خانه / فنی و مهندسی / عمران / دانلود پایان نامه با عنوان تغییرات خط ساحل دریای خزر با استفاده از مدل ریاضی (مطالعه موردی بندر امیرآباد)

دانلود پایان نامه با عنوان تغییرات خط ساحل دریای خزر با استفاده از مدل ریاضی (مطالعه موردی بندر امیرآباد)

تغییرات خط ساحل دریای خزر با استفاده از مدل ریاضی (مطالعه موردی بندر امیرآباد)

 

 

چکیده

سواحل دریاها بدون دخالت­های انسانی، پایداری طبیعی خود را حفظ نموده و علیرغم تغییرات کوتاه مدت، نهایتاً با یک محیط زیست سالم ساحلی مواجه هستیم. منطقه امیرآباد مازندران طی سال­های اخیر با تحولات توسعه­ای از جمله احداث بندر امیرآباد همراه بوده و لذا تغییرات خط ساحل این منطقه در سال­های اخیر، هم ناشی از نوسانات دریا و هم حاصل احداث سازه در منطقه می­باشد. سواحل منطقه امیرآباد به دلیل احداث تأسیسات بندری از وضعیت تعادل و پایداری خارج شده و در سواحل بالادست­(ضلع غربی)و پایین­دست­(ضلع شرقی) به ترتیب رسوبگذاری و فرسایش دیده می­شود. منطقه ویژه اقتصادی امیرآباد در سه فاز طراحی شده، که در مجموع با داشتن ۳۴ پست اسکله در آینده نزدیک به بزرگترین و مهمترین بندر حاشیه دریای مازندران تبدیل می­گردد. با توجه به اینکه بندر امیرآباد در حال توسعه بوده، شناختی کاربردی و مناسب از مشخصات این منطقه امری ضروری است. به دلیل هزینه بالای برداشت­های دریایی به صورت گسترده، امروزه با بالارفتن سرعت پردازش رایانه­ها و نیز رشد روش­های عددی برای حل معادلات حاکم بر فیزیک مسأله، معمولاً جهت پیش­بینی خصوصیات پدیده­های هیدرودینامیکی از شبیه­سازی عددی استفاده می­گردد. در این تحقیق، با توجه به اطلاعات باد و موج دوره زمانی ۱۱ ساله مربوط به سال­های ۱۹۹۲ تا ۲۰۰۳، به بررسی امواج و جریان­های ناشی از آنها در محدوده بندر امیرآباد با استفاده از مدول­های SW  و  HD  نرم­افزار MIKE 21  پرداخته شده و بر اساس جریان­های کرانه­ای، نرخ انتقال رسوب کرانه ناشی از موج در این منطقه تعیین گردیده است. بر اساس نتایج مدل جریان، الگوی غالب جریان از سمت غرب به شرق و بر عکس می­باشد. به تبعیت الگوی جریان، انتقال رسوب در منطقه نیز از سمت غرب به شرق و بر عکس می­باشد. نرخ انتقال رسوب در مدل دو بعدی حدود ۱۰۰۰ متر­مکعب از سمت غرب به شرق و حدود ۵۰۰ مترمکعب از سمت شرق به غرب در یک سال می­باشد. بر اساس شواهد تصاویر  ماهواره­ای و بررسی تحقیقات گذشته، پتانسیل نرخ انتقال در سمت غرب تأمین می­گردد و لذا پتانسیل سمت شرق برآورد نمی­گردد.

با توجه به میزان نشست رسوب، توقع می‏رود تا ده سال آینده ظرفیت حجم رسوب در پشت بازوی غربی پر نگردد و از این حیث نگرانی کوتاه­مدت وجود ندارد. جهت مرتفع نمودن این مشکل در بلند مدت می­توان از لایروبی و یا ساخت رانه رسوب­گیر استفاده کرد. در این پروژه، با احداث یک رانه رسوب­گیر در امتداد بازوی غربی، به رفع مشکل پرداخته شده، که با توجه به نرخ نشست سالیانه حدود ۱۵۰۰ متر­مکعب در سال حدود ۲۰۰ سال مشکل انتقال در سمت غرب بندر امیرآباد مرتفع  می­گردد.

