masoud sadrinasab
-
رخدادهای بزرگ مقیاس دریایی با تغییر در مولفه های فیزیک دریا بروز و ظهور می کنند. دما و شوری دو مولفه تاثیر گذار دریایی برنحوه الگوی جریانات می باشند که به یکدیگر نیز مرتبط اند. دریای عمان تحت تاثیر حوزه های آبی خلیج فارس و دریای عرب می باشد. جهت جریان در زمستان در بخش سواحل مکران عموما بصورت شمال سو و از سمت دریای عمان به خلیج فارس می باشد. در زمستان حضور پدیده فراجوشی باعث تشدید این جریان شده و زبانه نفوذ آن افزایش می یابد. علاوه بر آن، پدیده فراجوشی ساحلی در حضور مانسون زمستانه نیز بر نحوه حرکت جریانات ساحلی منطقه تاثیر می گذارد. با بررسی خروجی دما و شوری سطحی دریا از نرم افزار متلب و همچنین مدل سازی سه بعدی رامز برای فصل زمستان تغییرات دمایی نیم تا یک درجه سانتی گراد در محدوده ساحل مکران نسبت به نقاط مجاورش دیده شد که نشان دهنده حضور پدیده فراجوشی و تزریق آب خنک با شوری کم از نقاط عمیق اقیانوس هند به این سواحل می باشد. این پلوم آب سرد اقیانوسی در یک برش قائم مانع نفوذ جریان شور و گرم سطحی از دریای عرب به منطقه شد. بطوریکه دما (°C3/23) و شوری تنگه هرمز (psu 5/36) در این فصل از سال به کمینه مقدار خود رسید. همچنین بررسی داده های میدانی ساحل چابهار نشان از کاهش ناگهانی شوری در ماه بهمن و اسفند (psu3/36) نسبت به بیشینه شوری این منطقه در آخر خرداد (psu4/37) دارد که دال بروجود پدیده فراجوشی در این منطقه می باشد. تغییرات شوری به همراه ورود جبهه ی جدید از سمت دریای عرب ایجاد شد بطوریکه در فصل بهار با ورود آب شور از سمت دریای عرب، شوری در سواحل غربی دریای عمان افزایش و در تابستان این شوری به اوج خود رسید. هم زمان جبهه جریانات سطحی از سمت دریای عرب به سمت تنگه هرمز پیشروی می کند که باعث کاهش شوری برای سواحل غربی ایران شد.
کلید واژگان: دریای عمان، فراجوشی، مانسون، دما و شوری سطحی، سواحل مکرانNivar, Volume:48 Issue: 126, 2024, PP 97 -108Large-scale marine phenomena appear with changes in the physical components of the sea. Temperature and salinity are the two components that impacted the pattern of sea currents, which are also related to each other. The Oman Sea is influenced by the water basins of the Persian Gulf and the Arabian Sea. In the coastal part of Makran, the current direction in winter is generally to the northern and from the Oman Sea to the Persian Gulf. The coastal upwelling in this season is due to the flow intensification and influence increased. Plus the coastal upwelling phenomenon and the infiltration of cool water with low salinity was from the deep parts of the Indian Ocean to the coasts. This cold ocean water plume in a vertical section prevented the penetration of warm and salty surface flow from the Arabian Sea to this region. Therefore, the temperature (23.3C0) and the salinity of the Hormuz Strait (36.5 psu) reached the minimum value in this season of the year. Hence, the field data of Chabahar coast is shown unexpected reduced the salinity in February and March (36.3psu) and compared to the maximum salinity of this region about the end of June (37.4psu), which was due to the upwelling. The salinity changes were created along the entrance of water mass from the Arabian Sea in the spring and salinity is increased along the western coast of the Oman Sea with the salty water from the Arabian Sea. The amount of this salinity was the highest in summer. At the same time, the surface currents are developed from the Arabian Sea toward the Hormuz Strait, which caused the salinity reduction in the western coast of Iran.
