2

1 . 1. 1- مهندسی دریا
1. 1. 2- تاریخچه مطالعات

3
4

1 . 2- هدف از این تحقیق
فصل دوم: بنادر صیادی

5
6

2 .1- تعریف بنادر صیادی
2. 2- شرایط حاکم بر طراحی بندر

6 6

2. 2. 1- شرایط اقتصادی
2. 2. 2- شرایط فیزیکی

7
7

2. 2. 3- شرایط کشتیرانی
2 . 2. 3. 1- اثر باد

7 7

2. 2. 3. 2- اثر موج
2. 2. 3. 3- اثر جریانها

7
8

2. 3 – شرایط مربوط به حفظ عمق در قسمتهای مختلف بندر 2. 4- انواع موج شکن ها

8
9

2. 4. 1- موج شکن منقطع یا پایدار
2. 4. 2- موج شکن شناور

9
9

2. 4. 3- موج شکن هوایی
2 . 4. 4- موج شکن یکسره

10

فصل سوم: صفحات مستغرق

11
11

3. 1- مقدمه
3. 2- تئوری صفحات مستغرق

13
17

3. 3- مطالعات انجام شده
فصل چهارم: مکانیک امواج و هیدرودینامیک لنگرگاه

18 24

4. 1- مقدمه
4. 2- امواج منظم

24
26

4. 2. 1- تعریف پارامتر های موج
4. 2. 2- تئوری موج خطی

26

4. 2. 2. 1- فرضیات

29
33

4. 2. 2. 2- سرعت ، طول و پریود موج
4. 2. 2. 3- پروفیل امواج سینوسی

33
34

4. 2. 2. 4- برخی توابع مفید و کاربردی
فصل پنجم: شرح مدل فیزیکی

35
36

5. 1- حوضچه مدل
5. 2- بندر

37
37

5. 3- دستگاه تولید موج یکنواخت
5. 3. 1- الکترو گیر بکس

38
39

5 . 3. 2-بازوی پیستونی
5. 3. 3- پاروی موج ساز

40
40

5. 4- دستگاه رسوب سنج
5. 4. 1- سنسور

42
46

5. 4. 2- مانیتور
5. 5- رسوب مورد استفاده

44
44

5. 5. 1- براده چوب
5. 5. 2- تراشه آلومینیوم

44

5. 5. 3- ماسه

45
46

فصل ششم: شرح آزمایش های انجام شده ونتیجه گیری
6. 1- شرح آزمایش ها

48
51

6. 1. 1- آزمایش شماره یک
6. 1. 2- آزمایش شماره دو

54
58

6. 1. 3- آزمایش شماره سه
6. 1. 4- آزمایش شماره چهار

62
66

6. 1. 5- آزمایش شماره پنج
6. 1. 6- آزمایش شماره شش

70
75

6. 1. 7- آزمایش شماره هفت
6. 2- مقایسه و بحث

87

نتیجه گیری

88

پیوست الف : جدول ها

خلاصه:
با توجه به اینکه اثر صفحات مستغرق در کنترل فرایند رسوب گذاری در سواحل رودخانه ها طی پژوهش هایی پیشتر بررسی شده در این تحقیق سعی شد که کاربرد این صفحات تحت شرایط گوناگونی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد لذا با ایجاد حوضچه و بندر گاهی، در اشل آزمایشگاهی سعی شد شرایط امواج دریا و رسوب مدلسازی شده وتوپوگرافی کف محوطه بندر ابتدا بدون کاربرد صفحات مستغرق و سپس با قراردادن صفحات تحت زوایای مختلف برداشت شد و با مقایسه این برداشتها با یکدیگر نتایجی حاصل شد که این نتایج حاکی است که کاربرد صفحات مستغرق در مقابل ورودی بندر گاه موجب خواهد شد که رسوب در جهت عرضی هدایت شده و نتیجه آنکه ورودی رسوب به داخل بندر کنترل گردد.
اطلاعات مربوط به ارتفاع نقاط شبکه بندی روی بستر حوضچه ، در نرم افزار Excellوارد شده و به صورت جدول تنظیم شده است و این جدول ها نیز توسط نرم افزارSurfer مورد پردازش قرار گرفته و شکلتوپوگرافیبستر حوضچه به صورت سه بعدی و شبکه بندی ترسیم شده است.در این تحقیق ابتدا آزمایش بدون کاربرد صفحات مستغرق بمدت 370 دقیقه و سپس با تخلیه آب حوضچه و استفاده از دستگاه رسوب سنج توپوگرافی کف محوطه بندر برداشت شد و نهایتا” با استفاده از نرم افزار Surfer نمای سه بعدی کف را پس از انجام هر سیکل آزمایش ترسیم شده که در ادامه فرایند آزمایش ها نتایج با این حالت به عنوان آزمایش شاهد مقایسه شده است.از آنجا که صفحات مستغرق در کانالهای آبگیر مورد استفاده قرار گرفته و به طرز قابل ملاحظه ای در انتقال عرضی رسوب و کنترل ورود رسوب به داخل آبگیر موثر بوده است ، لذا در این تحقیق با استفاده از مدل فیزیکی و شبکه بندی محوطه بندر و اطراف آن و شبیه سازی امواج دریا توسط دستگاه موجساز در محیط آزمایشگاه ابتدا میزان رسوب ورودی در نقاط مختلف شبکه بندی بندر در حالت بدون استفاده از صفحات اندازه گیری شده و سپس با کار گذاشتن صفحات مستغرق ، با آرایش مختلف ، در مقابل دهانه ورودی بندر بار دیگر میزان رسوب در نقاط شبکه بندی اندازه گیری شده است و نتایج با حالت بدون صفحات مقایسه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل از این آزمایش ها حاکی از آنست که نصب صفحات مستغرق با آرایش مختلف در دهانه ورودی بنادر موجب انتقال عرضی رسوب و در نتیجه کنترل ورود رسوب به داخل بندر می گردد.

