سال دوازدهم/ شماره42/ پاییز و زمستان 5931)509-559( نشریه مهندسی دریــا

تاثیر نوسانات تراز آب دریا بر تغییرات خطوط ساحلی دریای خزر

سهیل عطایی1*، مهدی عجمی، میراحمد لشته نشایی، سید حسین یعصوبی

1کارشناس ارشد مهندسی سواحل، دانشگاه صنعتی شاهرود؛ ataei.h.s@gmail.com
استادیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود؛ adjami@shahroodut.ac.ir
دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشگاه گیلان؛ maln@guilan.ac.ir
کارشناس پژوهشی مهندسی سواحل، مرکز ملی مطالعات و تحقیقات دریای خزر؛ hochehoche60@yahoo.com

اطلاعات مقاله

چكيده

چكيده

تاریخچه مقاله:
تاریخ دریافت مقاله: 51/50/5932 تاریخ پذیرش مقاله: 00/03/5931
1268732112263

Downloaded from marine-eng.ir at 17:06 +0330 on Monday October 30th 2017

Downloaded from marine-eng.ir at 17:06 +0330 on Monday October 30th 2017

کلمات کلیدی:
تغییرات خط ساحلی تغییر تراز سطح دریا قانون بروون انتقال رسوب ساحلی دریای خزر

The Effect of Sea Level Fluctuations on the Caspian Sea Coastline Changes

Soheil Ataei H.1*, Mehdi Adjami2, Mir Ahmad Lashteh Neshaei3, Seyed Hossein Ya’asubi4

1 MSc. of Coastal Engineering, Shahrood University of Technology; ataei.h.s@gmail.com

ABSTRACT

ABSTRACT

تغییرات تراز آب دریای خزر در بازه های زمانی مختلف، بسیار زیاد بوده است؛ این تغییرات در دوره هایی کاهشی و در دوره هایی نیز افزایشی بوده است. از آن جایی که تغییرات تراز آب دریای خزر در کوتاه مدت عموما مقدار زیادی است، پیش روی و پس روی خطوط ساحلی نیز در اثر کاهش و افزایش تراز آب دریا به مراتب زیاد خواهد بود؛ بنابراین بررسی و پیش بینی تغییرات خطوط ساحلی در دریای خزر بسیار مهم است. جهت پیش بینی تغییرات خطوط ساحلی، بروون تئوری خود را تحت عنوان Bruun rule ارائه داده است؛ این قانون وابسته به پارامتر های افزایش تراز آب دریا، عمق پایانی، فاصله عمق پایانی تا خط ساحل و ارتفاع حداکثر بالاروی آب بر روی ناحیه ساحلی در اثر امواج است. همچنین رزاتی و همکارانش در جهت بهبود پیش بینی های قانون بروون، انتقال رسوب ساحلی را در آن لحاظ نمودند که نتایج مطلوب تری را حاصل نمود.
در این تحقیق، قانون بروون و قانون اصلاح شده آن بر اساس انتقال رسوب ساحلی، برای دریای خزر مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی، معادله اصلاحی نتایج بهتری را از خود نشان داده است که نشان از این دارد که در اثر تغییرات تراز آب دریا و طوفان های طبیعی در سال، آورد رسوبی به سمت ساحل نیز وجود خواهد داشت.
The Caspian Sea level changes were very high in various periods of time; alternatively decreasing and increasing. Since the Caspian Sea level changes generally are remarkable in the short period of time, shoreline forward and retreat will be large due to the fluctuation of sea level; so, the prediction of shoreline changes is very important
in the Caspian Sea. Bruun has presented his theory under the title of Bruun rule for shoreline change prediction; this rule is related to sea level rise, closure depth, distance from the coastline to closure depth and the maximum vertical run-up excursion above the point of bore collapse parameters. Also, Rosati et al. applied landward transport to the Bruun rule for improvement of its prediction that achieved the most favorable results.
In this research, the Bruun rule and modified Bruun rule extended for landward transport has been investigated for the Caspian Sea. In this study, the modified equation has shown the better results, which suggests that landward sedimentation could be the result of the Sea level changes as well as natural storms during the years.

509
Article History:
Received: 5 Jan. 2016
Accepted: 27 Nov. 2016

Keywords:
Coastline changes Sea level change
Bruun Rule
Landward Sediment Transport Caspian Sea

