سال نهم/ شماره71 / بهار و تابستان 1392 (59-103) نشريه مهندسي دريــا
يادداشت فني
تحليل فرآيندهاي رسوبي بنادر لنگه و كنگ مبتني بر تفسير مدلهاي مفهومي و عددي

رضاپارسا1* ، احمد شانهساززاده2 ، حسين اردلان3

دانشجوي دكتري، دانشكده عمران و محيط زيست، دانشگاه صنعتي اميركبير؛ rparsa@aut.ac.ir
استاديار،گروه مهندسي عمران، دانشكده مهندسي، دانشگاه اصفهان؛ a.shanehsazzadeh@eng.ui.ac.ir
دانشجوي دكتري، دانشكده عمران، دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي؛ hardalans@gmail.com

اطلاعات مقاله

تاريخچه مقاله:
تاريخ دريافت مقاله: 72/10/1392 تاريخ پذيرش مقاله: 61/70/1392 تاريخ انتشار مقاله: 10/80/1392

كلمات كليدي:

Conceptual and Numerical Modeling of Coastal Sediment Processes at
Kong and Lengeh Ports at Northern Persian Gulf Coastline

Reza Parsa1* , Ahmad Shanehsazzadeh2, Hosein Ardalan3
1 PhD Candidate, Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology; rparsa@aut.ac.ir
2
Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Isfahan; a.shanehsazzadeh@eng.ui.ac.ir
3
PhD Candidate, Department of Civil Engineering, K.N.Toosi University of Technology; hardalans@gmail.com

ARTICLE INFO

ABSTRACT

ARTICLE INFO

ABSTRACT

انتقال رسوب تغييرات خط ساحل مدل مفهومي مدل عددي ضريب ظرفيت رسوبي
چكيده

در اين مقاله به بررسي فرآيند رسوبي و تغييرات خط ساحلي منطقه بنادر لنگه و كنگ پرداخته شده است. بدين منظور مطالعات جامعي بر پارامترهاي اثرگذار در فرآيندهاي رسوبي صورت گرفته است . ابتدا مدل مفهومي ارائه شده و بر اساس آن مدلهاي تجربي و عددي، واسنجي و صحت سنجي گرديد هاند. در اين مطالعه بر اساس تاريخچه انباشت رسوب و تغييرات خط ساحل ضريب ظرفيت رسوبي معرفي م يگردد كه رابطهاي منطقي بين پتانسيل و ميزان رسوبات فعال برقرار م يكند. اين ضريب براي سواحل موج شكنهاي شرقي در محدوده كنگ حدود 3/0 و در محدوده لنگه 31/0 بدست آمده است. هدف از اين مقاله ضمن معرفي فرآيندهاي رسوبي منطقه مورد مطالعه، ارائه روند مطالعات جامع رسوب با تكيه بر كلية شواهد و اطلاعات موجود و استفاده از همپوشاني و تنوع اطلاعاتي در بكارگيري صحيح از نتايج مدل هاي تجربي و عددي مي باشد كه منجر به معرفي ضريب ظرفيت رسوبي منطقه م يگردد.

In this article, sediment processes and shoreline changes at Lengeh and Kong ports coastline are investigated. Comprehensive studies on effective parameters on sediment processes have been performed and coastal sediment transport rate in the area is estimated. For this purpose a conceptual model has been envisaged and the empirical and numerical models, calibrated and validated based on the conceptual model.
Relation between potential of sediment transport and activated sediment is obtained by introducing “sediment capacity coefficient” based on historical sedimentation and shoreline changes. The coefficient is estimated 0.3 and 0.13 at the eastern coasts of Kong and Lengeh port, respectively. Among the aim of the article is introducing a sound procedure for a comprehensive sediment studies based on all evidences and information to utilize results of empirical and numerical models in an integrated approach which lead to identifying sediment capacity coefficient.

