16315

16315

مطالعه بر روي نرخ انتقال رسوب كرانه اي ذرات درشت‌دانه در منطقه شكست

كارشناسي ارشد

مهندسي سواحل

اسفندماه 1394

دكتر عباس يگانه بختياري

عمران

چكيده يكي از مهم‌ترين پارامترها در مديريت سواحل، طراحي سازه‌هاي ساحلي و بهره‌مندي از آن‌ها و همچنين نگهداري، توسعه و گسترش سواحل و سازه‌هاي ساحلي انتقال رسوب كرانه‌اي است. بنابراين شناخت انتقال رسوب كرانه‌اي فرآيندي بسيار حياتي است. در اين پايان‌نامه در ابتدا پارامترهاي مؤثر بر نرخ كلي انتقال رسوب كرانه‌اي موردبررسي قرارگرفته و اهميت هر يك از اين پارامترها در قالب شرايط هيدروديناميكي و مشخصات رسوب طبقه‌بندي‌شده است. سپس به معرفي پارامترهاي بي‌بعدي كه مي‌تواند شرايط هيدروديناميكي و مشخصات رسوب را به‌خوبي نشان دهد پرداخته‌شده و ميزان تأثير هر يك از آن‌ها به تفكيك موردبررسي قرارگرفته است. در اين تحقيق دو مدل براي تخمين ميزان انتقال رسوب كرانه¬اي درشت¬دانه ارائه‌شده است. مدل اول، مدل اصلاح‌شده رابطه بايرام (2007) و مدل دوم نيز، مدل جديدي با ارائه پارامترهاي مؤثر بر نرخ انتقال رسوب كرانه‌اي است. در مدل اول مدل‌سازي انتقال رسوب با در نظرگيري چندين حالت با ورودي‌هاي مختلف انجام‌شده كه در اين مدل پارامترهاي بدون بعد نظير عدد دين، پارامتر شيلدز، نسبت سرعت برشي به‌سرعت ته‌نشيني ذرات رسوب و نسبت ارتفاع موج شكسته به‌اندازه متوسط ذرات رسوبات به‌عنوان پارامترهاي ورودي و ضريب انتقال به‌عنوان تنها پارامتر خروجي مسئله موردبررسي قرارگرفته است. با بررسي وابستگي پارامترهاي ورودي مدل M5’ نسبت به يكديگر و محاسبه‌ي شاخص‌هاي اندازه‌گيري خطا در رابطه‌ي ارائه‌شده، رابطه‌ي دربردارنده‌ي پارامتر شيلدز به‌عنوان دقيق‌ترين رابطه براي محاسبه نرخ انتقال رسوب كرانه‌اي ذرات درشت‌دانه معرفي گرديده كه پارامتر شيلدز معياري مناسب براي تعيين حالت انتقال رسوبات نيز هست. در مدل دوم نيز با استفاده از پارامترهاي مؤثر بر انتقال رسوب كرانه‌اي نظير ارتفاع شاخص موج شكست، دوره‌ي تناوب طيفي موج، زاويه موج، شيب بستر ساحل، متوسط اندازه ذره رسوب در آب، شتاب ثقلي و چگالي دانه رسوب به‌عنوان پارامترهاي ورودي و نرخ انتقال رسوب كرانه‌اي به‌عنوان تنها پارامتر خروجي در نظر گرفته‌شده است. در پايان نيز با بررسي مدل‌هاي ساخته‌شده با مدل‌هاي گذشته انتقال رسوب كرانه‌اي مقايسه و مشخص گرديده كه مدل‌هاي ساخته‌شده از دقت كافي در برآورد نرخ انتقال رسوب كرانه‌اي براي ذرات درشت‌دانه برخوردار هستند. به اين صورت كه دقت مدل¬هاي توليد شده در اين تحقيق، هم مدل اصلاح شده¬ي بايرام براي ذرات درشت¬دانه و هم مدل ساخته شده¬ي جديد، در مقايسه با مدل¬هاي گذشته انتقال رسوب كرانه¬اي درشت¬دانه افزايش چشم¬گيري داشته است. به عبارت ديگر در مدل اصلاح شده بايرام براي ذرات درشت¬دانه نسبت به مدل ميل همنس (2013)، كه در مقايسه با بقيه¬ي مدل¬هاي پيشين بهترين نتايج را پيش¬بيني مي¬كرده، مشخصه¬هاي خطاي آن به مراتب بهبود يافته است. به اين¬صورت كه در پارامتر باياس ( ) ميزان خطا به مقدار 50 درصد، در پارامتر ريشه ميانگين مربع خطاها ( ) ميزان خطا به مقدار 26 درصد ،در پارامتر شاخص پراكندگي ميزان خطا به مقدار 9 درصد و در پارامتر فاكتور همبستگي ميزان خطا به مقدار 13.5 درصد بهبود داشته است. همچنين در مدل ساخته شده جديد ذرات درشت¬دانه نسبت به مدل ميل همنس (2013) نيز مشخصه‌هاي خطاي آن به مراتب بهبود يافته است. به اين¬صورت كه در پارامتر باياس ( ) ميزان خطا به مقدار 66 درصد، در پارامتر ريشه ميانگين مربع خطاها ( ) ميزان خطا به مقدار 171 درصد ،در پارامتر شاخص پراكندگي ميزان خطا به مقدار 20 درصد و در پارامتر فاكتور همبستگي ميزان خطا به مقدار 16 درصد بهبود داشته است. با توجه به آنچه كه در بالا گفته شد هر دو مدل توليد شده به خوبي ميزان برآورد نرخ انتقال رسوب كرانه¬اي براي ذرات درشت¬دانه را بهبود بخشيده اند. لذا مي¬توان گفت هدف اين پايان¬نامه كه ارائه¬ي رابطه¬اي ساده و دقيق در برآورد انتقال رسوب كرانه¬اي ذرات درشت¬دانه بوده تا حد قابل قبولي برآورده شده است. واژه‌هاي كليدي: انتقال رسوب كرانه‌اي، رسوبات درشت‌دانه، منطقه‌ي شكست، مدل درختي M5’ ، ماسه درشت‌دانه و شن و ريگ

1395/10/28

1/1/1900 12:00:00 AM