1- مقدمه
اکثر خطوط ساحلی، سواحل ماسه ای هستند که در برخی نقاط باارودخانه، مدخل جزر و مدی5 یا دماغاه سان ی4 قطا مای شاوند.امواجی که به سواحل ماسه ای ما ی رساند، شکساته شاده و طایبالاروی روی وجه ساحلی به طور پیوسته ساحل را تغییر شکل ما ی دهند. تغییر شکل های مداوم باه ایا ن دلیا ل اتفاا مای افتاد کاهمشخصات موج )ارتفاع، پریود و زاویه نزدیک شدن( بارا ی محادودهزمانی مشخص به ندرت ثابت می باشد. تغییر شکل سااحل توساطجریان ات ناش ی از م وج برخ وردی ک ه در ناحی ه شکس ت ام واج گسترش می یابند و توسط عمل مستقیم امواج از طریا ق آشافت ی ایجاد شده از امواج، شکسته و همچنا ین از باالا و پاایین رفاتن آبروی بدنه ساحل به وجود می آید. تغییر شکل همزماان سااحل باهدلیل انتقال رسوب ناشی از موج، هم در جهت های به سمت ساحل و دور از ساحل و هم در جهت امتداد ساحل رخ می دهد.
اندازه گیری نیمرخ ساحلی عمود بر خاط سااحل در طاول منطقاهفعال فرایندهای ساحلی در مطالعات مهندسای ساواحل از اهم یات زیادی برخوردار است. سواحل باه طاور پیوساته در معار هجاومامواج قرار داشته و بنابراین نیمرخ عرضی آنها به صورت متنااوب درحال تغییر می باشد؛ این تغییرات عمدتا در مجاورت ناحیه سااحل ی که در آن اثرات ناشی از شکست امواج مشهودتر است، رخ می دهد .منظور از ناحیه ساحلی3 ناحیه ای است که از آن به بعد موج پا یش رونده ایجاد شده در آب عمیق، وارد منطقه کم عمق ساحلی شده و اثرات بستر بر روی موج محسوس می باشد ]5[.
در شکل 5 مقط ساحلی تقریبا ایده آل نشان داده شده است .یا ک نیمرخ ساحل معمولا به سمت دریا از تپه ساحلی یا پرت اه سااحلی شامل یک یا دو سکوی پله ای2 مسطح که به سامت سااحل شایب دارند ،یک شیب پیش کرانه ای به سمت دریا که بالاروی فعال موج روی بستر در این قسمت صاورت مای گیا رد و یا ک نیمارخ مقعارنزدیک ساحل که ممکن است دارای یک یا دو پشته1 که تقریبا باهموازات ساحل امتداد یافته اند، تشکیل می شود .
خط چین ها در شکل 5 نیمرخی را تعریف می کند که بعد از مدت

502
شكل1 – مقطع عرضی ساحل با جزئيات آن ]1[
زمان نسبتا طولانی پس از عملکارد آرام ماوج، تشاکیل ما ی شاود.
ماسه به آهست ی به سمت ساحل جهت تشاک یل وجاه سااحل6 در ناحیه پس کرانه0 و به سمت سکوی پله ای در سامت در یاا امتادادمی یابد که در نتیجه، شیب نیمرخ بدنه ساحل را تندتر می کند. بااظاهر شدن امواج بلندتر و تندتر متداول در زمان طوفان، ماساه باهسمت دریا جابجا شده، به نحوی که می توان انتظار داشت که خاودرا به صورت خط پر در شکل انطبا دهد؛ سپس نمیرخ سااحل درنزدیکی تراز میان ین آب8، به سمت عقب برده شده و شیب مسطح می شود. ماسه منتقل شده به دور از ساحل ،یک پشته رساوب ی دور از ساحل بزرگتار در اطاران نقطاه شکسات ماوج تشاکیل خواهادداد]5[.
در اکثر نقاط ساحلی امواج طوفانی غالبا در ماه های زمساتان ی روی داده و امواج آرام تر در تابستان اتفاا مای افتاد. بناابراین عنااو ین نیمرخ های تابستانی و زمستانی اغلب جهت تعریف دو ناوع نیمارخ بستر به کار می رود. سکوی پله ای ساحلی در زماان اماواج ملایا م، زمانی که موج روی وجه ساحل بالا می رود و ماسه تاه نشاین ما ی شود، تشکیل می گردد. در نتیجاه ارتفااع تااج ساکوی پلاه ای باهشدت وابسته به تراز متوساط باالاروی ماوج هن اام تشاکیل وجاهساحل می باشد.
علاوه بار تغ ییا رات نی مارخ هاا ی سااحل ناشای از برخاورد اماواج،درصورتی که تغییرات نسبی در تاراز متوساط دریا ا )همانناد اکثارسواحل جهان که این پدیده اتفا افتاده است( رخ دهاد، تغ یی راتای در نیمرخ ساحل ایجاد می گردد. هن ام افزایش تراز آب دریا، همراه با غرقاب شدن نیمرخ ، وقتی که ماسه به دور از ساحل منتقال مای شود و موقعیت تراز میان ین آب روی وجه ساحل به سمت خشاک ی جابجا می گردد ، بازآرایی نیمرخ به وجود می آید. بروون این فرایند را توضیح داده و روشی را ارایه نموده است که با توجه به بالا آمادنمقدار کمی در تراز میان ین آب بتوان فاصله ای را که خا ط سااحلتغییر می کند، محاسبه نمود ]4و9[. قانون بروون وابسته به پاارامترهای افزایش تراز آب دریا، عمق پایانی3، فاصله عمق پایانی تاا خاطساحل و ارتفاع حداکثر بالاروی آب بار رو ی ناح یاه سااحل ی در اثارامواج است .همچنین رزاتی و همکارانش در جهت بهبود پیش بینی های قانون بروون، انتقال رسوب سااحل ی50 را در آن لحااظ نمودنادکه نتایج مطلوب تری را حاصل نمود ]2[.
1268732112263

