مسئولیت‌های سازمان بنادر و دریانوردی جمهوری اسلامی ایران در حوزه های مهندسی سواحل و بنادر، ایمنی و دریانوردی و... موجب شده است تا شناخت آب‌های کشور و پدیده‌های مهم و تاثیرگذار در این محدوده‌های ارزشمند به عنوان وظیفه‌ای اصولی و حیاتی برای سیاست گذاران آن سازمان باشد. در همین راستا اداره کل مهندسی سواحل و بنادر پروژه مطالعاتی و زیربنایی پایش آب‌های کشور را در چندین فاز به مرحله اجرا گذاشته است. مطالعات پایش و شبیه‌سازی سواحل شمال کشور نیز پنجمین گام از این مطالعات محسوب می‌شود و در آن سواحل جنوبی دریای خزر در استان‌های گیلان، مازندران و گلستان مورد بررسی، اندازه‌گیری، مدلسازی و تحلیلی همه‌جانبه قرار خواهد گرفت.
اهداف پروژه
اهم اهداف اجرایی این پروژه عبارتند از:
· شناسایی، جمع‌آوری و تحلیل اطلاعات موجود در خصوص شرایط سواحل و بنادر شمالی کشور
· شناسایی نقاط ضعف و نقایص اطلاعاتی موجود
· تهیه و تامین اطلاعات پایه مورد نیاز مهندسی سواحل و سازه‌های ساحلی از طریق:
o مشاهدات میدانی
o اندازه‌گیری پارامترهای مرتبط با دریا و مهندسی سواحل (نظیر جریان، موج، باد، تغییرات خط ساحلی و ...)
o نمونه‌برداری و انجام بررسی‌های آزمایشگاهی در موارد مقتضی (نظیر شرایط زیست‌محیطی، رسوب و ...)
· پهنه‌بندی سواحل شمالی کشور بر اساس پارامترهای اندازه‌گیری شده
· صحت‌سنجی و تدقیق مطالعات انجام شده قبلی در محدوده جغرافیایی طرح
· مدلسازی پدیده‌های دریایی در محدوده جغرافیایی طرح و صحت‌سنجی مدل‌های ایرانی طراحی‌شده
· شناسایی مشکلات بالقوه و بالفعل موجود و ارائه راهکارهای مهندسی برای پیشگیری و اصلاح آن‌ها
· پیاده‌سازی و به‌روزرسانی بانک اطلاعاتی پدیده‌های ساحلی برای سواحل جنوبی دریای خزر
بر اساس دانسته‌های موجود از دریای خزر می‌توان به پدیده‌های تاثیرگذار و مهمی که می‌توانند در محدوده سرفصل‌های مطالعات حاضر قرار گیرند به شرح ذیل اشاره نمود.
· الگوی طوفان‌های محتمل در سطح دریای خزر
· الگوی عمومی جریان
· تغییرات دراز مدت خط ساحلی
· طبقه‌بندی رسوبی و مورفولوژی سواحل
· پایش میزان شوری و دمای آب دریای خزر
· پایش غلظت کلروفیل، نیتروژن، فسفر و پراکندگی فیتوپلانکتون در دریای خزر
جمع‌آوری اطلاعات
برای تامین بستر اطلاعاتی مورد نیاز، در نخستین گام اجرایی پروژه، اطلاعات ذیل از مراجع مربوطه تهیه و جمع‌آوری شده و مورد تحلیل قرار خواهند گرفت.
1. داده‌ها و خروجی‌های مطالعات پیشین انجام شده در دریای خزر (مانند ISWM، ICZM، CEP و ...)
