مدل سازی فرآیندی پاسخ خط ساحلی به موج شکن های مستغرق چندمنظوره

در بحث مدیریت سواحل مسئله حفاظت ساحل از اهمیت زیادی برخوردار است. موج شکن های مستغرق از مهمترین سازه های دریایی هستند که به طور گسترده در سراسر دنیا برای محافظت از ساحل در برابر فرسایش استفاده می شوند. این سازه ها با مستهلک کردن انرژی موج باعث کاهش میزان انرژی رسیده به ساحل می شوند. نوع خاصی از این سازه ها ، موج شکن های مستغرق چندمنظوره می باشد. این سازه ها همزمان با حفاظت از خط ساحلی موجب ایجاد شکست های مناسب برای ورزش موج سواری می گردند. جنبه های کاربرد موج شکن های مستغرق چندمنظوره برای ورزش موج سواری ، در سال های اخیر بطور گسترده ای مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. اما اطلاعات اندکی درمورد پاسخ خط ساحلی به این قبیل سازه ها وجود دارد. نتایج حاصل از مجموعه ای از مدل سازی های عددی انجام گرفته در این مطالعه نشان می دهد که پاسخ خط ساحلی به سازه های مستغرق، مانند موج شکن های مستغرق چندمنظوره، متفاوت از رفتار متناظر آن در برابر موج شکن های نمایان فراساحل می باشد. برخلاف موج شکن های نمایان فرا ساحل که تحت تمامی شرایط محیطی و فیزیکی حاکم بر سازه، موجب احیای ساحل می گردند، الگوی پاسخ خط ساحلی به سازه های مستغرق می تواند بسته به فاصله ی آن از سازه، بین حالت فرسایش یا احیا متغییر باشد. پاسخ خط ساحلی به یک موج شکن مستغرق چند منظوره توسط الگوی جریان های ساحلی شامل جریان رو به ساحل گذرنده از روی تاج سازه، گرادیان تراز سطح آب در امتداد ساحل در قسمت سایه ی سازه و جریا ن های ایجاد شده در طول دو وجه کناری سازه، کنترل می‎شود. در حالتی که سازه در نزدیکی خط ساحلی قرار دارد، یک الگوی چرخشی دو سلولی به همراه جریان های واگرا در امتداد خط ساحلی ایجاد می گردد که در نتیجه ی آن، خط ساحلی دچار فرسایش موضعی می شود. در نقطه ی مقابل در حالتی که موج شکن مستغرق در فاصله ی دورتری از خط ساحلی قرار می گیرد یک الگوی چرخشی چهار سلولی به همراه جریان های همگرا در خط ساحلی در قسمت سایه ی سازه ایجاد می شود که موجب احیای موضعی خط ساحلی می گردد. عوامل دیگری همچون زاویه ی غالب برخورد امواج به ساحل و تراز تاج موج شکن نیز نقش مهمی درحجم تغییرات پروفیل ساحل دارند بدین گونه که بدون تغییر در حالت پاسخ خط ساحلی ( فرسایش یا احیا ) موجب تغییر درحجم آن می گردند. در نهایت، رابطه ای تجربی برای برآورد حالت و حجم پاسخ خط ساحلی به یک موج شکن مستغرق چند منظوره ارائه می گردد. از این رابطه می توان برای برآورد حالت پاسخ خط ساحلی به سایر انواع سازه های مستغرق نیز استفاده نمود. رابطه ی مذکور نشان می دهد در صورتیکه نسبت فاصله ی نوک فراساحل تاج موج شکن از خط ساحلی اولیه به عرض ناحیه ی شکست طبیعی موج، کمتر از یک باشد صرف نظر از جهت برخورد امواج، خط ساحلی دچار فرسایش شده و در حالتی که نسبت مذکور بزرگتر از 5/1 باشد برای هر دو حالت برخورد امواج، پدیده ی احیای موضعی را در ساحل در قسمت سایه ی موج شکن مستغرق خواهیم داشت.