واژه­های کلیدی : بندر امیرآباد ، باد و موج ، رسوب و فرسایش ، مایک ۲۱

 

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه ۷

۱-۱- مقدمه. ۸

۱-۲- بیان مسئله تحقیق.. ۹

۱-۳- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق.. ۱۰

۱-۴- نوآوری تحقیق.. ۱۲

۱-۵- اهداف تحقیق.. ۱۲

۱-۶- فرضیات تحقیق و محدودیت­ها ۱۳

۱-۷- روش­شناسی تحقیق.. ۱۴

۱-۸- ساختار فصول پایان­نامه. ۱۵

فصل دوم : تعاریف و مروری بر منابع  ۱۷

۲-۱- مقدمه. ۱۸

۲-۲- تعاریف… ۱۸

۲-۲-۱- محیط ساحلی.. ۱۸

۲-۲-۲- امواج ثقلی سطح.. ۱۸

۲-۲-۳- انرژی موج.. ۱۸

۲-۲-۴- توان موج.. ۱۹

۲-۲-۵- انعکاس موج.. ۱۹

۲-۲-۶- اثرات باد. ۱۹

۲-۲-۷- تنش تشعشعی.. ۲۰

۲-۲-۸- امواج ایستا ۲۰

۲-۲-۹- شکست موج.. ۲۰

۲-۲-۱۰- انکسار موج.. ۲۲

۲-۲-۱۱- تفرق موج.. ۲۲

۲-۲-۱۲- سرعت گروه موج.. ۲۲

۲-۲-۱۳- تسونامی.. ۲۳

۲-۲-۱۴- جریان‌های ساحلی.. ۲۳

۲-۲-۱۵- فرآیندهای ناحیه ساحلی.. ۲۳

۲-۲-۱۶- نیمر‌خ ساحلی و تغییرات آن.. ۲۴

۲-۲-۱۷- نیمرخ تابستانی ونیمرخ زمستانی.. ۲۴

۲-۲-۱۸- سازه‌های عمود بر ساحل. ۲۴

۲-۲-۱۹- سازه­های موازی ساحل. ۲۶

۲-۲-۲۰- احیاء ساحل و تخلیه رسوب.. ۲۶

۲-۲-۲۱- مبانی نظری.. ۲۷

۲-۳- مروری بر ادبیات موضوع.. ۲۷

فصل سوم: روش تحقیق ۳۴

۳-۱- مقدمه. ۳۵

۳-۲- معرفی نرم­افزار. ۳۵

۳-۲-۱- مدول­های نرم­افزار مایک ۲۱٫٫ ۳۶

-۲-۲-۳ قابلیت­های نرم­افزار مایک ۲۱٫٫ ۳۷

۳-۳- مراحل اجرای مدل و معادلات بکار رفته در مدول­ها ۳۹

۱-۳-۳- مدل­سازی انتشار امواج- مدول SW… 40

3-3-1-1- معادلات پایه در مدل sw…………………………………………………………………………………………….43

3-3-1-2- معادلات پایستگی کنش موج………………………………………………………………………………………….۴۳

۳-۳-۱-۳- توابع مربوطه به چشمه……………………………………………………………………………………………………۴۴

۳-۳-۱-۴- ورودی باد………………………………………………………………………………………………………………………..۴۴

۳-۳-۱-۵- تشکیل سپیدک رأس موج………………………………………………………………………………………………۴۵

۳-۳-۱-۶- اصطکاک بستر………………………………………………………………………………………………………………..۴۶

۳-۳-۱-۷- شکست موج……………………………………………………………………………………………………………………۴۹

۳-۳-۱-۸- شرایط مرزی…………………………………………………………………………………………………………………۵۰

۳-۳-۲- مدول هیدرودینامیک (HD  ). ۵۰

۳-۳-۳- مدول انتقال رسوب ( ST ). 53

3-4- منطقه مورد پژوهش… ۵۸

۱-۴-۳- جغرافیای خزر. ۵۸

۳-۴-۲- موقعیت بندر امیرآباد. ۵۹

۳-۵- مشخصات باد و موج منطقه. ۶۳

۳-۶- مشخصات توپوگرافی و عمق­نگاری منطقه. ۶۶

فصل چهارم: نحوه برپایی و اجرای مدل­ها ۷۱

