مدل‌سازی عددی نفوذ امواج به داخل بنادر و بررسی آرامش حوضچه، مطالعه موردی بندر دیر

59,000تومان

توضیحات

دانلود و مشاهده قسمتی از متن کامل پایان نامه :

دانشگاه قم

دانشکده فنی و مهندسی

پایان‌نامه دوره کارشناسی ارشد رشته مهندسی عمران- سازه‌های دریایی

عنوان:

مدل‌سازی عددی نفوذ امواج به داخل بنادر و بررسی آرامش حوضچه، مطالعه موردی بندر دیر

استاد راهنما:

دکتر امیر علیخانی

نگارنده:

…………………

 

تیر‌ماه 94

چکیده:

بندر دیر در استان بوشهر که به‌عنوانبزرگ‌ترین بندر صیادی ایران شناخته می­شود، پس از توسعه در سال 90 و احداث موج‌شکن جدید، دچار مشکل نفوذ موج و تلاطم حوضچه شد ومشکلات و حوادثی در این بندر به وجود آمد. علت بروز این پدیده تغییر دهانه ورودی بندر از غرب به جنوب شرقی و در پی آن نفوذ امواج و ایجاد تلاطم در حوضچه می­باشد. در این تحقیق، بررسی نفوذ موج به بندر در پی تغییر پلان بندر با استفاده از مدل­سازی عددیو با استفاده از ماژول BWنرم‌افزارMIKE 21 مورد بررسی قرار گرفت. بر پایه نتایج حاصل از این مدل­سازی،در شرایط کلی امواج نفوذی به بندر که از جهات شرق تا جنوب می­تابند، تهدیدی برای آرامش حوضچه بندر به شمار نمی­روندو تنها در مواقع طوفانی که ممکن است امواجی به بزرگی 1/2 متر از جهت جنوب شرق تابیده شوند، آرامش حوضچه بندر به­هم خورده و تلاطم بیش‌ازحد مجاز در بندر ایجاد می­شود. ارتفاع امواج در شرایط حوضچه متلاطم به بیش از 40 سانتی­متر می­رسد و این شرایط خطری برای شناور­های پهلوگرفته و در حال پهلوگیری محسوب می­گردد. این مسئله در نواحی نزدیک به دهانه ورودی بندر اهمیت دوچندان پیدا می­کند؛ چون ارتفاع امواج در این نواحی به بیش از 5/1 متر رسیده و احتمال بروز آسیب­­های شدید برای شناور­های در حال تردد در این نواحی بسیار بالاست. با توجه به معیار­های آرامش حوضچه و نظر به فراوانی بسیار ناچیز این امواج در سال، در حالت کلی میزان آرامش حوضچه این بندر در حد کافی و بیش از 5/97 درصد اوقات سال است.بااین‌حال برای شرایط طوفانی توصیه می­شود با اطلاع­رسانی به­موقع این شرایط از سوی مسئولین محلی، از تردد شناور­ها در نواحی نزدیک به دهانه ورودی بندر، جلوگیری به عمل آید.

کلمات کلیدی:بندر دیر،تلاطم بندر، نفوذ موج، دهانه ورودی بندر،معادلات بوسینسک، MIKE 21

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                         صفحه

