مطالعه مدل آزمایشگاهی و ارائه روابط جدید جهت تعیین میزان پایین آمدگی امواج نامنظم از موج‌شکن‌های شکل‌پذیر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری/ سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تربیت ‌مدرس

2 عضو هیئت ‌علمی /دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه تربیت‌مدرس

3 عضو هیئت ‌علمی/ مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری وزارت جهاد کشاورزی

4 عضو هیئت علمی/ مرکز ملی اقیانوس‌شناسی

چکیده

در این تحقیق تأثیر امواج نامنظم دریا بر میزان پایین آمدگی امواج از موج‌شکن‌های توده سنگی شکل‌پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. موج شکن شکل‌پذیر، نوعی موج‌شکن است که نیم‌رخ اولیه آن در اثر برخورد امواج تغییر شکل پیدا می‌کند. پژوهش حاضر با استفاده از روش مدل آزمایشگاهی در فلوم موج انجام شده است. امواج تابیده شده به مدل مقطع موج شکن، نامنظم با طیف انرژی جانسواپ بوده است. محدوده ارتفاعات موج 4 تا 14 سانتی‌متر و پریودهای میانگین 9/0 تا 7/1 ثانیه در آزمایشگاه درنظر گرفته شده‌اند. جهت اجرای مصالح لایه آرمور، از سنگ با دانه‌بندی‌های به ترتیب  82/1، 44/1 و 14/1=Dn85A/Dn15Aو محدوده شاخص نفوذپذیری مصالح سازه 10 و 101 استفاده شده است. برای بررسی تأثیر شیب سازه، شیب‌های 25/1:1،1:2و5/1:2 با مقیاس1:50 مورد آزمایش قرار گرفته اند و به منظور بررسی اثر مقیاس، چند آزمون شاخص با مقیاس 1:30 تکرار شده است. تعداد امواج تابیده شده به مدل سازه از 1000 تا 6000 موج در نظر گرفته شده و مجموعاً تعداد 120 آزمایش انجام شده است. نتایج آزمایشگاهی به صورت نمودارها و روابط میزان پایین آمدگی 2% و 10% و عمده ارائه و به کمک روشهای رگرسیونی خطی چندگانه، فرمولهای جدیدی به داده‌های آزمایشگاهی برازش داده شده است، که در این مقاله ارائه می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental Investigations and Development of New Relations to Determine Run-down Levels of Irregular Waves on Reshaping Breakwaters

نویسندگان [English]

  • N Shirian 1
  • M Shafieefar 2
  • P Aghtouman 3
  • V Chegini 4
1 Phd.Candidate, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Assistant Professor, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
3 Faculty Members of Soil Conversation and Watershed Management Research Center
4 National Oceanographic Center
چکیده [English]

In this research, the effects of irregular wave action on run-down on the slope of reshaping rubble–mound breakwaters have been investigated. Reshaping breakwater is a new kind of breakwater in which the initial profile is changed to an S-shaped profile, once affected by waves. Therefore, the relations related to run-down levels on conventional breakwaters cannot be used for this type of structure. This research is conducted based on Experimental Modeling. Experiments were performed in the Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI) for multiple cross sections of reshaping breakwaters with three different slopes in years 2003 and 2004. The wave flume was equipped with a modern DHI wave generation system, which contains paddle, power pack, hardware and software divisions. The hydraulic responses mentioned above, were investigated by changing the wave parameters such as significant wave height, mean and peak wave period and storm duration on the three structure’s seaward slopes, equal to 1:1.25, 1:2.0, 1:2.5. JONSWAP wave spectrum was used in all experiments. The Armored layer materials were included in three grading classes (Dn85A/Dn15A=1.14, 1.44, 1.82) and a Range of structural index permeability, Pe. In order to investigate the effects of changing structural geometry, wave properties, and the comparison between two scales, 120 tests were performed with 1000 to 6000 waves. Finally the results of different scale factors were compared. The experimental results were plotted as graphs showing the run-down levels versus the surf similarity parameter and deepwater wave steepness. Because the Iribarren number does not accurately describe the combined effects of slope and wave steepness, an improved and new formula was fitted to data using multiple linear regression and nonlinear regression, which results in some new empirical equations presented in this paper.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reshaping breakwaters
  • Wave run-down
  • Rubble Mound
  • Experimental modeling
  • Irregular waves