Keywords: Oman Sea, Upwelling, Winter Monsoon, Surface Temperature, Salinity, Makran Coast -
این تحقیق بر مبنای تیوری، به بررسی ارتباط بین عمق نفوذ امواج الکترومغناطیسی با میزان رسانندگی آب دریا بر اساس پارامترهای روزانه دما و شوری در دریای کاسپین با شوری کم و دریای عمان با شوری بالا پرداخته شد. داده ها درگستره یک ساله از مرکز اقیانوس شناسی دریافت و مقادیر بطور روزانه محاسبه و نتایج نشان دهنده حساسیت بیشتر برد امواج نسبت به شوری دارد. برد با افزایش میزان بسامد, کاهش می یابد بطوریکه در بسامد 1000 khz میزان برد برای دریای کاسپین و عمان بترتیب به حدود 2 و 5 سانتی متر رسید. میزان برد در بسامد پایین 100Hz افزایش محسوسی داشته و مقدار آن برای دریای کاسپین 51/1 متر ماه اسفند(T=11.76 C0, P=7.59psu) و برای دریای عمان برابر با 22/16 متر در ماه دی(T=22 C0, P=36.5 psu) بدست آمد. همچنین حساسیت برد امواج با دما در دریای کاسپین بیشتر از دریای عمان می باشد. این میزان برد در کمینه و بیشینه دمایی 9.74 و 30/24 درجه سانتی گراد برای دریای کاسپین بترتیب 34 و 45.2 متر و برای دریای عمان در دماهای 22 و 32.2 درجه سانتی گراد برابر با 19.57 و 22 متر دیده شد. عمق نفوذ امواج رادار در دریای کاسپین به دلیل شوری اندک می تواند تا سه برابر بیشتر از دریای عمان باشد. از آنجا که با افزایش شوری میزان برد کاهش می یابد لذا با درنظر گرفتن شوری پساب خروجی تاسیسات آبشیرین کن در محدوده ی 74.8psu برد امواج با بسامد 100Hz از 19.7m به 4m کاهش شدید داشته که می تواند عامل ردگیری آن در دریا شود.
کلید واژگان: سنجنده، دریای کاسپین و عمان، امواج، دما و شوری، ردگیری آلودگیNivar, Volume:47 Issue: 122, 2023, PP 159 -178Based on theory, this research investigated the relationship between the penetration depth of electromagnetic waves and the conductivity of sea water based on daily parameters of temperature and salinity in Caspian Sea with low salinity and Oman Sea with high salinity. The data was received from the oceanographic center over a period of one year and the values are calculated daily and the results show that the wave range is more sensitive to salinity. The range decreases with the increase of the frequency, so that at the frequency of 1000 khz, the range for the Caspian Sea and Oman reached about 2 and 5 cm, respectively. The range in the low frequency of 100 Hz has increased significantly and its value for the Caspian Sea is 1.51 m in March (T=11.76 C0, P=7.59psu) and for the Oman Sea it is 16.22 m in January (T=22 C0 , P=36.5 psu) was obtained. Also, the sensitivity of wave range with temperature in the Caspian Sea is more than that of the Oman Sea. This amount of range was seen at minimum and maximum temperatures of 9.74 and 24.30 degrees Celsius for the Caspian Sea, respectively 34 and 45.2 meters, and for the Oman Sea at temperatures of 22 and 32.2 degrees Celsius equal to 19.57 and 22 meters. The penetration depth of radar waves in the Caspian Sea can be three times higher than in the Oman Sea due to its low salinity. Since the range decreases with the increase in salinity, therefore, taking into account the salinity of the effluent of desalination facilities in the range of 74.8psu, the range of waves with a frequency of 100Hz has decreased sharply from 19.7m to 4m, which can be the cause of its tracking in the sea.
Keywords: satellite sensor, Caspian Sea, Oman, waves, temperature, salinity, tracking pollution -
پیشینه و اهداف
در اقیانوس هند دو باد مانسون تابستانی و زمستانی وجود دارد که در جهتی مخالف یکدیگر و با شدت و ضعفی متفاوت بر پهنه اقیانوس هند شمالی و دریای عمان می وزند که می توانند بر الگوی چرخش جریانات دریای عمان تاثیر بگذارند. یکی از این تاثیرات, اثر متقابل چرخند های شکل گرفته از این بادها بر نحوه پخش پساب حاصل از تاسیسات آب شیرینکن سازی در سواحل دریای عمان می باشد. در این تحقیق به بررسی تاثیر یک چرخند بزرگ مقیاس زمستانی بر آب و هوای دریای عمان که تحت تاثیر بادهای مانسون اقیانوس هند ایجاد شده است بر نحوه پخش پساب خروجی یک آب شیرینکن صنعتی در سواحل مکران مورد بررسی قرار گرفت.
روش هابرای بررسی پدیده های دریایی دریای عمان از مدلسازی عددی سه بعدی در این تخقیق استفاده شد. این مدلسازی بر اساس داده های هیدرودینامکی منطقه دریای عمان که از مراکز دیتاسنتر علمی گرفته شد, انجام گرفت و در آن بر اساس پایش تغییرات پارامتر فشار در سطح دریا که ناشی از وجود جبهه های کم فشار و پرفشار مانسونی بوجود آمده به بررسی نحوه چرخش آلودگی پساب در سواحل دریا پرداخت.