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1. مقدمه………2

1-2. معرفی مسئله……….3

1-2-1. آرامش و تلاطم در درون لنگرگاه…….3

1-2-2. ارزیابی آرامش لنگرگاه….3

1-2-3. معرفی بندر دیر………5

1-2-3-1. موقعیت جغرافیایی…..5

1-2-3-2. بندر دیر از گذشته تاکنون…….6

1-3. هدف پژوهش حاضر……….11

1-4. فرضیات و روش انجام تحقیق…….11

1-5. ساختار پایان‌نامه……..12

فصل دوم:مروری بر سابقه مطالعات

2-1. مقدمه……14

2-2. مطالعات مرتبط با انواع معادلات موج……14

2-2-1. مطالعات موج آب کم‌عمق………17

2-3. مطالعات مرتبط با شبیه‌سازی امواج در بنادر…….19

2-4. جمع‌بندی سابقه مطالعات…..29

فصل سوم: مبانی شبیه‌سازی عددی

3-1. مقدمه……31

3-2. مشخصات محدوده شبیه­سازی….32

3-3. مطالعات اولیه مورد­نیاز برای شبیه­سازی…….33

3-3-1. مطالعات باد…..33

3-3-1-1. باد­های ساحلی………33

3-3-1-2. باد شمال…..34

3-3-1-3. باد شمال شرقی…….34

3-3-1-4. باد قوس…….34

3-3-1-5. بادهای جنوبی……….34

3-3-1-6. منابع اطلاعاتی موجود……….35

3-3-1-6-1. ایستگاه­های هواشناسی….35

3-3-1-6-2. اطلاعات ماهواره Quickscat……..36

3-3-1-6-3. اطلاعات مدل ECMWF……..37

3-3-1-7. ارزیابی و انتخاب گلباد مبنای مطالعات……..38

3-3-2. مطالعات امواج……..39

3-3-2-1. وضعیت کلی امواج در خلیج‌فارس و دریای عمان….39

3-3-2-2. منابع دقیق­تر برای تعیین مشخصات امواج منطقه طرح……40

3-4. انتخاب مدل عددی….43

3-4-1. معادلات حاکم در مدل کلاسیک MIKE 21 BW……45

3-4-2. معادلات حاکم در مدل پیشرفته MIKE 21 BW…….47

فصل چهارم: شبیه­سازی عددی و اجرای مدل

4-1. مقدمه……51

4-2. ایجاد هندسه بندر و کرانه­ها……..51

4-3. اعمال شرایط مرزی………53

4-3-1. مرز­های انعکاس­دهنده کامل موج……..54

4-3-2. سازه­های متخلخل…….55

4-3-3. لایه جذب‌کننده موج………57

4-3-4. مرز­های تولید موج…….59

4-4. انتخاب پارامتر­های محاسباتی……60

فصل پنجم:بررسی نتایج شبیه­سازی عددی

5-1. مقدمه……63

5-2. نتایج مدل‌سازی برای امواج در جهت SE……..63

5-3. نتایج مدل‌سازی برای امواج در جهت SSE……….67

5-4. نتایج مدل‌سازی برای امواج در جهت ESE………70

5-5. تحلیل و ارزیابی نتایج حاصل از مدل­سازی……….74

5-6. نتایج مدل‌سازی تفرق امواج برای شرایط طوفانی در جهت WSW………75

5-7. نتایج مدل‌سازی برای شرایط طوفانی امواج در جهت SE………79

فصل ششم: نتیجه­گیری و پیشنهاد‌ها

6-1. جمع­بندی نتایج……….86

6-2. پیشنهاد­هایی برای ادامه پژوهش………87

فهرست منابع و مآخذ

الف- منابع فارسی………89

ب- منابع انگلیسی……..89

ج- منابع اینترنتی………91

فهرست جداول

عنوان                                                                                        صفحه

جدول 1-1: حد ارتفاع موج در حوضچه آرامش برای جابه‌جایی کالا……5

جدول 2-1: طبقه‌بندی امواج آب به لحاظ عمق….19

جدول 2-2: مشخصات امواج فراساحلی مورداستفاده برای مدل‌سازی و ماکزیمم ارتفاع مشخصه مجاز موج داخل لنگرگاه…..21

 

فهرست شکل‌ها

عنوان                                                                                          صفحه

شکل 1-1: موقعیت بندر دیر……..6

شکل 1-2: جانمایی بخش‌های مختلف بندر دیر، مربوط به سال 2008….7

شکل 1-3: شیوه قرارگیری اسکله‌های مختلف بندر دیر درحوضچه‌های صیادی و تجاری……8

شکل 1-4: بندر دیر و رودخانه فصلی موجود در کرانه غربی آن، تیرماه 89…..9

شکل 1-5: موج‌شکنجدید در حال ساخت در بهمن‌ماه سال 89….10

شکل 1-6:پلان بندر دیر پس از توسعه و ساخت موج­شکن جدید، دی‌ماه سال 92………10

شکل 2-1: موقعیت لنگرگاه غربی ناحیه مرکزی بیروت…….19

شکل 2-2: پلان لنگرگاه غربی ناحیه مرکزی بیروت…….20

شکل 2-3: طرح مدل فیزیکی لنگرگاه غربی ناحیه مرکزی بیروت……….21

شکل 2-4: مقایسه نتایج مدل عددی و فیزیکی برای بررسی نسبت میان امواج نزدیک شونده کوتاه و امواج بلند در چهار نقطه مشخص……..22

شکل 2-5: طرح حاضر بندر ساینس پرتغال…….23

شکل 2-6: طرح‌های موردمطالعه بندر ساینس پرتغال………24

شکل 2-7: نواحی مشخص‌شده جهت استخراج ضریب آشفتگی موج…..24

شکل 2-8: عمق سنجی مدل BWو طرح قدیم و جدید دهانه ورودی بندر Torsminde…..26

شکل 2-9: شبیه‌سازی انتشار و انتقال موج، پس از ساخت دهانه ورودی جدید بندر Torsminde….27