مراجع

زاهدی، رفیعه. چگینی، وحید ، بنازاده، محمدرضا و آق‌تومان، پیمان (1379): "بررسی بالاروی و پایین روی امواج نامنظم از موج شکن‌های پوشش داده شده با بلوک‌های آنتی‌فر"، مجموعه مقالات پنجمین همایش علوم و فنون دریایی و جوّی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس.
عامری، مجتبی. دولتشاهی پیروز، محرم و آق‌تومان، پیمان (1379): "بررسی تأثیر شکل مصالح لایه آرمور بر واکنش‌های هیدرولیکی دیوارهای ساحلی توده سنگی"، مجموعه مقالات چهارمین کنفرانس بین‌المللی سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی، بندرعباس، بندر شهیدرجائی.
CIRIA/CUR, (1991), Manual on the use of rock in coastal and shoreline engineering, special publication 83, CUR Report 154, A. A. BALKEMA, Rotterdam.
CIRIA/CUR, (1995), Manual on the Use of Rock in Hydraulic engineering, CUR/RWS Report 169, A.A.BALKEMA, Rotterdam.
De Waal, J.P., and Van der Meer, J.W., (1992), "Wave run-up and overtopping at coastal structures", ASCE, Proc. 23rd ICCE, Venice, Italy, pp. 1758-1771.
DHI (Danish Hydraulic Institute), (1996), EUMAST II Berm breakwater structures, In- fluence of the permeability and stone gradation, Draft report, October 1996.
Hughes, S.A., (1993), Physical Models and Laboratory Techniques in Coastal Engineering, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 7, World Scientific Publishing, Singapore. 
Mansard, E.P.D., and Funke, E.R., (1980), "The measurement of Incident And Reflected Spectral Using a Least Squares Method", Proc. 17th Coastal Engineering Conf, Sydney, Australia, pp. 154-172.
PIANC MarCom WG 40, (2003), State-of-the-art of the design and construction of berm breakwaters, PIANC, Brussels.
Pilarczyk, K.W., (1990), Design of seawalls and dikes including overview of the revetment, Coastal protection, Balkema Rotterdam.
 
 
TAW, (1974), Technical advisory committee on protection against inundation, wave run-up and overtopping, Government Publishing Office, The Hagus, The Netherlands.
USACE, (1984), Shore Protection Manual, U.A. Government Publisher, Washington. DC.
Van der Meer, J.W., (1988a), "rock slopes and gravel beaches under wave attack", Doctoral thesis, Delft univ. of Technology, Delft Hydraulics Communication, No. 396. 
Van der Meer, J.W., (1993), Conceptual design of rubble mound breakwaters, Delft Hydraulics, Report No 483.
Van der Meer, J.W., (1998), "Wave run-up and overtopping", Chapter 8, pp. 145-159. In: Dikes and revetments, A.A. Balkema, Rotterdam.
Van der Meer, J.W., and Janssen, J.P.F.M., (1994), "Wave run-up and wave overtopping at dikes and revetments", Delft Hydraulics, Report No 485.
Van der Meer, J.W., and Stam, C.J.M., (1992), " Wave run-up on smooth and rock slopes of coastal structures," ASCE, Journal of WPC & OE, Vol. 118, No. 5, pp. 534-550.
تحقیقات منابع آب ایران
دوره 3، شماره 1
خرداد 1386
صفحه 45-55

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 مرداد 1384
  • تاریخ بازنگری: 10 مهر 1385
  • تاریخ پذیرش: 22 آذر 1385

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار