سال یازدهم/ شماره22/ پاییز و زمستان 1394(119-125) نشریه مهندسی دریــا
یادداشت فنی
اصلاح پارامترهاي طیفی موج در خلیج فارس با در نظر گرفتن برداشت هاي میدانی در آب هاي شمالی

سعید مظاهري1، احمد عرب زاده 2*

1استادیار سازههاي دریایی ،هیئت علمی پژوهشکده فناوري و مهندسی دریا، پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوي؛
[email protected]
2 کارشناس پژوهشی مهندسی عمران سازه هاي دریایی، پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوي؛ [email protected] اطلاعات مقاله

چکیده

چکیده

1268732112263

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

تاریخچه مقاله:
تاریخ دریافت مقاله: 12/11/1393 تاریخ پذیرش مقاله: 12/05/1394

کلمات کلیدي:
طیف انرژي موج طیف جانسواپ خلیج فارس هیدرودینامیک امواج

1
Assistant Professor of Offshore Engineering, Iranian National Institute for Oceanography and Atmospheric Science, Tehran, Iran, [email protected]
2 Iranian National Institute for Oceanography and Atmospheric Science, Bushehr, Iran, [email protected]

ARTICLE INFO

ABSTRACT

ARTICLE INFO

ABSTRACT

Persian Gulf by عمده تحلیل هاي طیفی موج در خلیج فارس برپایه بررسی اطلاعات اندازه گیري شده صورت گرفته است اما دقت و تعمیم پذیري ضرایب طیفی بدست آمده کاملا وابسته به تعداد ایستگاه هاي اندازه گیري، طول مدت اندازه گیري و پراکندگی محلهاي اندازه گیري است. در این تحقیق سعی شده که پارامترهاي طیفی ارائه شده توسط محققیق قبلی با اضافه نمودن اطلاعات مشخصات موج برداشت شده در دو ایستگاه بوشهر و لاوان به اطلاعات موجود گذشته ،مجددا تحلیل شده و ضرائب طیف مظاهري-قادري تدقیق گردد. نتایج این تحقیق نشان داد که با اضافه نمودن اطلاعات جدید به اطلاعات گذشته، ضرائبطیفی موج قابلیت اصلاح و تدقیق داشته و ضرائب جدید بدست آمده از شرایط تعمیم پذیري بهتري دربخش شمالی خلیج فارس نسبت به ضرائب طیفی ارائه شده در گذشته برخوردار است. به عبارت دیگر با استفاده از ضرایب طیفی موج اصلاح شده می توان با دقت بالاتري رفتار موج را در آبهاي شمالی خلیجفارس بیان نمود.

Modification of Wave Spectrum Parameters in Considering Field Measurements in Northern Waters

Said Mazaheri1, Ahmad Arabzadeh*2

The most of wave spectrum analyzes in Persian Gulf were based on the existing field measurements, but the precision and applicability of the determined spectrum parameters were dependent on number of field wave stations, duration of field data and the spatial distribution of field wave stations. In this research, it is attempted to re-
analysis again the wave spectrum parameters presented by previous researches by adding additional data gathered from two wave stations in Bushehr and Lavan to the previous existing data, in order to refine and extend Mazaheri-Ghaderi wave spectrum parameters. The outcome of this research showed that by adding new information and data to the existing ones, the wave spectrum parameters can be refined and modified. The new derived parameters showed better extendibility in the northern water areas of Persian Gulf in respect to previous wave spectrum parameters. In other words, by using the refined wave spectrum parameters, wave behavior can be presented more precisely in the northern water areas of Persian Gulf.

