دینامیک شکست موجهای بلند در سواحل شیبدار با پوشش درختی

در این پژوهش تاثیر کمربند سبز ساحلی (پوشش درختی) در جذب نیرو، کاهش ارتفاع امواج برخوردی به ساحل و توانایی آن در استهلاک انرژی امواج مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها به صورت دو بعدی در کانال موج، برای ارزیابی تاثیر پوشش بر کاهش اثر امواج ساحلی انجام گردید. ساقه های پلاستیکی بدون انعطاف با 3 قطر 1، 5/1 و 2 سانتیمتر به ارتفاع 20 سانتیمتر و در شرایط غیر مستغرق در قسمت ساحلی کانال به کار گرفته شد. آزمایش ها به ازای دو چیدمان درختی مستطیلی و مثلثی با فواصل طولی 5×5 و 10×10 سانتیمتر ، 3 حالت عرض پوشش با اندازه های 10، 30 و 40 سانتیمتر، و همچنین 5 شیب ساحل صفر، 3، 5، 7 و 10 درصد و 5 ارتفاع موج 2، 3، 4، 6 و 8 سانتیمتر انجام گردید. در مجموع 925 آزمایش انجام گردید. متوسط نیروی مستهلک شده از امواج در حالت 5×5 با چیدمان مستطیلی 4/1 برابر نیرو در حالت 10×10 برآورد گردید و این میزان برای حالت مثلثی، 3/1 برابر بدست آمد. با افزایش عرض پوشش در هر دو حالت مثلثی و مستطیلی نیروی بیشتری از موج توسط درختان مستهلک شده است. بیشترین تاثیر افزایش عرض در استهلاک نیروی موج در حالت مثلثی مشاهده گردید. نرخ این تغییرات نیرو در اثر افزایش عرض، در هر دو چیدمان مثلثی و مستطیلی در حالت 10×10 بیشتر از حالت 5×5 ثبت گردید. بیشترین نرخ تغییرات در حالت مثلثی 10×10 با شیب 3 درصد و نسبت قطر به ارتفاع موج 5/1 به 8، معادل 18 درصد ثبت گردید. یعنی با افزایش عرض در این حالت عامل کاهنده ی نیرو رشد 18 درصدی را از خود نشان داده است. همچنین آزمایش ها نشان داد که با افزایش شیب ساحل تاثیر پوشش درختی در استهلاک نیروی امواج کاهش یافته است. به طوری که در حالت مثلثی با نسبت قطر به عرض پوشش معادل 5/1 به 40 و چیدمان 5×5 در ساحل بدون شیب (صفر درصد) بیشترین نرخ کاهش نیرو به میزان 31/2 برابر حالت بدون پوشش، که معادل با 43 درصد استهلاک در نیروی موج است، مشاهده گردید. تاثیر پوشش درختی با تراکم های مختلف پوشش درختی بر میرایی موج و کاهش ارتفاع مشخصه موج نیز در اینجا مورد بررسی قرار گرفت. همچنین از بررسی های انجام شده بدست آمد که با 4 برابر شدن عرض پوشش درختی، به طور متوسط تنها 8 درصد به مقادیر ضریب درگ اضافه شده است. نکته بسیار مهم این است که بیشترین تاثیر پوشش بر ایجاد نیروی درگ و مقاومت در مقابل امواج در ردیف های جلویی جریان می باشد به طوری که بین ردیف اول پوشش تا ردیف پنجم پوشش حدود 75 درصد کاهش در میزان تاثیر درختان در ایجاد ضریب درگ کل مشاهده شده است. در ادامه همچنین به ازای مقادیر متوسط حالت های مختلف، نمودار کلی تغییرات ضریب درگ بر اساس عدد رینالدز ساقه بدست آمد و رابطه ای برای تخمین ضریب درگ بر حسب عدد رینالدز ساقه بر اساس آزمایش های انجام شده پیشنهاد شده است.