocity are 0.0775 an​d 0.0680 during the first an​d second storm occurred during data casting, respectively. At last, cross shore sediment transport rate has been estimated using BBB energetic model, an​d results has been compared to the model used in Plant et al. (2001), which itself is an energetic model based on BBB. Afterward bathymetric changes has been forcasted by solving cross sore mass conservation equation. Root mean square error of modelling bathymetric changes using BBB model for sediment transport is about 0.17 an​d using Plant et al.’s (2001) model for sediment transport is 0.19. Narrowly we can say BBB model has been more successful in estimating sediment transport rate compared to the model used in Plant at al. (2001). Keywords: Sediment transport, Sandbar, Wave, Current, Numerical modelling.