Article History:
Received: 16 Apr. 2013
Accepted: 8 Oct. 2013
Available online: 23 Oct. 2013

Keywords:
Sediment Transport
Shoreline Changes
Conceptual Model
Numerical Model
Sediment Capacity Coefficient

1 – مقدمه
آشنايي با فرآيندهاي ساحلي، پيش بيني رسوبگذاري و يا فرسايش و ارزيابي تغييرات خـط سـاحل از جنبـ ههـاي مختلـف مـديريتي ومهندسي حائز اهميت ميباشند .زيرا نحوه بهـر هبـرداري و عملكـردس ازهه ا و تأسيس ات س احلي ك املاً مت أثر از فرآين دهاي م ذكور م يباشند. از طرف ديگر اطلاعات فـوق الـذكر بـه عنـوان شاخصـيجهت ارزيابي زيست محيطي و اقتصـادي پـروژه هـا عمـل نمـوده وامكان سنجي توسعه پايـدار سـواحل را در قالـب مـديريت يكپارچـهسواحل فراهم مي آورد[ 1]. مورفولوژي سـواحل نتيجـة فرآينـدهايپيچيده ديناميكي در مقياس هاي مختلف شامل امـواج، جريانـات وانتق ال رس وب در تقاب ل ب ا تغيي رات بس تر م ي باش د[ 2]. ب راي مديريت هاي محلي ساحل و كاربردهاي مهندسـي بـه خصـوص بـهمنظور ارزيابي عملكرد بلند مدت تأسيسـات سـاحلي، مطالعـات دو مقياس منطقهاي و محلي انجام مي پذيرد[ 3،4،5].
پروژه هاي مهندسي ممكن است اثرات جانبي نامناسبي را بر سـاحلايجاد كنند. بهره برداري بنادر زيادي در جهان بـه جهـت مشـكلاترسوب گذاري و يا فرسايش با مخاطره روبـه رو شـده اسـت[ 6]. در كشور ايران نيز به عنوان نمونه بنـدر مـاهيگيري سـوزا در سـواحلجنوبي جزيره قشم از بنادري است كه به علت رسوب گذاري شديد در حوضچه و دهانه بنـدركاربري خـود را تقريبـاً بـه طـور كامـل ازدست داده است[ 7].
مطالعات رسوب امروزه بخش لاينفك مطالعات پـروژ ههـاي سـاختتأسيسات ساحلي مي باشد كه در اين راسـتا اسـتفاده از مـد لهـايتجربي و نرمافزارهاي تخصصي يك رويكـرد رايـج شـد هاسـت. ايـندرحالي است كه عدم توجـه بـه ظرفيـ تهـاي رسـوبي و تاريخچـهتغييرات خط ساحل، در موارد زيادي پيشبيني هاي مبتني برنتـايجخامِ مدل هاي مذكور را غير واقعـي و بـلا اسـتفاده سـاخته و نهايتـاًعملكرد درازمدت سازه ها را دچار مشكل نموده است. امـروزه پـيشبيني روند تغييرات خـط سـاحل مبتنـي بـر مـد لهـاي مفهـومي واستفاده از مدل هاي تجربي و عددي صرفاً به عنوان ابزارهـايي بـرايكمي نمودن آن ها يك رويكرد غالب مي باشد[8].
مطالعه حاضر برگرفته از مجموعه مطالعات جامع رسوب و تغييـراتخط ساحل استان هرمزگان واقع در سواحل شمالي خلـيج فـارس ودرياي عمان مي باشد[ 9،01،11]. در ايـن مطالعـات بنـادر كنـگ ولنگه با توجه به اينكه از بنادر مهم سواحل جنوبي كشور ميباشـندبه طور خاص مورد مطالعه قرار گرفتند. اين دو بندر در فاصله كمتر از 6 كيلومتري يكديگر در شمال خليج فارس ساخته شده اند. بنـدرلنگه از بنادر تجاري بوده و متعلق بـه سـازمان بنـادر و دريـانورديكشور مي باشد و بندر كنگ بندر شيلاتي متعلق به سازمان شيلات ايران است. در اين مطالعه بـه تعيـين فرآينـدهاي رسـوبي و پـيشبيني بلند مدت تغييرات ساحلي در حوالي بنـادر كنـگ و لنگـه بـهمنظور كاربردهـاي مهندسـي پرداختـه شـده اسـت. در ايـن ميـانمطالعه فرآيندهاي رسوبي و پيش بينـي تغييـرات خـط سـاحل درمراحل توسعه اين بنادر مورد توجه قرارگرفتهانـد. تلفيـق مطالعـاتمنطقه اي و محلي محدوده دو بندر و تفسير نتايج مدلهاي تجربـ ي و عددي مبتني بر مدل مفهومي، از مزاياي مطالعات حاضر مي باشـدكه فرآيندهاي انتقال رسوبي منطقه و تغييرات خط سـاحل اطـرافدو بندر را به خوبي تبيين مينمايد. عـلاوه بـرآن ايـن دو بنـدر بـهعنوان شاخص هايي محسوب مي شوند كه فرآيند رسوبي بازة نسبتاً طولاني سواحل شمالي خليج فارس در محدوده اين بنادر را تفسـيرمي نمايند[ 11].
در مقاله حاضر ابتدا موقعيت بنادر كنگ و لنگه و شـرايط محيطـيحاكم بر آنها تشريح شده است. سپس به بررسي فرآيندهاي رسوبي منطقه ساحلي بنادر كنگ و لنگه و پيش بيني تغييـرات دراز مـدتخط ساحلي با رويكرد جامع فوق الذكر پرداخته شده است. در ايـنراستا با استفاده از اطلاعات پايه و تاريخچه تغييرات خـط سـاحل وبا در نظر گرفتن منشاء رسوبي و راسـتا و شـدت نيروهـاي محـركمحيطي ،مدل مفهومي فرآيند ارائه گرديده است و براساس آن مدل عددي انتقال رسوب و تغييرات خط ساحل با معرفي ضريبي به نـ ام ضريب ظرفيت رسوبي واسـنجي گرديـده اسـت. از مزايـاي مطالعـهحاضر ارائه روند علمي مطالعات جامع رسوب با تكيه بر كلية شواهد و اطلاع ات موج ود و اس تفاده از همپوش اني و تن وع اطلاع اتي در بكارگيري صحيح ازنتايج مدل هاي تجربي و عددي مي باشد.