1- مقدمه
1. 1. 1- مهندسی دریا(ساحل)
تلاش برای برخی مسائل در منطقه ساحلی نظیر فرسایش سواحل و طراحی سازه ای و کاربری بنادر به قرن ها قبل باز میگردد بران(1972 Bruun) مباحثی را در مورد فرسایش دریا و کنترل سیل در کشورهای هلند ،انگلیس و دانمارک در قالب بر کارهای حفاظتی در دریا از قرن دهم میلادی به بعد ارائه نمود اینمان (Inman 1974) از مطالعه در مورد بنادر قدیمی اطراف دریای مدیترانه دریافت که بنادرساخته شده در هزار تا دو هزار سال قبل از میلاد مسیح ،”بیانگر یک درک عمیق غیر علمی خیلی بالا از امواج و جریانات دریایی هستند که به پیشرفت مفاهیم قابل توجه در مقابل نیروهای طبیعی منجر شده است”.
کارهای ساحلی بطور تاریخی مربوط به مهندسین عمران و امور نظامی بوده است.عبارت مهندسی دریا با برگذاری اولین کنفرانس مهندسی دریا درلانگ بیچ[1] کالیفرنیا در سال1950در زمره رشته های مهندسی با کاربرد عمومی تعریف گردید.اوبرین (Obrien 1950) در پیشگفتارمجموعه مقالات کنفرانس فوق نوشت که مهندسی دریا یک رشته مهندسی جدید یا جداگانه نبوده و تربیت مهندسین و انجمن جدید مورد نظر نبوده است .مهندسی دریا اساساً شاخه ای ازمهندسی عمرانمیباشد که بطور قابل توجهی بر علومی مانند اقیانوس شناسی ، هوا شناسی، مکانیک سیالات، الکترونیک و مکانیک سازه و سایر رشته اتکا دارد.
در مقایسه با سایر زمینه های مهندسی عمران، طراحی و مهندسی دریا کمتر بوسیله آئین نامه هاکنترل میشود دلیل این امر نیز طبیعت محیط ساحلی است که کمتر قابل استناد بوده و فقدان نسبی تجربیات پایه ای مورد نیاز جهت تدوین آئین نامه نیز مزید علت بوده است.

1. 1. 1. 2- تاریخچه مطالعات

تحقیقات و مطالعات در زمینه رسوب گذاری در بنادر در زیر آمده است:
منگور و چاندراوانسا (Mangor, Chandravansa 1991) مدل فیزیکی برای حل مشگل کم عمقی در بندر ماهیگیری برووالا در سریلانکا ساخته اند و ایشان توصیه به ساخت یک موج شکن ثانویه جدید در سمت پایین دست موج شکن موجود کرده اند. همچنین تاکید کردند که موج شکن جدید قرینه موج شکن اصلی باشد.
در آزمایشگاه دانلی(Danlee1986) مشگل کم عمقی بندر دینگ وال در کانادا مورد مطالعه قرار گرفت و پیشنهاد شد که با تغییر شکل دهانه ورودی بندر جریانی ازطرف داخل به خارج مخزن ممکن است ایجاد و تولید شود که می تواند از ته نشین شدن رسوب جلوگیری کند. در بندر ماهیگیری گومیزاکی ژاپن ، نودا(Noda1966) پیشنهاد کرد که طول موج شکن اصلی زیاد شود.
مطالعات برای مشگل رسوب گذاری بندر ماهیگیری یاکاکنت در ترکیه بوسیله گونبک(1990 Gonbac) انجام شده و پیشنهاد به ساخت یک موج شکن اصلی و یا آب شکن در بالا دست بندر کرده اند.
بوتین(Butin 1991) که مجموعه ای از مطالعات و تحقیقات آزمایشگاهی را در 59 بندر در آمریکا جمع آوری کرده است آشکار ساخت که محل و شکل ورودی بندر به طورجدی بر میزان کم عمقی تاثیر می گذارد.برای جلو گیری از مشگل بندر مریلند در کانادا اولت و انکتیل(1983 Olet, Anctill) گزینه های مختلف را در آزمایشگاه آزمایش کرده اند و مناسب ترین شکل موج شکن ثانویه را تعیین کردند. توسط تحقیقات تکمیلی تاکیدشدکه مشگل فرایندکم عمقی با پارامتر های مختلف موج شکن تناسب دارند. اکثر مطالعات فوق در موردکم عمقی در یک منطقه خاص و تلاش برای بر طرف ساختن مشکل همان نقطه را دارند. تا زمانیکه این مشگل در سرتاسر جهان فرا گیر است تعیین پارامترهایی که تاثیر بر کم عمقی می گذار ند حائز اهمیت میباشد. در این تحقیق به بررسی روند رسوب گذاری در بنادر با استفاده از مدل فیزیکی دردانشگاه شهید باهنر کرمانو همچنین آزمایشهای مربوط به کاربرد صفحات مستغرق در دهانه بندرجهت جلو گیری و کنترل ورود رسوب به بندر پرداخته شده است.