Downloaded from marine-eng.ir at 17:06 +0330 on Monday October 30th 2017

Downloaded from marine-eng.ir at 17:06 +0330 on Monday October 30th 2017

تغییرات خطوط ساحلی )پیش روی و یا پاس رو ی( بار اثار عوامالبیان شده، برای مناطق مسکونی ساحلی و خصوصا مناطق بندری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. روند پیش بینی این تغییرات، آینده شهر های ساحلی را رقم می زند و باعث اخذ تصامیماتی مبنا ی بارمقابله با پیش روی خطوط ساحلی به سمت مناطق مسکونی جهت کنترل آن و آسیب نرسیدن به این مناطق، خواهاد شاد؛ همچناین باعث خواهد شد تا برنامه ریا زی هاا ی منطقا ی تار ی در طراحا ی و سیستم اقتصادی بنادر مهم تجاری و ماهی یری صورت گیرد.
تغییرات تراز آب دریای خزر در بازه های زمانی مختلف، بسیار زیا اد بوده است؛ این تغییرات در دوره هایی کاهشی و در دوره هاا یی نیا ز افزایشی بوده ]1[. از آن جایی کاه تغ ییا رات تاراز آب ایا ن دریا ا در کوتاه مدت عموما مقدار زیادی است، پیش روی و پس روی خطوط ساحلی نیز در اثر کاهش و افازا یش تاراز آب در یا ا باه مراتاب زیا اد خواهد بود؛ بنابراین بررسی و پیش بینی تغییا رات خطاوط سااحلی در دریای خزر بسیار با اهمیت است.

پيش بينی تغييرات خطوط ساحلی
در زمینه پیش بینی تغییرات خطوط ساحلی معادلات زیا ادی ارائاهنشده است. بروون معادله ای بر پایه تعادل حجم فرساا یش یافتاه و انباشته شده انتقال رسوبات عرضی ارایه نمود که بر اساس تغییرات تراز آب دریا، تغییر خط ساحل را پیش بینی می کرد ]4[. رزاتای و همکارانش عا لاوه بار تغ ییا رات حجام فرساایش یافتاه از سااحل وانباشت آن در ناحیه ساحلی، حجم آورد رسوبی به سمت خشکی را نیز مد نظر قرار دادند ]2[.

2-1- قانون بروون
قانون بروون نرخ تغییرات افقی خط ساحل را باا تغ ییا رات تاراز آبدریا، عمق پایانی، فاصله عمق پایانی تا خط ساحل و نیز ارتفاع قائم حداکثر پیشروی موج در ناحیه شست ی، مرتبط می داند که بر این اساس معادله زیر پیشنهاد شده است ]4و9[:

W*
RB S

h B*  )5(

در معادله فو RB نرخ تغییرات افقی خط ساحل ،S تغییرات تارازسطح آب دریا،B ارتفاع حداکثر بالاروی آب در اثر امواج بر حسب متر هستند؛ *h و *W نیز به ترتیب عمق پایانی و فاصله عمق پایانی تا خط ساحلی پس از تغییرات تراز آب دریا بر حسب متار هساتندکه معادلات آنها به صورت زیر است:

W*  W RB )4(

که در این معادلات،W فاصله عمق پایانی تا خاط سااحل قبال ازتغییرات تراز آب دریا بر حسب متار هساتند. در شاکل 4 جزییا ات قانون بروون نشان داده شده است. جهت محاسبه عمق پایانی، مرکز تحقیقات مهندسی سواحل ارتش امریکا رابطاه ای باه صاورت زیا ر ارائه داده است ]5[:

501
h*  6.75H s )9(
H s میان ین ارتفاع امواج در آب های عمیق بر حسب متر است.
ارتفاع حداکثر بالاروی آب بر روی ناحیه ساحلی در اثر امواج بر حسب متر نیز از معادله زیر حاصل می شود ]6[:

U02
B 

2g )2(

که در آنg شتاب گرانش زمین برحسب متر بر مجذور ثانیه و 0U سرعت مرزی آب در خط ساحل بر حسب متر بر ثانیه اسات کاه ازمعادله زیر بدست می آید:

511418-27580

U 0 C gH B )1(

-339470-1100283

Downloaded from marine-eng.ir at 17:06 +0330 on Monday October 30th 2017



قیمت: تومان

دسته بندی : مهندسی دریا و بندر

پاسخ دهید