شکل 2-10: عمق سنجی مدل بندر Long-Beach…….27

شکل 2-11: نقشه ارتفاع امواج در نمونه‌ای از نتایج مدل MIKE21 BW….28

شکل 2-12: ارتفاع امواج نفوذ یافته به درون حوضچه در اثر امواج ورودی به ارتفاع 1متر از جهت 150 درجه……..29

شکل 3-1: آب‌نگاری منطقه موردمطالعه…..32

شکل 3-2: گلباد سالیانه 11 ساله ایستگاه سینوپتیک بندر دیر….35

شکل 3-3: گلباد سالیانه 6 ساله ماهواره Quickscat…..36

شکل 3-4: گلباد سالیانه 12 ساله حاصل از داده­های ECMWF……37

شکل 3-5: گل­موج سالیانه آب عمیق….41

شکل 3-6: گل­موج سالیانه آب کم­عمق…….42

شکل 4-1: نقشه عمق­سنجی محدوده موردمطالعه……..52

شکل 4-2: خشکی­های مصنوعی در مدل….53

شکل4-3: انعکاس کامل و جزئی موج از یک سازه……….54

شکل 4-4: مرز­های انعکاس­دهنده کامل موج….55

شکل 4-5: مرزهای انعکاس نسبی موج (لایه تخلخل)……….57

شکل 4-6: مرز­های جذب‌کننده موج (لایه اسفنجی)…..58

شکل 4-7: مرز­های تولید موج در مدل………60

شکل 5-1: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 4/1 متر از جهت SEبا توزیع جهتی……….64

شکل 5-2: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 4/1 متر از جهت SEبا توزیع جهتی……64

شکل 5-3: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 4/1 متر از جهت SEبا توزیع تک­جهته….65

شکل 5-4: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 4/1 متر از جهت SEبا توزیع تک جهته……65

شکل 5-5: موقعیت نقاط منتخب برای استخراج سری زمانی ارتفاع امواج نفوذ­یافته…….66

شکل 5-6: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 4/1 متر از جهت SSEبا توزیع جهتی……….68

شکل 5-7: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 4/1 متر از جهت SSEبا توزیع جهتی…..68

شکل 5-8: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 4/1 متر از جهت SSEبا توزیع تک­جهته….69

شکل 5-9: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 4/1 متر از جهت SSEبا توزیع تک جهته……69

شکل 5-10: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/1 متر از جهت ESEبا توزیع جهتی……….71

شکل 5-11: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/1 متر از جهت ESEبا توزیع جهتی…..71

شکل 5-12: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/1 متر از جهت ESEبا توزیع تک­جهته….72

شکل 5-13: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/1 متر از جهت ESEبا توزیع تک جهته……72

شکل 5-14: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/2 متر از جهت WSWبا توزیع جهتی……….76

شکل 5-15: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/2 متر از جهتWSW

با توزیع جهتی……..76

شکل 5-16: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/2 متر از جهت WSWبا توزیع

تک­جهته….77

شکل 5-17: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/2 متر از جهتWSW

با توزیع تک جهته……..77

شکل 5-18: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/2 متر از جهت SEبا توزیع جهتی……….80

شکل 5-19: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/2 متر از جهت SEبا توزیع جهتی…..80

شکل 5-20: ارتفاع امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/2 متر از جهت SEبا توزیع تک­جهته….81

شکل 5-21: ضریب آشفتگی امواج نفوذ یافته به بندر برای امواج با ارتفاع 1/2 متر از جهت SEبا توزیع تک جهته……81

فهرست نمودار‌ها

عنوان                                                                                               صفحه

نمودار 2-1: مقایسه ضرایب آشفتگی در نواحی 1 تا 5 برای پریودهای کمتر و بیشتر از 25 ثانیه برای طرح‌های مختلف….25

نمودار 3-1: سری زمانی ارتفاع امواج سالیانه نقطه­ای در عمق 7 متری جنوب بندر………43

نمودار 5-1: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 4/1 متر از جهت SEبا توزیع جهتی…..67

نمودار 5-2: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 4/1 متر از جهت SEبا توزیع تک­جهته…….67

نمودار 5-3: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 4/1 متر از جهت SSEبا توزیع جهتی………70

نمودار 5-4:نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 4/1 متر از جهت SSEبا توزیع تک­جهته….70

نمودار 5-5: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 1/1 متر از جهت ESEبا توزیع جهتی……..73