1. 1. 2- هدف از این تحقیق

رسوبات بستر توسط امواج و جریانات دریایی در مقابل موج شکن اصلی به سمت لبه موج شکن انتقال می یابند. با شکسته شدن امواج در نزدیکی ورودی بندر این رسوبات به حالت تعلیق درآمده و توسط امواج ضعیف به درون مخزن بندر انتقال می یابند و در نتیجه این فرایند از عمق مفید ناحیه داخل بندر کاسته شده و همین امر موجب می گردد که کشتیها و شناورها برای ورود و کناره گیری با مشگل رو برو گردند. جهت تامین عمق لازم برای عبور و مرور شناور ها می بایست بندر لایروبی گردد و با توجه به بالا بودن حجم رسوب وارد شده به بندر و پایین بودن حجم واحد لایروبی میزان هزینه جهت انجام عملیات لایروبی بسیار قابل توجه می باشد. لذا هدف این تحقیق تلاش در جهت ارائه راهکاری جهت کاستن از ورود رسوب به بندر و در نتیجه صرفه جویی اقتصادی در نگهداری از بنادر می باشد.
تعریف بنادر صیادی
بنادر ماهیگیری به بنادری اطللاق میگردد که برای قایقهای ماهیگیری و سایر شناورها طراحی و ساخته می شوند. بطور کلی این سازه ها دارای دو جزء زیر می باشند:
الف: موج شکن اصلی
قسمتی است که طول بیشتر دارد و در قسمت بالا دست ساخته شده و با امواج غالب مقابله میکند.
ب: موج شکن فرعی
قسمتی از بندر است که دارای طول کمتر نسبت به موج شکن اصلی بوده و در قسمت پایین دست برای مقابله با امواج ضعیف تر ساخته می شود.
یک بندر برای پناه دادن به کشتی ها در مقابل امواج و به منظور یکی ازموارد زیر احداث می شود:
الف) توقف کشتی در انتظار حرکت به مقصد دیگر
ب) انجام عملیات تجارتی، که عبارت از سوار و پیاده کردن مسافران، بار اندازی، بار گیری ، سوختگیری، آبگیری و تامین خوراکی می باشد.
ج) ساختمان کشتی، نگهداری و تعمیرات آن می باشد.
نقش اول یعنی پناهگاه بودن برای کشتیها از دو کار دیگر مهم تر است. بنادر بر حسب کار های تخصصی که دارند به پنج قسمت تقسیم می شوند. ولی البته یک بندر می تواند دو یا چند کار تخصصی را انجام دهد.
– بنادر نظامی
– بنادر تجاری
– بنادر صید ماهی
– بنادر ساختمانی
– بنادر کشتیرانی تفریحی
دسته بندی بنادر بر حسب موقعیت جغرافیایی
1) بنادری که در خودها یا لنگر گاه های طبیعی مستقر می شوند.
2) بنادر خارجی :
این بنادر یا با پیشروی در دریا ساخته می شوند و یا با حفر زمین در خشکی و ارتباط آن با دریا بوجود می آیند.
3) بنادر داخلی
این نوع بندر بنادری هستند که در شط ها و رودخانه های بزرگ ساخته می شوند، و با کانال دریایی به دریا متصل می گردند.
4) بنادر دور از ساحل
در بعضی موارد بنادر را به صورت جزیره ای خارج از ساحل می سازند و آن را توسط پل به ساحل ارتباط میدهند.
2. 2- شرایط حاکم بر طرح ریزی بندر

2. 2. 2. 1- شرایط اقتصادی

با توجه به هدف از ساخت بندر که جهت امور ترانزیت کالا و باز گانی می باشد ، ساخت بندر به امور اقتصادی مربوط می گردد.

2. 2. 2. 2- شرایط فیزیکی طرح استقرار بندر که شامل تعیین محل و امتداد ساختمانهای خارجی (موج شکن ها و …) و نوع این ساختمانها می باشد، در درجه اول به وضع پستی و بلندی بستگی دارد که از آن ، ار