Article History:
Received: 1 Feb. 2015
Accepted: 3 Aug. 2015

Keywords:
Energy Wave Spectrum
JONSWAP Spectrum
Persian Gulf
Wave Hydrodynamics

1- مقدمه
امواج دریاها و اقیانوسها اغلب به صورت نامنظم بوده و باید در یک دوره ي زمانی طولانی اطلاعات آن جمع آوري شده و بهصورت پارامترهاي قابل استفاده مرتب شوند. بارزترین مشخصه ي امواج دریا، طیف امواج و پارامترهاي وابسته به آن است که رفتار امواج دریا در منطقه ي مورد نظر را بیان می کند و جهت طراحی سازه هاي دریایی و شناخت اندرکنش آنها با هیدرودینامیک امواج دریا کاربرد فراوان و موثري خواهند داشت. طیف موج براي هر منطقه بر اساس مشخصات موج و جریان و خصوصیات زمانی و مکانی همان منطقه تعریف می شود و متفاوت از دریاهاي دیگر را دارد.
تهیه ي یک مدل طیف انرژي موج براي کل آب هاي دنیا کار مشکل و غیر ممکنی است. براي مکانهاي مختلف با شرایط آب و هوایی متفاوت تعدادي مدل طیفی توسط محققین در طول ده هاي گذشته استخراج و ارائه شده است. براي دریاهاي آزاد با طول فچ نامحدود طیف P-M توصیه شده است[1]، براي دریاهاي با طول بادگیر محدود1 طیف جانسوآپ2 را می توان استفاده کرد[2]، اوچی-هابل [3] طی تحقیقاتی دریافت که طیف جانسوآپ با پارامترهاي آماري α و γ تخمین خوبی از طیف تک قله اي امواج می باشد.
اوچی [4] و یانگ [5] نشـان دادنـد طیـ ف هـا یی کـه در شـرایط طوفانی به ثبت رسیده اند تک قله اي و شبیه به طیف معرفـ ی شـدهتوسط جانسوآپ می باشـند . کومـار [6] پارامترهـا ي آمـار ي طیـ ف جانسوآپ2 α و γ را براي امواج آبهاي کم عمق شمال اقیانوس هند اصلاح کرد. همچنین تحقیقاتی در این زمینه در خلـ یجفـارس نیـ ز انجام شده است. آقاي نیرومند و همکارانش[7] در تحقیقات خود از اطلاعات برداشت شده در پروژه ي مانیتورینگ و مـدلینگ سـواحل خلیج فارس که توسط سازمان بنـادر و دریـانوردي برداشـت شـده ، استفاده نمود. نامبرده با مطالعه وتحلیل یک سال اندازه گیـري هـاي انجام شده در چهار ایستگاه مشخص شده در جـدول 1 بـا پسـوند نیرومند، رویدادهاي طوفانی موجود و اطلاعات باد و جهت باد را در منطقه استخراج نمود. نامبردگان در این مطالعه یـک طیـف انـرژ ي پنج پارامتري براي خلیج فارس ارائه نمودند.
مظــاهري و قــادري [8] بــا در دســت داشــتن داده هــاي شــش ایســتگاه در بــازه زمــان ی شــش ماهــه در محــدوده ي ســواحل اســتان بوشــهر بــه بررســی چنــد مــدل طیفــی و انتخـ اب مناس ب ت رین آن ه ا ب راي منطق ه م ورد مطالع ه پرداختن د . در جـدول 1 مح ل ایس تگاه ه اي مـورد مطالع ه توس ط مظ اهري-قادري با پسوند مظاهري آورده شده است.

جدول1- مشخصات ایستگاههاي بررسی شده توسط محققین پیشین

نام ایستگاه عرض جغرافیایی
طول جغرافیایی منطقه
جغرافیایی
نیرومند-خارك 3235914 430524 39
نیرومند-لاوان 2972528 708098 39
نیرومند-فارور 2905642 250901 40
نیرومند-طاهري 3057864 634589 39
مظاهري-کنگان1 3079323 602987 39
مظاهري-نخل تقی 3041707 655836 39
مظاهري-کنگان2 3075411 601525 39
مظاهري-طاهري 3057863 634509 39
مظاهري-پرك 3058900 637946 39
مظاهري-ناي بند 3036935 664773 39

مظاهري و قادري نتیجه گرفتند که طیف هاي اندازه گیري شده در منطقه خلیج فارس با مدل طیفی جانسوآپ در صورت اصلاح ضرایب آن تطبیق بهتري دارند.
در این تحقیق سعی شده که پارامترهاي طیفی ارائه شده توسط محققیق قبلی با اضافه نمودن اطلاعات مشخصات موج برداشت شده در دو ایستگاه بوشهر و لاوان به اطلاعات گذشته، پارامترهاي طیفی امواج مجددا تحلیل شده و ضرائب طیف مظاهري -قادري تدقیق گردد.