مشخصات بنادر لنگه و كنگ
بنادر لنگه و كنگ از بنادر مهم كشور ايران محسوب ميشوند؛ اين دو بندر در سواحل سرزميني استان هرمزگان در شمال خليجفارس واقع شده اند. اين دو بندر داراي سابقه ديرينه اي هستند و با گذشت زمان در دورههاي مختلف مورد بازسازي قرار گرفتهاند تا در نهايت به شكل امروزي درآمده اند. اخيراً مطالعاتي جهت افزايش بهرهوري اين بنادر انجام پذيرفته است و نتيجه آن افزايش مساحت بندر لنگه و اصلاح موجشكنها جهت بهبود شرايط آرامش اين بندر م يباشد. شكل 1 موقعيت بنادر كنگ و لنگه را نشان مي دهد.
سواحل شرق بندر كنگ كامًلاً در غلبه لندفرم دريا كنار ماسهاي م يباشد؛ درحالي كه ساحل غرب بندر لنگه و پاره ساحل هايي از سواحل مابين تين دو بندر پهنههاي جزرومدي مشاهده م يشود[21].

شكل 1 – موقعيت بنادر لنگه وكنگ در سواحل خليج فارس

2-1- مشخصات محيطي
2-1-1-مشخصات سواحل
در مطالعات فرآيندهاي ساحلي و تغييرات خط ساحل، راستاي خط ساحل از اين حيث كه نحوه تأثير امواج بر ساحل را تعيين مي كند ،داراي اهميت ميباشد زاويه خط عمود بر ساحل با شمال جغرافيايي در منطقه حوالي دو بندر لنگه و كنگ حدود 144 درجه ساعت گرد نسبت به شمال جغرافيايي مي باشد. از آنجايي كه روند تغييرات عمق نيز در فرآيندهاي ساحلي مؤثر ميباشد برداشتهاي ميداني متعددي از مقاطع عرضي ساحل منطقه انجام پذيرفت كه بر اساس اين مقاطع عرضي، شيب عرضي در منطقه غرب بندر لنگه حدود 5/1- 5/0درصد، در منطقه بين بندر لنگه و بندركنگ 5/1-3/0 درصد و در منطقه شرق بندركنگ 5/1-4/0درصد محاسبه شده است[ 13].
از پارامترهاي مهمي كه در تعيين فرآيند رسوبي نقش بازي مي كند دان هبندي و جنس رسوبات بستر منطقه مطالعاتي مي باشد .
مشخصات دانه بندي با نمونهبرداري گسترده در محدوده بنادر لنگه و كنگ مورد بررسي قرار گرفته است. در حوالي هر دو بندر غالب رسوبات در محدودة ماسه ريزدانه قرار دارند. به طور كلي رسوبات بستر در منطقه كنگ اندكي ريزدانه تر از منطقه لنگه مي باشند كه نمي تواند منشاء تغييرات فاحشي در فرآيندهاي رسوبي گردد.