نمودار 5-6: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 1/1 متر از جهت ESEبا توزیع تک­جهته……….73

نمودار 5-7: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 1/2 متر از جهت WSWبا توزیع جهتی….78

نمودار 5-8:نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 1/2 متر

از جهت WSWبا توزیع تک­جهته……..78

نمودار 5-9: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 1/2 متر از جهت SEبا توزیع جهتی…..82

نمودار 5-10: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقاط منتخب برای امواج ورودی با ارتفاع 1/2 متر از جهت SEبا توزیع تک­جهته……82

نمودار 5-11: نتایج سری زمانی ارتفاع امواج در نقطه­ای در دهانه ورودی بندر برای امواج ورودی با ارتفاع 1/2 متر از جهت SEبا توزیع جهتی و تک­جهته………83

فصل اول

کلیات تحقیق

1-1. مقدمه

امروزه حدود 90 درصد مبادلات تجارت جهانی از طریق دریاها و به‌وسیلهکشتیرانی انجام می‌گیرد و نقش و اهمیت بنادر به‌عنوانپایانه‌هایحمل‌ونقل دریایی در پاسخ‌گویی به این حجمعظیم از مبادلات کالا و مسافر،بیش‌ازپیش نمایان می‌شود. در کشورهایهم‌جوار با دریا، سواحل به‌عنوان کانون فعالیت‌های اقتصادی اعم از تجارت، صنعت، حمل‌ونقل کالا و مسافر، فعالیت‌های تفریحی وگردشگری، شیلات و پرورش آبزیان محسوب گردیده و در همه حال فرصت‌های ایده آلی را برای توسعه اقتصادی و سرمایه‌گذاری‌هایکلان فراهم می‌سازد. وجود قریب به 5800 کیلومتر طول سواحل کشور سبب شده است تا طی دهه‌های اخیر سرمایه‌گذاری‌هایقابل‌توجهی در جهت ساخت و توسعه سازه‌ها و تأسیسات ساحلی و دریایی صورت پذیرد و پیشرفت‌هایقابل‌توجه علمی، فنی و اجرایی درزمینه طراحی و ساخت بنادر، احداث سازه‌های ساحلی نظیر موج‌شکن، اسکله، ابنیه حفاظتی و تجهیزات دریایی و بندری و سایر تأسیسات ساحلی و فراساحلی، به‌نحوی‌که متضمن تردد ایمن شناورها باشد، حاصل گردد. رفع مشکلات فنی و اجرایی احداث انواع سازه‌های ساحلی و فراساحلی در محیط دریا و صرف هزینه‌های هنگفت این‌گونهسازه‌ها و تأسیسات مهندسی، اهتمام ویژه به طراحی مهندسی صحیح و مناسب بر طبق ضوابط، استانداردها و معیارهای طراحی را بیش‌ازپیش ضروری می‌سازد]6[. بندر دیر در استان بوشهر که بزرگ­ترین بندر صیادی ایران محسوب می­شود، در پی توسعه آن در سال­­های اخیر دچار مشکل نفوذ امواج به حوضچه بندر و تلاطم امواج درون آن شده و مشکلاتی برای تردد و پهلوگیری شناور­های بندر ایجاد گردید. در این تحقیق با استفاده از مدل­سازی عددی، نحوه نفوذ امواج به حوضچه بندر و ایجاد تلاطم در آن بررسی می­شود.

1-2. معرفی مسئله

1-2-1. آرامش و تلاطم در درون لنگرگاه

بنادر برای اینکه بتوانند نقش خود را در انواع مبادلات بین دریا و خشکی به نحوی مطلوب انجام دهند، نیازمند حوضچه آرامشی که در داخل آن امکان پهلوگیری و لنگراندازی ایمن شناورها مهیا باشد، هستند. ایجاد محدوده‌ای امن در مقابل هجوم امواج و جریان‌های دریایی و دستیابی به محوطه‌ای آرام جهت پهلوگیری و توقف شناورها ازآنجا ضرورت می‌یابد که عملیات بارگیری، تخلیه،تعمیرات شناورها و تردد آن‌ها نیاز به سکون نسبی شناور خواهد داشت. در صورت وجود امواج نامطلوب در محدوده پهلوگیری شناور، حرکات ناخواسته‌ای بر شناور تحمیل می‌گردد که نتیجه آن از بین رفتن شرایط مناسب جهت ارتباط لازم میان شناور و ساحل و نیز احتمال بروز عوارض منفی نظیر آسیب‌های جدی بر روی بدنه شناور و یا سازه اسکله خواهد بود. بنابراین در طراحی یک بندرگاه، طراحی یک حوضچه آرامش که نفوذ امواج به داخل آن کنترل‌شده باشد، ضرورت تام دارد]4[.