یافته هاخروجی مدل نشان دهنده تاثیرپذیر بودن حرکت پساب تاسیسات آب شیرینکن از چرخند های بزرگ مقیاس منطقه ای در اثر برخورد نیروی چرخشی با نیروی برشی حاصل از خروج پساب دارد به گونه ای که بخشی از پساب به مدت طولانی در منطقه خروجی تجمع کرده و بخشی از آن به سمت مرکز دریای عمان پیش می رود.
نتیجه گیریدر شریط عادی و بدون حضور چرخند های بزرگ مقیاس فصلی معمولا طراحی خروجی پساب بگونه ای است که در محل خروجی انباشتی رخ ندهد و در مدت زمان کوتاهی از منطقه خارج شود ولی در این فوصول با ماندگاری بلند مدت پساب تغلیظ شده در منطقه امکان آسیب رسیدن به محیط زیست به مراتب بیشتر از حالات عادی می شود هرچند که حرکت آن بخش از پساب که به سمت مرکز دریای عمان پیش می رود می تواند بدون درنوردیدن سواحل ایران از منطقه خارج گردد که این اتفاق برای محیط زیست خصوصا در خطوط ساحلی ایران بسیار مفید می باشد ولیکن برای رسیدن به نتایج جامعه تر نیاز به بررسی بلند مدت منطقه به جهت رویت چرخند هایی با شدت و مقیاس متفاوت و چگونگی تاثیر آن بر پساب تغلیظ شده باید مورد توجه قرار گیرد.
کلید واژگان: مدلسازی عددی، دریای عمان، آلودگی پساب، مانسون، چرخندBackground and ObjectivesIn the Indian Ocean, there are two monsoon winds, summer and winter, which blow in opposite directions and with different intensity and weakness over the area of the North Indian Ocean and the Sea of Oman, which can affect the circulation pattern of the currents of the Sea of Oman. One of these effects is the mutual effect of eddies formed by these winds on the distribution of wastewater from desalination facilities on the shores of the Oman Sea. In this research, the effect of a large-scale winter cyclone on the climate of the Oman Sea, which is caused by the monsoon winds of the Indian Ocean, was investigated on the distribution of the effluent of an industrial desalination plant in the Makran coast.
Methods3D numerical modeling was used in this study to investigate the marine phenomena of the Sea of Oman. This modeling was done based on the hydrodynamic data of the Oman Sea region, which was taken from the scientific data centers, and based on the monitoring of the changes in the pressure parameter at the sea level caused by the presence of monsoon low pressure and high pressure fronts, it was used to investigate the circulation of pollution. Effluent on the shores of the sea.
FindingsThe output of the model shows the effectiveness of the movement of wastewater from desalination facilities from regional large-scale impellers due to the collision of the rotational force with the shear force resulting from the outflow of wastewater in such a way that a part of the wastewater accumulates in the outlet area for a long time and a part From there, it goes towards the center of the Oman Sea.
ConclusionUnder normal conditions and without the presence of large-scale seasonal flows, usually the design of the wastewater outlet is such that it does not accumulate at the outlet and leaves the area in a short period of time, but in this case, with the long-term persistence of the concentrated wastewater in the area, it is possible The damage to the environment is far greater than in normal situations, although the movement of that part of the sewage that goes towards the center of the Oman Sea can leave the region without hitting the coasts of Iran, which is bad for the environment, especially in the coastlines. Iran is very useful, but in order to achieve more general results, the need for a long-term study of the region in order to see swirls with different intensity and scale and how it affects the concentrated wastewater should be considered.