2-1- 2- منابع رسوبي
منابع رسوبي مهم سواحل مورد مطالعه را م يتوان در دو بخش مورد بررسي قرار داد.
الف) منابع رودخانه اي: رودخانه هاي فصلي منطقه لنگه و كنگ از جمله رود شور در 800 متري شرقي بندر كنگ، با توجه به حوضه آبريز بسيار كوچك و آورد بسيار ناچيز و فصلي، در فرآيند ساحلي كم تأثير مي باشند[ 14].
ب) رسوبات محدوده تنگه خوران : علاوه بر رسوبات نهشته شده بر سواحل اطراف محدودة مورد بررسي، رسوبات مناطق دوردست كه قابليت منتقل شدن به منطقه را دارند نيز از جمله منابع رسوبي منطقه محسوب مي شوند. يكي از موقعيتهاي دريايي كه بالقوه ميتواند چنين شرايطي را براي بنادر لنگه و كنگ ايجاد نمايد ،محدوده تنگه خوران است. جريانات جزرومدي قادر است بخشي از رسوبات آن منطقه را به محدوده بنادر لنگه و كنگ انتقال دهند ،كه اثرات آن در منطقه مشهود مي باشد [١١].

3 -1-2- ميدان هيدروديناميك
گلموجهاي عمق 01 متري در نزديكي بندر لنگه و كنگ در شكل 2 نمايش داده شده است. چنانچه مشاهده مي شود جهتهاي غالب امواج از سمت جنوب غرب با فراواني بيشتر و شرق و جنوب شرق با فراواني كمتر ولي شدت بيشتر ميباشند. به طور كلي شرايط عمومي ميدان موج حاكم در منطقه حاكي از حاكميت ميدان موج ضعيف در منطقه ميباشد بطوري كه حدود 09 درصد مواقع ارتفاع امواج، كمتر از 5/0 متر ميباشد .
از جمله پارامترهاي ديگري كه علاوه بر موج، معرف شرايط هيدروديناميك منطقه ميباشد، شرايط ميدان جريانات ساحلي در منطقه است. شكل 3 گل جريان منطقه اطراف بنادر لنگه و كنگ را به نمايش گذاشته است. علاوه بر موارد فوق الذكر، يك كانال جزرومدي در روبروي سازههاي لنگه وكنگ وجود دارد كه مي تواند اثرات خاصي در محدوده مطالعه داشته باشد. اين كانال جزرومدي از مناطق شمالي قشم شروع ميشود كه توسط جريانات تند جزرومدي تنگه خوران ايجاد شده است. كانال مذكور در منطقة دماغه شناس و دماغه گشه در غرب بنادر مورد بررسي بخش عمده اي از جريانات رسوبي موازي ساحل را به سمت آب عميق هدايت مي نمايند. انتظار مي رود كه بنادر لنگه و كنگ كه حدوداً در منتهياليه غربي اين كانال قرار دارند، تحت تأثير جريانات عبوري از كانال قرار گيرند. اگرچه در اعماق كم (در منطقه شكست و پس از آن رو به ساحل) از شدت جريان هاي جزر ومدي به طور قابل ملاحظهاي كاسته مي گردد ولي وجود موج شكن هاي طولاني كه تا اعماق بيشتر از عمق شكست امتداد يافتهاند، باعث تشديد تأثيرات جزر ومدي در رسوب گذاري و تغييرات خط ساحل منطقه گرديده است [١١].
3- تحليل تاريخچه تغييرات خط ساحل بر مبنـاي تصـاويرهوايي و ماهوارهاي
به منظور امكان مقايسة تغييرات خطوط ساحلي بر اساس تصاوير هوايي و ماهواره ايِ مختلف در دسترس در شرايط يكسان، خط داغ آب كه بالاترين خط اثر آب تحت اثر كليه عوامل تأثيرگذار ميباشد انتخاب شد؛ با اين انتخاب اثر اختلاف سطح آب در ساعات مختلف روز به دليل جزر و مد از مطالعات خارج شده است. مسئله حائز اهميت در اين مرحله تشخيص صحيح خط داغ آب مي باشد. اين كار با بررسي تغيير رنگ در طيف رنگ تصاوير صورت پذيرفته و به كمك شواهد موجود، عوارض خاص منطقه، پوشش گياهي و حتي با بررسي تغييرات خط آب در شيب عمومي مقاطع عرضي ناشي از تغيير سطح آب در شرايط مختلف صحت سنجي شده است. جهت مقايسة خطوط ساحل، تصوير هوايي سال 1995 با تصوير ماهواره اي سال 2010 مقايسه شده و مساحت رسوب گذاري و فرسايش محاسبه شده است.

(
c)
(
b)
(
a)



قیمت: تومان

دسته بندی : مهندسی دریا و بندر

دیدگاهتان را بنویسید