مطالعه مکانیسم تجمع و آبشستگی رسوبات در اطراف موج شکن بندر جاسک به کمک مدل عددی وتاثیر آن بر کارایی بندر

در مهندسی سواحل اثر امواج و جریانهای دریایی در درجه اول اهمیت قرار دارد. امواج و جریان ها عامل مهمی در تعیین هندسه سواحل و فرسایش وترسیب در اطراف سازه های دریایی محسوب می گردند. اهمیت موضوع فوق باعث شده که امروزه متخصصان امر در پی بهترین روش مطالعه یعنی اجرای مدلهای عددی بر روی حوزه های کوچک و وسیع آبی برای پیش بینی شرایط آینده باشند. در این تحقیق برای مطالعه نحوه رسوبگذاری و فرسایش در اطراف بندرجاسک از روش عددی حجم محدود با استفاده از مدل نرم افزاری mike 21/3 coupled model fmاستفاده گردیده است. الگوی انتشار امواج به کمک تکنیک کاملا طیفی(fully spectral formulation) در مدول sw و جریانهای کرانه ای و جزرومد در مدل هیدرودینامیک hd به کمک آخرین داده های جمع آوری شده شبیه سازی شده است. در نهایت تاثیر احداث موج شکن بر الگوی جریان ها و نرخ انتقال رسوب در منطقه مورد مطالعه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. شهرستان جاسک در جنوب ایران و در شرق استان هرمزگان و تنگه هرمز واقع شده و از سمت جنوب و غرب به دریای عمان ، از شرق به شهرستان چاه بهار و از شمال به کهنوج و شهرستان میناب محدود می گردد . و در مختصات جغرافیایی ?57?46 طول شرقی و ?25?38 عرض شمالی قرار دارد. دیتای موج و باد ورودی موسسات معتبر مختلفی در سالهای مختلف، اطلاعاتی را از شرایط امواج دور از ساحل در منطقه مورد نظر، ارائه کرده اند که برخی موارد با یکدیگر مغایرند. که پس از بررسی 4 دیتای مختلف به نامهای دیتای موسسه هواشناسی انگلستان ، آمار باد ایستگاه سینوپتیک جاسک ، اطلاعات ماهواره ای quick scat،نهایتاً آمار ارائه شده توسط سازمان بنادر و کشتیرانی به دلیل ارائه اطلسی بومی از ابهای ایران انتخاب شد. این اطلس که شامل اطلاعات امواج (ارتفاع،پریود و... )و دیتای باد ناحیه در یک بازه 11ساله می باشد که توسط نرم افزار مایک و اطلاعات اندازه گیری شده برای دریای خزر و عمان و خلیج فارس در فواصل 7.5 دقیقه عرض جغرافیایی و2.25 دقیقه طول جغرافیایی تهیه گردیده است . و بوسیله اطلاعات ایستگاههای سینوپتیک و داده های ماهواره ایtopex و quikscat اصلاح شده است همچنین فاصله زمانی دیتا ها 6 ساعت می باشد. مدلسازی mike 21 sw شامل یک مدل تولید کننده موج – باد طیفی مبتنی بر مشهای بدون ساخت می باشد . این مدل رشد ، زوال و انتقال امواج ناشی از باد و دورآ را در مناطق ساحلی و فراساحلی شبیه سازی می کند . مشهای محاسباتی منطقه در 3 سایز متفاوت انتخاب گردید که در جدول1 ابعاد در نظر گرفته شده برای هر قسمت ذکر گردیده است. جدول1- ابعاد مش ها دور از ساحل نزدیک ساحل اطراف بندر 100~1000 10~70 10~35 فاصله تغریبی گره ها(متر) 500000 2500 500 حداکثر مساحت مش(مترمربع) در این تحقیق شرایط مرزی مرز دور ازساحل به صورت وارد کردن طیف انرژی امواج 11 ساله سازمان بنادر به مدل و متغیر در زمان و ثابت در مکان لحاظ گردیده است. همچنین شرایط امواج در مرزهای جانبی به صورت متقارن در نظر گرفته شده است . مدولhd می تواند تغییرات سطح آب و جریانها را در هر مکان از منطقه مورد مطالعه بررسی نمود. ابعاد و محدوده مدل منطقه ای به محل قرار گیری مرز و وجود اطلاعات مرزی مدل بستگی خواهد داشت.با توجه به تمام این نکات و شرایط لازم برای محدوده مدل sw،محدوده مدلسازی صورت گرفته است . سه مرز باز مدل بوسیله تراز آب بصورت متغیر در زمان،ثابت در مکان مشخص گردیده اند. اطلاعات مربوط به جزر و مد در محدوده جاسک در طول دو سال 2006 و 2007 از سازمان نقشه برداری تهیه گردید . مدول st ابزاری است جهت دستیابی به نرخ انتقال رسوبات ماسه ای و تغییرات تراز بستردر محدوده ای که تحت تاثیر جریانها قرار دارد در مدول st دو فرمول بندی متفاوت جهت محاسبه نرخ انتقال رسوبات ماسه ای حاصل از جریانهای کرانه ای در شرایط هیدرودینامیکی وجود جریان و موج بکار گرفته شده است که عبارتند از: • فرمول بندی stp جهت محاسبه نرخ انتقال بار کل • فرمول بندی bijker جهت محاسبه نرخ انتقال بار کل ( شامل بار بستر و بار معلق ) طبق مطالب مندرج در طرح مطالعات اولیه شرکت مشاور سازنده بندر،دانسیته رسوبات 2.75 ، دمای آب 25 درجه،اندازه متوسط دانه رسوبات ) ( 0.1میلیمتر، ضریب دانه بندی رسوبات 1.85 و تخلخل 0.4 در نظر گرفته شد. همچنین مقدار تغییرات از جهت ترسیب و فرسایش در 8 مکان مشخص در اطراف بازوهای موج شکن و ورودی آن اندازه گیری شده است. در این مدلسازی اثر همزمان امواج و جریان ها لحاظ گردیده است. و 24 ساعت اولیه مدول های sw و hd بدلیل از بین بردن خطای زمان گرم شدن مدل حذف گردیده و اجرای مدول st ،24 ساعت پس از آغاز اجرای دو مدول دیگر آغاز می گردد. در شکل 1 محدوده مدل شده و مشبندی صورت گرفته برای منطقه مورد مطالعه نشان داده شده است. شکل1- مدلسازی موج شکن منطقه و مش بندی صورت گرفته جمع بندی به نظر می رسد که تا پیش از احداث اسکله در دماغه جاسک ، دامنه پراکندگی رسوبات متفرق شده در محدوده دماغه به سمت سواحل خلیج غربی کشیده می شده ونیز رسوبات بادی انتقال یافته به این محدوده در اثر پدیده های مختلف دریای به سمت آبهای عمیق تر یا سواحل شمالی خلیج جابجا می شدند. بعد از احداث سازه با به وجود آمدن فضایی مثلثی شکل وکاملا آرام واقع بین بازوی اصلی موج شکن و ساحل شمالی دماغه جاسک ، بیشتر رسوبات در این ناحیه محبوس شده وبه همین دلیل انبوهی از رسوبات انباشته شده در محل مشاهده می شود.پیشروی خط ساحلی در پشت اسکله علیرغم کاهش در سرعت ، تا سالیان اخیر ادامه نیز ادامه یافته که این خود نشانگر وجود منبع (یا منابعی) قابل دسترس جریانات ساحلی در منطقه می باشد.