آرامش لنگرگاه مسئله‌ایفوق‌العاده پیچیده می‌باشد که نه‌فقط عوامل فیزیکی از قبیل امواج، بادها، حرکات کشتی و مقاومت ماشین‌آلات فعال در برابر باد و موج بلکه عواملی که به قضاوت فردی نیاز دارد ازجمله سهولت ورود و خروج شناورها، پناه کشتی‌ها در آب‌وهوای طوفانی و شرایط آستانه کار کردن در دریا را نیز شامل می‌شود. علاوه بر این آرامش لنگرگاه به عوامل اقتصادی از قبیل کارایی عملیات تخلیه و بارگیری کالا، نرخ فعالیت شناورها و هزینه تأسیسات مختلفی که برای بهبود آرامش لنگرگاه موردنیاز است، مربوط می‌شود]6[. یکی از مهم‌ترین عواملی که به تلاطم امواج در لنگرگاه منتهی شده و اساس تعیین معیاری برای آرامش آنمی‌باشد، امواج نفوذی از ورودی لنگرگاه می‌باشد.

1-2-2. ارزیابی آرامش لنگرگاه

مرسوم است نرخ وقوع امواج در یک لنگرگاه را بر اساس درصد اوقات و یا تعداد شبانه‌روزهایی که ارتفاع امواج یا میزان تلاطم از یک حد معین بیشتر می‌شود، بیان کنند. مقدار حداکثر ارتفاع مجاز موج، که مقادیر بیش از آن ناآرامی محسوب می‌شود و همچنین حداکثر درصد اوقاتی که ناآرامی حوضچهقابل‌تحمل و قابل مدیریت تشخیص داده می‌شود، بستگی به عوامل مختلفی دارد و نمی‌توان در این رابطه مقدار آستانه‌ای که در دنیا معتبر باشد، تعیین کرد. مقادیر مناسب برای هر بندر بستگی به نوع کاربری بندر، هدف استفاده از تأسیسات اسکله، نوع و وزن و ابعاد شناورها، روش تخلیه و بارگیری (مثلاً کانتینری یا فله)، دوره تناوب و جهت امواج، زمان لازم برای جدا شدن شناور از اسکله و عوامل دیگر دارد. علاوه بر این فرهنگ و میزان مدیریت پذیری استفاده‌کنندگان از بندر و میزان امکانات مدیریت بندر هم در تعیین درصد اوقاتی که ناآرامی حوضچه قابل‌تحمل تشخیص داده می‌شود، نقش دارند. حتی ممکن است مقادیر مناسب برای قسمت‌های مختلف حوضچه یک بندر نیز یکسان نباشند (مثلاً اسکله تخلیه و بارگیری یا پارکینگ). به‌عنوان نمونه تعدادی از بنادر صیادی ایران بر اساس حد مجاز ارتفاع موج شاخص برابر با 3/0 متر در مقابل اسکله و 5/0 متر در محل پارک لنج‌ها طراحی شده‌اند و درصد اوقات عدم آرامش را بین 5/2 تا 5 درصد منظور کرده‌اند. از طرف دیگر در بنادر نفتی که پذیرای شناورهای بسیار بزرگ نفت‌کش هستند، ارتفاع مجاز تا حدود 1 متر نیز در طراحی‌ها استفاده شده است؛به‌طوری‌که بعضی از اسکله‌هاینفتیاصولاً فاقد موج‌شکن بوده و شرایط طبیعی دریا را مزاحم تلقی نمی‌کنند (مثلاً اسکله جزیره خارک). همچنین می‌توان به تفاوت درصد اوقات ناآرامی قابل‌تحمل برای شناورهاینفت‌کش و شناورهای حمل میعانات گازی اشاره کرد که ناشی از توانایینفت‌کش‌ها برای جداشدن سریع و به هنگام از اسکله در هنگام دریافت هشدار و عدم امکان جداشدن سریع برای شناورهای حمل میعانات گازی می‌باشد]6[. بااین‌حال برای حوضچه‌ای که روبروی تأسیسات پهلوگیری قرار گرفته و به‌منظورآماده‌سازی یا مهار شناورها استفاده می‌شود، آرامش در یک تراز خاص باید به 5/97 درصد یا بیشتر روزهای سال برسد، به‌جز در مواردی که استفاده از تأسیسات پهلوگیری یا محوطه جلوی تأسیسات پهلوگیری برای هدف خاصی دسته­بندی شده باشد. حد ارتفاع موج در حوضچه مقابل تأسیسات پهلوگیری برای جابه‌جایی کالا باید با توجه به نوع، اندازه و مشخصات انتقال بار شناور تعیین گردد. به این منظور می‌توان از مقادیر جدول 1-1 استفاده نمود]7[.