2- روش تحقیق
جهت دستیابی به طیف واقعی در خلیجفارس و مقایسهي آن با طیف هاي استاندارد متداول در دنیا از اطلاعات برداشت شده در دو ایستگاه اندازهگیري استفاده شده است. شکل 1 محل ایستگاه هاي اندازه گیري موج و جریان را در جزیره ي لاوان و بندر بوشهر واقع در خلیج فارس را نشان می دهد. اندازه گیري هاي انجام شده در این ایستگاه ها براي مدت 2 ماه انجام شده است.

1268732112263Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

شکل 1- محل ایستگاه اندازه گیري موج و جریان در جزیره ي لاوان و بندر بوشهر
1268732112263Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

Downloaded from marine-eng.ir at 17:09 +0330 on Monday October 30th 2017

این اندازه گیري ها با دستگاهAWAC انجام شده اند. دستگاهموج نگار AWAC نصب شده از تاریخ 12/02/2010 الی13/05/2010 به جمع آوري اطلاعات خام در ایستگاه لاوان و ازتاریخ 09/04/2011 الی 19/06/2011 به جمع آوري اطلاعات خام درایستگاه بندر بوشهر پرداخته که تنظیمات آن به قرار زیر می باشد.
دستگاه AWAC روي فرکانس چهـار هرتـز تنظـیم شـده اسـت و برداشت اطلاعات را در هر یک ساعت بـه مـدت 17 دقیقـه انجـام می دهد. دستگاه در هر دو ایستگاه در عمق 25 متري نصـب شـدهاست و ارتفاع نصب دستگاه از بستر دریا یک متر می باشد.
قب ل از ایــن مظ اهري و قــادري[8] در سـال 2011 بــا بررســی دادههـ اي شـ ش ایسـ تگاه در بـ ازه زمـ انی شـ ش ماهـ ه در محدوده ي سواحل استان بوشهر دو هدف را دنبال کردند.

1)بررسی چند مدل طیفی و انتخاب مناسب ترین آن ها.
مظاهري-قادري طیف انرژي امواج حاصل از ایستگاه هاي ثبت شده را با مدل هاي طیفی اسـتاندارد شـناخته شـده در جهـان مقایسـه نمودند و به این نتیجه دست یافتند که طیف جانسوآپ در صـورت اصلاح ضرایب آن مانند ضریب γ مناسب ترین طیف بـرا ي توصـ یف امواج واقعی در خلیج فارس می تواند باشد.

2)استخراج روابط حـاکم بـین سـه پـارامتر و اصـلاح پارامترهـاي α و γ در طیف جانسوآپ.
در ادامه مظاهري و قـادري [8] بـا بررسـی هـا و تحق یقـات شـانپارامترهاي اصلاح شده طیـف جانسـوآپ را بـه شـکل روابـط زیـر پیشنهاد دادند:

 0.18H T T1.52sp3.53 021.34

8.38H T Ts0.57 p1.26020.41

با مرور دوباره روش بدست آوردن این طیف توسط محققین درمی یابیم که این طیف پنج پارامتري بوده و از این پـنج پـارامتر ، سـهپارامتر ( , a, b) به عنوان پارامترهاي شکل3 بیان می شود که به صورت تجربی و بر اساس مشاهدات انجام شده در دریاي شـمالبدسـت آمـده انـد . ایـ ن سـه پـارامتر در پـروژهي جانسـواپ دارا ي پخشودگی4 بالایی م یباشند[2].
با توجه به مطالب فـوق و روش هـا ي اعمـال شـده در خلـ یج فـارس توسط محققین، بررسی و تدقیق بیشتر پارامترهاي طیف جانسـوآپ با استفاده از اطلاعات برداشت شده در خلیج فارس انجام می گیرد.
این روش یکی از روش هاي موثر در اصلاح طیـ ف جانسـوآپ مـ ی-باشد[8].
در این مطالعه پس از بررسی موقعیت مکـان ی برداشـت



قیمت: تومان

دسته بندی : مهندسی دریا و بندر

دیدگاهتان را بنویسید