۴-۱- مدل­سازی انتقال موج از آب عمیق تا  محدوده­ی مطالعاتی بندر. ۷۲

۴-۲- تعیین گام زمانی حل معادلات.. ۷۵

-۳-۴ ضرایب ثابت مدل­سازی.. ۷۵

۴-۴- اجرای مدل و خروجی­های نرم­افزار. ۷۶

۴-۵-  بحث ونتیجه­گیری ازخروجی مدل­ها ۷۷

۴-۵-۱- خروجی مدل موج و جریان.. ۷۷

۲-۵-۴- نتایج خروجی مدل رسوب.. ۸۸

۴-۵-۲-۱- پتانسیل انتقال رسوب از غرب به شرق…………………………………………………………………………..۸۸

۴-۵-۲-۲- پتانسیل انتقال رسوب از شرق به غرب…………………………………………………………………………..۹۰

۴-۵-۲-۳- پتانسیل انتقال رسوب در دهانه بندر……………………………………………………………………………….۹۲

۴-۶- بررسی شواهد میدانی و تحقیقات گذشته. ۹۴

-۱-۶-۴ ارزیابی نحوه جابجایی خطوط ساحلی از سال ۱۳۴۵ تا سال ۱۳۸۳٫٫ ۹۴

۴-۶-۲- ارزیابی نحوه جابجایی خطوط ساحلی از سال ۱۳۸۳  تا سال ۱۳۹۱٫٫ ۹۸

فصل پنجم: نتیجه گیری وپیشنهادها ۱۰۱

۵-۱- بحث و نتیجه­گیری.. ۱۰۲

۵-۲- پیشنهادات و راهکارها ۱۰۴

 

5-2-1- پیشنهادات.. ۱۰۴

۲-۲-۵- راهکارها ۱۰۵

منابع  ۱۰۷

فهرست شکل­ها

شکل (‏۲‑­۱) طیف نمونه انر‍‍‍ژی موج اقیانوسی.. ۱۹

شکل (‏۲‑۲) نحوه تشکیل امواج ایستا ۲۰

شکل (‏۲‑۳) رده بندی شکست موج.. ۲۲

شکل (‏۲‑۴) آبشکن­های عمود بر ساحل. ۲۵

شکل (‏۲‑۵) موج­شکن­های موازی ساحل. ۲۶

شکل (‏۲‑۶) موقعیت بندر امیرآباد در سواحل جنوب شرقی دریای خزر. ۳۰

شکل(‏۳‑۱) موقعیت بندر امیرآباد در سواحل جنوب شرقی دریای خزر. ۵۹

شکل( ‏۳‑۲) بندر امیرآباد. ۶۱

شکل (‏۳‑۳) طرح توسعه بندر امیرآباد. ۶۲

شکل (‏۳‑۴) نمایش گل­موج آب عمیق در ناحیه مرزی.. ۶۴

شکل( ‏۳‑۵) نمایش سری­زمانی موج آب عمیق در ناحیه مرزی.. ۶۴

شکل (‏۳‑۶) نمایش گل­باد در آب عمیق در ناحیه مرزی.. ۶۵

شکل (‏۳‑۷)نمایش سری­زمانی باد در آب عمیق در ناحیه مرزی.. ۶۶

شکل (‏۳‑۸) عمق آب در حوالی بندر و فراساحل. ۶۷

شکل (‏۳‑۹) نقشه عمق­نگاری با مقیاس ۱:۵۰۰۰٫ ۶۸

شکل (‏۳‑۱۰) عمق­نگاری در محدوده بندر. ۶۹

شکل (‏۴‑۱) نحوه ساختار شبکه­بندی عمق­نگاری جهت انتقال موج.. ۷۴

شکل (‏۴‑۲) نحوه ریزشدن شبکه­بندی عمق­نگاری در محدوده بندر. ۷۴

شکل (‏۴‑۳) موقعیت استخراج مشخصات موج از ناحیه آب عمیق تا محدوده بندر. ۷۸

شکل (‏۴‑۴) الف تا ی ،گل­موج­های استخراج شده از ناحیه آب عمیق تا محدوده بندر. ۷۹

شکل (‏۴‑۵) سری­زمانی مشخصات موج استخراج شده از ناحیه آب عمیق تا محدوده بندر. ۸۴

شکل (‏۴‑۶) لف و ب نمونه­هایی از الگوی انتشار جریان از شرق به غرب در محدوده بندر در سال۱۹۹۶٫ ۸۵

شکل (‏۴‑۷) الف و ب ، نمونه­هایی از الگوی انتشار جریان از غرب به شرق در  محدوده بندر در سال ۱۹۹۶  ۸۷