اندازه شناور ارتفاع موج حدی برای جابه‌جایی کالا( )
شناور کوچک m3/0
شناور متوسط و بزرگ m5/0
شناور بسیار بزرگ m7/0 تا m5/1

جدول 1-1: حد ارتفاع موج در حوضچه آرامش برای جابه‌جایی کالا]7[

در این جدول منظور از شناور کوچک شناورهایی با ظرفیت کمتر از GT500 هستند که عمدتاً از حوضچه شناورهای کوچک استفاده می‌کنند. شناورهای خیلی بزرگ، شناورهایی با ظرفیت بیشتر از GT50000 بوده و عمدتاً از ستون‌های مهاربند بزرگ (دلفین‌های بزرگ) و لنگرگاه دور از ساحل بهره می‌گیرند. شناورهای متوسط و بزرگ نیز شناورهایی هستند که به دسته شناورهای کوچک و یا خیلی بزرگ متعلق نباشند]7[.

1-2-3. معرفی بندر دیر

1-2-3-1. موقعیت جغرافیایی

بندر دیر در فاصله 200 کیلومتری شهر بوشهر در طول جغرافیایی″44 ′55 °51 و عرض جغرافیایی″58 ′49 °27 قرار دارد. مساحت شهر دیر در حدود 2158 کیلومترمربع بوده که در حدود 3/9 % کل مساحت استان بوشهر می‌باشد. بندر دیر از طریق بزرگراه کنگان – چغادک (بزرگراه سیراف) به مرکز استان متصل شده و از طریق محور جدیدالاحداث جم – فیروزآباد – شیراز به مرکز کشور دسترسی آسانی پیدا می‌کند]2[.

شکل 1-1: موقعیت بندر دیر]2[

1-2-3-2. بندر دیر از گذشته تاکنون

بندر دیر در سال‌های اول دهه 1350 با همکاری سازمان برنامه و بودجه و فرمانداری منطقه، توسط شرکت ساختمانی پیروز ساخته شد. این بندرگاهمورداستفاده لنج‌های محلی و شناورهای صیادی و باری و غیره بود. تأسیسات بندر شامل دوشاخهموج‌شکن، یک اسکله به ابعاد 23*5/12 متر در بخش میانی و نزدیک به دهانه ورودی و یک جاده دسترسی به اسکله بود که حوضچه را از وسط به دونیمه تقسیم می‌کرد. همچنین در حدود 70 متری سر موج‌شکن غربی یک سکو به ابعاد 17*5 قرار داشت که توسط سپاه پاسداران ساخته شده بود واسکله شهید خالدی نام داشت. با استفاده از یک بارج که در مجاورت سکو قرار گرفته بود، قایق‌های سپاه اقدام به پهلوگیری می‌کردند. دستیابی به این اسکله از طریق تاج موج‌شکن غربی صورت می‌گرفت وجاده دسترسی به آن در انحصار سپاه بود. طول شاخه شرقی موج‌شکنحدوداً 960 متر، طول شاخه غربی 500 متر و عرض دهانه ورودی 70 متر بود. ابعاد حوضچه مؤثر بندرگاه نیز در مد کامل به‌طور متوسط 600*410 متر بود که در جزر کامل به 220*230 متر کاهش پیدا می‌کرد. در سال 1368،با توجه به نیاز شیلات به توسعه این بندرگاه جهت افزایش بهره‌برداری‌های صیادی ازیک‌طرف و فرسودگی و کوچک بودن اسکله پهلوگیری موجود از طرف دیگر، انجام خدمات مهندسی تهیه طرح اسکله‌های جدید پهلوگیری و نظارت بر اجرای آن‌ها از طرف شرکت سهامی شیلات ایران طی قراردادی به مهندسین مشاور فارور واگذار گردید]3[. بر روی شاخه اصلی موج‌شکن در حدود سال 1377 تعمیراتی صورت پذیرفت و از قطعات تتراپاد برای لایه محافظتی استفاده شد. حوضچه بندر به دو بخش تقسیم‌شده است؛به‌گونه‌ای که بخش شرقی به فعالیت صیادی و بخش غربی به‌علاوه قسمتی از شاخه میانی به فعالیت تجاری اختصاص داده شده است]2[.

