پنج شنبه ۲۳ آذر ۱۳۹۶

مدل سازی تغییرات سطح آب

هدف اصلی از انجام این مطالعه، محاسبه تغییرات سطح آب و خیزآب ناشی از موج، جزر و مد و باد در سواحل استان هرمزگان می‌باشد. به‌منظور محاسبه خیزآب ناشی از موج و جزر و مد، از مطالعات جامع و گستردۀ مدل‌سازی انتشار امواج و جریان‌های جزرومدی انجام شده در بخش‌های پیشین این پروژه، استفاده شده است. دوره زمانی مدل‌سازی امواج و باد یک دوره 28 ساله از ابتدای سال 1983 تا انتهای سال 2010 می‌باشد.

 

خیزآب ناشی از موج:

 

وقتی که یک قطار موج به طرف ساحل انتشار می‌یابد، در بعضی نقاط بسته به خصوصیات موج و شیب بستر در نزدیکی ساحل، امواج خواهند شکست. در مناطق طرف خشکی بعد از این نقاط شکست، یک ناحیه شکست موج شکل می‌گیرد که در آن‌جا امواج انرژی خود را از دست می‌دهند و هنگام عبور از این ناحیه، ارتفاع موج کاهش می‌یابد.

 

 wavesetup1

  

شکل 1: تغییرات خیزآب ناشی از موج بندر لنگه در طول پروفیل برای موج 90 درجه با دوره بازگشت 100 ساله

خیزآب ناشی از جزر و مد:

جزر و مد صعود و نزول تراز آب دریا است که به وسیله جاذبه ثقل ناشی از خورشید و ماه روی اقیانوس‌ها و نیروی گریز از مرکز مساوی و مختلف ‌الجهت در اثر چرخش سیستم زمین- خورشید- ماه، ایجاد می‌شود. در خلیج فارس و دریای عمان عمده تغییرات سطح آب ناشی ازجزر و مد می‌باشد. بالا آمدن سطح آب ناشی از پدیده جزر و مد را خیزآب ناشی از جزر و مد گویند. برای مطالعات و شبیه‌سازی جریان و تغییرات تراز ارتفاع آب ناشی از جزر و مد درسواحل استان هرمزگان، مدل هیدرودینامیکی Flow MIKE 21 به‌ صورت دوبعدی، در مختصات کروی و با ساختار مش نامنظم برای ناحیه‌ای فراتر از محدوده طرح یعنی کل خلیج‌فارس و بخشی از دریای عمان اجرا شده است.

 

خیزآب ناشی از باد:

وزش یک سیستم باد روی آب‌های کم عمق نزدیک ساحل در دریاها و اقیانوس‌ها یا توده آب‌های کم عمق در داخل خشکی‌ها می‌تواند باعث تغییرات قابل توجه تراز آب شود. در این مطالعه، جهت مدل‌سازی ریاضی تغییرات سطح آب ناشی از باد در سواحل استان هرمزگان، از مدول هیدرودینامیکی Flow FM-HD نرم‌افزار MIKE 21 استفاده شده است. مدلسازی حاضر کل محدوده خلیج‌فارس و دریای عمان تا مختصات °62 شرقی را در برمی‌گیرد. به منظور در نظر گرفتن شرایط بحرانی در محاسبات خیزآب، سطح آب اولیه مدلسازی برابر با MHHW قرار داده شده است. هیدروگرافی مورد استفاده در این مدلسازی، ETOP1 بوده که نسبت به MSL می‌باشد.

wavesetup2  

شکل 2: نمونه‌ای از خروجی مدل تغییرات سطح آب ناشی از باد در یک زمان مشخص برای باد از جنوب‌شرقی

 

wavesetup3   

شکل 3: سری زمانی تغییرات سطح آب ناشی از باد برای نقطه‌ای با عمق 10 متری درمقابل ایستگاه لنگه

خلاصه نتایج:

مقادیر خیزآب ناشی از موج، باد، جزر و مد و فشار بارومتری در نقاط مهم سواحل استان هرمزگان برای دوره بازگشت 100 ساله در جدول 1 بیان شده است. مقایسه نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که بیش‌ترین میزان خیزآب موج و باد به ترتیب مربوط به ایستگاه‌های سیریک و کوه‌مبارک بوده، که این امر به علت وقوع طوفان‌های قدرتمندتر در دریای عمان نسبت به تنگه هرمز و خلیج‌فارس می‌باشد. همچنین بیشترین بالاآمدگی سطح آب ناشی از جزر و مد در رجایی و تنگه خوران رخ ‌می‌دهد. این امر نشان دهنده افزایش تغییرات سطح آب در نواحی باریک شده دریا مانند ناحیه بین قشم و سرزمین اصلی می‌باشد. 

 جدول 1: مقادیر خیزآب ناشی از موج، باد و فشار بارومتری در نقاط مهم سواحل استان هرمزگان برای دوره بازگشت 100 ساله به همراه تراز جزرومدی MHHW

wavesetup4