شکل (‏۴‑۸) مقطع عمود بر ساحل غربی محدوده بندر. ۸۹

شکل (‏۴‑۹) نرخ انتقال رسوبات عبوری از مقطع عمود بر ساحل غربی محدوده بندر. ۸۹

شکل (‏۴‑۱۰) مقطع عمود بر ساحل شرقی محدوده بندر. ۹۱

شکل (‏۴‑۱۱) نرخ انتقال رسوبات عبوری از مقطع عمود بر ساحل شرقی محدوده بندر. ۹۱

شکل (‏۴‑۱۲) مقطع مقابل دهانه ورودی بندر. ۹۳

شکل (‏۴‑۱۳) نرخ انتقال رسوبات عبوری از مقطع مقابل دهانه بندر. ۹۳

شکل (‏۴‑۱۴) وضعیت تغییرات خط ساحل در منطقه بندر امیرآباد در بازه زمانی ۱۳۴۵ تا ۱۳۸۳   ۹۵

شکل (‏۴‑۱۵) مقایسه تغییرات خط ساحلی در شراط احداث و عدم احداث بندردر بازه زمانی ۱۳۴۵ تا ۱۳۸۳   ۹۷

شکل (‏۴‑۱۶) وضعیت تغییرات خط ساحل در منطقه بندر امیرآباد در بازه زمانی ۱۳۸۳تا ۱۳۹۱ در دو ضلع شرقی و غربی………………………………………………………………………………….. ۹۹

شکل (‏۵‑۱) نمونه ای از اطاله بازوی اصلی بندر امیرآباد جهت ترفیع مشکل انتقال رسوب از سمت غرب به سمت دهانه بندر. ۱۰۳

فهرست جداول

جدول ‏۴‑۱- ارزیابی مختصات نقاط و فاصله آنها از بندر. ۷۷

جدول ‏۴‑۲- ارزیابی تغییرات در ضلع شرقی بندر در بازه زمانی ­۱۳۴۵­ تا ۱۳۸۳٫٫ ۹۶

جدول ‏۴‑۳-­ ارزیابی تغییرات در ضلع غربی بندر در بازه زمانی ۱۳۴۵ تا ۱۳۸۳­ ۹۶

فصل اول:
مقدمه

 

1-1-    مقدمه

سواحل تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند موج، جریان و باد قرار دارند. این عوامل موجب فرسایش و رسوبگذاری در سواحل می­شوند. یکی از مهم‌ترین و مؤثرترین فرآیندهای انتقال رسوب در مناطق ساحلی، انتقال رسوب کرانه‌ای[۱] می‌باشد و بررسی کیفی و کمی این پدیده سبب درک بهتری از رژیم فرسایش و رسوبگذاری در اطراف بندر و سازه‌های ساحلی می­گردد. سرعت و جهت جریان‌های دریایی یکی از اصلی‌ترین پارامترهای هیدرودینامیکی موثر در انتقال رسوب می‌باشند. جریان‌های کرانه‌ای به سبب تأثیرات متقابل موج و بستر دریا، در ناحیه شکست امواج[۲] ایجاد می­گردند. در این ناحیه گرادیان ایجاد­­ شده در تنش‌های برشی سبب تشکیل جریان‌های کرانه‌ای می­گردد، که این جریان‌ها در انتقال بار رسوبی محدوده­ی ساحلی نقش عمده‌ای به عهده دارند. منطقه شکست از لحاظ پدیده­های هیدرودینامیکی، فعالترین ناحیه ساحلی است که در آن انتقال رسوب و تغییرات بستر دریا در اثر امواج شکنا و جریان­های نزدیک ساحل به وقوع می­پیوندد. در نزدیکی ساحل، عمق متغیر آب می­تواند تغییرات عمده­ای در شرایط موج در فاصله کم ایجاد کند. در واقع پارامتر مهم فیزیکی، عمق آبی است که امواج سطحی روی آن حرکت می­کنند. در طبیعت، عمق آب ثابت نیست و در اثر گردباد، خیزش طوفان یا دیگر دلایل، تغییر می­کند. این تغییرات سطح آب، بر الگوی شکست موج تأثیر می­گذارد

قیمت:   ۱۲۰۰۰ تومان

 

فرمت

مطلب مشابه

پایان نامه ارشد با عنوان ماتریس سختی برای یک پی صلب مستطیلی مستقر بر محیط ‌لایه‌ای‌ نیم بینهایت با رفتار ایزوتروپ جانبی

پایان­نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته عمران- سازه ماتریس سختی برای یک پی صلب مستطیلی مستقر …