شکل 1-2: جانمایی بخش‌های مختلف بندر دیر، مربوط به سال 2008]2[

موج‌شکن‌های موجود ازنظر جانمایی و موقعیت استقرار، از وضعیت مناسبی برخوردار بوده و چنین پلانی آرامش حوضچه را در مقابل امواج مختلف منطقه تأمینمی‌نمود. با توجه به انتخاب مناسب جانمایی موج‌شکن‌ها و درست بودن موقعیت استقرار آن‌ها که از ورود و نفوذ امواج مختلف به داخل حوضچه ممانعت می‌نمود، آب داخل حوضچه از سکون و آرامش لازم برخوردار بوده و فاقد تلاطم بوده است]3[.

اسکله‌های صیادی بندر به طول حدود 510 متر و از نوع وزنی بتنی می‌باشد. این اسکله‌ها بر روی بازوی اصلی موج‌شکن و کنار بازوی وسط حوضچه جانمایی شده‌اند. به‌منظور پهلوگیری قایق‌ها،یک اسکله پله‌ای بتنی در ابتدای موج‌شکن اصلی احداث شده است. همچنین دو محل به‌منظورسوخت‌گیریشناورها در نظر گرفته شده است که یکی بر روی بازوی فرعی و در شمال اسکله و دیگری در انتهای بازوی وسط حوضچه می‌باشد. بندر کنونی دیر دومنظوره بوده و فعالیت صیادی و تجاری در آن به‌طور همزمان انجام می‌شود. موقعیت ویژه اقلیمی این منطقه و نزدیک بودن آن به صیدگاه‌های مهم خلیج‌فارس و همچنین تعداد زیاد شناورهایماهیگیریموجب شده تا سرمایه‌گذاری کلانی در این منطقه صورت گیرد و بندر دیر را به یکی از مهم‌ترین بنادر صیادی ایران تبدیل نماید]2[.

شکل 1-3: شیوه قرارگیری اسکله‌های مختلف بندر دیر درحوضچه‌های صیادی و تجاری]2[.

فهرست منابع و مآخذ:

الف- منابع فارسی:

1- احیائی، منیره؛ چگینی، وحید؛ کیانیان، مریم و غفاری، پیغام.«بررسی آرامش حوضچه بندر خدماتی عسلویه با استفاده از نتایج اندازه‌گیری‌های میدانی و مدل­سازی عددی». فصلنامه علوم و فنون دریا، دوره 54، شماره 54، تابستان 1389، 75-64.

2- اداره کل شیلات استان بوشهر، سازمان شیلات ایران، وزارت جهاد کشاورزی. گزارش مرحله اول مطالعات مرحله اول احداث موج‌شکن دیر (پناهگاه قایق‌های صیادی)، 1388.

3- سازمان شیلات ایران، وزارت جهاد کشاورزی. گزارش نهایی فاز یک طرح بندر صیادی دیر واقع در کرانه استان بوشهر، 1368.

4- سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور. آیین‌نامه طراحی بنادر و سازه‌های دریایی ایران، نشریه شماره 7-300، آبراهه و حوضچه، 1385.

5- عطایی آشتیانی، ب و نجفی جیلانی، ع. مهندسی سواحل، انتشارات جهاد دانشگاهی امیرکبیر، 1384.

6- معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس‌جمهور. دستورالعمل طراحی سازه‌های ساحلی، بخش دوم: شرایط طراحی، نشریه شماره 631، 1392.

7- معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس‌جمهور. دستورالعمل طراحی سازه‌های ساحلی، بخش ششم: کانال‌های ناوبری و حوضچه‌ها، نشریه شماره 635، 1392.

ب- منابع انگلیسی:

8- Abbott,M.B., Petersen, H.M. and Skovgaard, O., 1978.On the Numerical Modelling of Short Waves in Shallow Water. J Hydr Res., 16, 173-204.

9- Abbbot. M. B., McCowan, A. D., and Warren, I. R.,1978. Accuracy of short wave numerical model. Journal of Hydraulic engineering, Vol. 110(10), pp 1287-1301.

10- Chen, Q., Kirby, J.T., Darlymple, R.A., Kennedy, A. B., and Cawla A.,2000. Boussinesq modeling of wave transformation, breaking, and runup. II: 2D. Journal of waterway, port, coast and ocean engineering, pp 48-56.

11- Danish Hydraulic Institute.MIKE21 Boussinesq Waves Module. User Guide and Reference Manual.

12- Freilich, M.H., and Goza, R.T.,1984. Nonlinear effects on shoaling surface gravity waves. Philosophical Trans. Royal society, London, U.K..A311, pp 1-41.