2. مطالعات موج، جریان و رسوب میدانی انجام شده در بنادر دریای خزر در سواحل ایران
3. اطلاعات و نقشه‌های هیدروگرافی، تصاویر ماهواره‌ای و عکس‌های هوایی دریای خزر
4. داده‌های ایستگاه‌های اندازه گیری موج و جریان و ابستگاه‌های هواشناسی موجود در دریای خزر
5. اطلاعات موجود رسوب، خط ساحلی، تغییرات تراز آب و پروفیل ساحلی
6. هیدرولوژی رودخانه‌های منتهی به دریای خزر
7. توزیع دما، شوری و انجماد دریای خزر
8. داده‌های شرایط زیست‌محیطی
9. اطلاعات موجود از سازه‌های ساحلی و بندری
10. مشکلات و تنگناهای موجود در نواحی ساحلی دریای خزر از منظر مهندسی سواحل
اندازه‌گیری‌های میدانی
اهم عملیات اندازه‌گیری که در این پروژه به انجام خواهند رسید عبارتند از:
· اندازه‌گیری کمیت‌های جریان
· اندازه‌گیری کمیت‌های موج
· اندازه‌گیری کمیت‌های هواشناسی
· اندازه‌گیری مشخصات رسوب، پروفیل برداری و برداشت خط ساحلی
· اندازه گیری کمیت‌های محیط زیستی
موقعیت ایستگاهای اندازه‌گیری جریان و موج در دریای خزر
مدلینگ و شبیه‌سازی
از مهم‌ترین بخش‌های این پروژه، شبیه‌سازی پدیده‌های دریایی دریای خزر است که این مهم با استفاده از دقیق‌ترین و روزآمدترین روش‌های موجود علمی و در بخش‌های زیر به انجام خواهد رسید:
· شبیه‌سازی ریاضی
· شبیه‌سازی جریان
o برپایی و اجرای مدل سراسری جریان دریای خزر (با اعمال اثر باد، موج، کریولیس و انجماد)
o برپایی و اجرای مدل سه‌بعدی دریای خزر
o برپایی و اجرای مدل‌های محلی برای تمرکز بر مطالعات محلی
· شبیه‌سازی موج
o برپایی مدل سراسری موج دریای خزر
o برپایی مدل‌های محلی با استفاده از مدل طیفی
o برپایی مدل‌های محلی با استفاده از مدل موج بوزینسک یا SW با هدف مطالعه نفوذ موج در بنادر
· شبیه‌سازی رسوب
o برپایی مدل‌های یک بعدی رسوب و برآورد نرخ حمل رسوب ساحلی
o برپایی مدل‌های یک‌بعدی رسوب و برآورد تغییر شکل خط ساحلی
· تولید و شبیه‌سازی میدان باد
o برآورد دقت اطلاعات باد مدل ECMWF در دریای خزر
o تحلیل داده‌های ماهواره‌ای QuikSCAT در دریای خزر
o تحلیل داده‌های ماهواره‌ای Topex-Poseidon (CNES) در دریای خزر
o توسعه میدان باد با استفاده از اطلاعات ایستگاه‌های سینوپتیک باد و مقایسه با اطلاعات ماهواره‌ای
o تحلیل اطلاعات باد بویه های موج نگار
o استفاده از مدل هواشناسی و شبیه‌سازی میدان باد
· به روز رسانی و تدقیق مدلسازی امواج ایران (ISWM) در دریای خزر
o مقایسه نتایج مدل موج کالیبره شده در پروژه مانیتورینگ و ISWM
o مقایسه اطلاعات باد مورد استفاده در پروژه مانیتورینگ و ISWM
o مقایسه نتایج آنالیزهای حدی مدل ISWM پس از بروز رسانی
o بازسازی و اجرای مدل ISWM با استفاده از مدل ایرانی PMODynamics
تهیه پایگاه داده‌ها
هدف اصلی استفاده از سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی، به‌کارگیری توانمندی‌های این تکنیک در یکپارچه‌سازی یا اتصال اطلاعاتی است که ارتباط آن‌ها توسط هر ابزار دیگری بسیار مشکل و گاهی غیرممکن می‌باشد. از آنجایی که این پروژه در حقیقت بخشی از پروژه مطالعات مونیتورینگ و مدلینگ سواحل کشور می‌باشد، پایگاه اطلاعات جغرافیایی مورد استفاده در این فاز نیز به عنوان جزیی از پایگاه اصلی طراحی شده در پروژه‌ی مطالعات مونیتورینگ و مدلسازی سواحل کشور عمل خواهد کرد که فاز اول آن در منطقه‌ی دریای عمان و در مناطق مجاور خلیج چابهار و فاز دوم در محدوده‌ی بندر عسلویه در استان بوشهر به اتمام رسیده؛ فاز سوم و چهارم، به‌ترتیب، در محدوده‌ی خلیج بوشهر و خلیج استان هرمزگان در حال انجام است. بنابراین، در فاز پیش رو، اقدامات صورت گرفته در فازهای پیشین به‌عنوان مبنا قرار گرفته و علاوه بر تولید داده‌های برداشت شده در چارچوب آن ساختار، درصورت نیاز و امکان، نقاط ضعف ساختار فعلی اعم از فرمت داده‌ها در پایگاه اطلاعات جغرافیایی و ابزارهای تهیه شده، بر اساس نظر کارفرما اصلاح خواهد شد.