13- Gierlevsen, T., Hebsgaard, M., Kirkegaard, J.,2001. Wave Disturbance Modelling in the Port of Sines Portugal with special emphasis on long period oscillations. Paper for the International Conference on Port and Maritime R&D and Technology,Singapore.

14- Kofoed-Hansen, H., Kerper, R., Sorensen, O.R., 2005. Simulation of Long Wave Agitation in Ports and Harbors Using a Time-Domain Boussinesq Model. Paper in Proceedings of Fifth International Symposium on Ocean Wave Measurement and AnalysisWave, Madrid, Spain.

15- Kofoed-Hansen, H., Sloth, P., Sorensen, O.R., Fuchs, J., 2000. Combined Numerical and Physical modelling of Seiching in Exposed new marina. Paper in Proceedings of 27th International Coastal Engineering Conference, Sydney, Australia.

16- Lynett, P. and Liu, P.L.,2002. A numerical study of submarine-landslide-generated waves and run-up. Philosophical Trans. Royal society, London, U.K..A458, pp 2885-2910.

17- Madsen, P. A., and Sorensen, O. R.,1992. A new form of the Boussinesq equations with improved linear dispersion characteristics, Part 2. A slowly-varying bathymetry. Journal of Ocean Engineering, Vol. 18, pp 183-204.

18- Nwogu, O., and Demirbilek, Z., 2001. BOUSS-2D: A Boussinesq wave model for coastal regions and harbors. Coastal and Hydraulics Laboratory Technical ReportERDC/CHL TR-01-25, Vicksburg, MS: U.S. Army Engineer Research and Development Center.

19- Nwogu, O.,1993. An alternative form of Boussinesq equations for near shore wave propagation. Journal of Waterway, Port, Coast and Ocean Engineering, Vol. 119(6), pp 618-638.

20- Peregrine, D. H, 1967. Long waves on a beach. Journal of Fluid Mechanics. Vol. 27, pp 815-827.

21- Rygg. O. B.,1988. Nonlinear refraction-diffraction of surface waves in intermediate and shallow water, Journal of Coastal Engineering, Vol. 12, pp 191-211.

22- Sørensen, O. R. Schaffer, H.A.and Sørensen,L.S.,2004. Boussinesq-type modelling using an unstructured finite element technique, Coastal Eng., 50, 181–198.

ج- منابع اینترنتی:

23- http://bushehrport.pmo.ir

24- http://khabarfarsi.com/ext/1892882

25- https://maps.google.com

26- https://maps.yahoo.com

27- https://terraserver.com/view.asp

Abstract:

 

Dayyer port in boushehr province which known as iran’s largest fishing port, get involved in wave agitation and basin disturbance after development andconstruction of new breakwater and took place some problems andaccidents in this port. The cause of this phenomenon is change of port entrance direction from west to southeast and thereunder wave agitation and distubance in basin. In this study, wave agitation which cuased by changing of port layout was investigated by using of BW module of MIKE 21 software. In based of numerical modeling conclusions, in general conditions, the waves which penetrated in port and come from east up to south are not threatener for basincalmness and only at stormy times which  waves with 2.1 meter height may come from southeast direction, the calmnessof basin is lost and port disturbance more than allowable deal was occurred. The height of the waves in the turbulent basin reach to more than 40 cm and this is a danger for moored and mooring vessels in the port.This phenomenonreduplicatethe importance of this problem at areas near the port entrance; because the waves height in this ereas reaches to more than 1.5 meter and probabilityof cousing hard damages is too much for vessels trafficking in this ereas. According to criterions of basin calmnessand inconsiderable frequency of this waves at one year, generally the rate of basin calmnessis adequate and more than 97.5 percent at year. However for stormy conditions, the timely notification of this conditions by the local authorities to prevent vessels traffic in the areas near the port entrance is recommended.

 

 

 

Keywords:Dayyer port, Harbour disturbance, Wave agitation, Port entrance, Boussinesq equations, MIKE 21

 

The University of Qom

Faculty of TechnologyandEngineering

AThesis Submitted in Partial Fulfillment of

the Requirements for the Degree of Master of Science in

Coastal and Marine Civil Engineering

Title:

NumericalModeling of Wave Agitation in Harbours and Investigationof Basin Calmness, Case Study:Dayyer Port

Supervisor:

Dr.Amir Alikhani

By:

……………

June, 2015

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “مدل‌سازی عددی نفوذ امواج به داخل بنادر و بررسی آرامش حوضچه، مطالعه موردی بندر دیر”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

− 3 = 1