Keywords: Numerical modeling, Oman sea, Sewage pollution, Monson, rotate -
پلوم رودخانه به سه نوع سطحی، عمقی و میانی در طبیعت تشکیل می شود. این تقسیم بندی تاثیر کاملا آشکاری بر ویژگی های زیستی و غیرزیستی آب دهانه رودخانه دارد. با توجه به اهمیت موضوع، در این مطالعه، با استفاده از شبیه سازی عددی، نوع پلوم رودخانه اروند آشکار شد. پلوم این رودخانه بر ویژگی های آب شمال غرب خلیج فارس تاثیرگذار است. به این منظور، مدل FVCOM برای مدل سازی دما، شوری و چرخش آب خلیج فارس بکار گرفته شد. در این مدل از شبکه افقی المان مثلثی با قدرت تفکیک مکانی متغیر و شبکه قایم با 20 لایه سیگما استفاده شد. دما و شوری در مرز باز از خروجی های مدل HYCOM که با داده های اندازه گیری و ماهواره مقایسه و مطابقت گردیده، استفاده شد. همچنین در مرز باز چهار مولفه اصلی جزر و مدی به مدل اعمال شد. پس از پایداری مدل، لایه بندی ستون آب و شکل و گستردگی پلوم دهانه رودخانه بررسی شد. به جهت مطالعه تاثیر باد بر ساختار پلوم، چندین حالت مختلف باد منطقه، به مدل اعمال شد. در شرایط بدون باد، پلوم رودخانه به دلیل چرخش آب شمال غرب خلیج فارس و تحت تاثیر نیروی کوریولیس به سمت جنوبی متمایل می شود. شکل و گستردگی پلوم با شرایط باد تغیر می کند؛ به نحوی که تفاوت مساحت پلوم در دو حالت باد 4 متربرثانیه شمالی و جنوبی 300 کیلومترمربع است. با توجه به لایه بندی آشکار ستون آب دهانه رودخانه و تاثیرپذیری شدید پلوم از شرایط باد، پلوم رودخانه اروند از نوع سطحی است. این موضوع از منظر شیلاتی، زیست محیطی و آلودگی بسیار حایز اهمیت است.کلید واژگان: پلوم سطحی، لایه بندی، خلیج فارس، FVCOM، استان خوزستانHydrogeomorphology, Volume:9 Issue: 31, 2022, PP 159 -174The river plume can be categorized into two general types surface-advected and bottom-trapped and also intermediate type. The river plume classification affects seawater's biological and non-biological characteristics in the river mouth. Given the importance of this issue, using numerical simulations, the plume type of the Arvand river was revealed in this study. The river plume has apparent effects on seawater characteristics of the northwest of the Persian Gulf. For this purpose, the FVCOM model is used for the temperature, salinity, and circulation modelling of the Persian Gulf's water. The model used a horizontal grid of variable triangular elements and a vertical network with 20 Sigma layers. Temperature and salinity at the open boundary were used from the outputs of the HYCOM model. Also, four main tidal components were applied to the model in the open border. After model stability, water column stratification and the shape and width of the river plume were investigated. Several different regional winds were applied to the model to study the wind effect on the plume structure. In no wind, the plume was inclined to the south. The shape and width of the plume change with wind; Thus, the difference between the area of the plume in the two wind modes of 4 meters per second north and south is 300 square kilometres. According to this apparent stratification and the powerful influence of the wind on the plume, the Arvand river has a surface-advected plume that is significant in the fishery, environment, and contamination aspects.Keywords: Surface Plume, stratification, Persian Gulf, FVCOM, Khuzestan Province
-
طراحی مدل عددی اقیانوسی برای خلیج فارس برای پیش بینی پدیده ها و فراسنج های اقیانوسی، از جمله راه های پیش گیری یا رفع مشکلات موجود در این محیط مهم می باشد و کار موثر، طراحی مدل آزمایش گاهی در تشابه با آن بوده که می تواند واکنش فیزیکی محیط را نسبت به شرایط مختلف مشخص کند. هدف این پژوهش، طراحی مدل عددی اقیانوسی آزمایش گاهی، در تشابه با خلیج فارس، برای پیش بینی پاسخ محیط به نیروی کشند و باد است. این مدل سه بعدی از معادلات مقدم در دست گاه مختصات کروی زمین با آرایه قایم سیگما برای همانند سازی سود می برد. برای حل معادلات مدل از روش تفاضل متناهی استفاده شده است. اصول به کار رفته در طراحی مدل و محاسبه منطقی تر تنش بین لایه ها، از مزایای این مدل، در مقایسه با مدل های مشابه است. به این منظور، یک حوضه پنج لایه اقیانوسی با کفی نا تراز، بیش ترین عمق 100 متر و کم ترین عمق 80/09 متر درنظر گرفته شده است. میان گین های روزانه باد خلیج فارس، شوری و دمای آب و تغییرات تراز آب در تنگه ی هرمز از داده های ورودی مدل است. اجرای دو ساله ی این مدل نشان داد که دراین حوضه نیروی کشند در مقایسه با نیروی باد و اختلاف چگالی، یک نیروی غالب است. هم چنین جریانی با بیشینه ی 1/98 متربرثانیه در تنگه ایجاد شده که چرخش پادساعت گردی را در حوضه برقرار می نماید. حداکثر مجموع تغییرات ارتفاع آب، در این ناحیه 2/98 متر به دست آمد. نتایج اجرای این مدل آزمایش گاهی با واقعیت های اقیانوس شناختی خلیج فارس تطابق داشته و ضمن برآورده نمودن هدف، اساس مدلی مناسبی برای خلیج فارس است.
کلید واژگان: مدل عددی، معادلات مقدم، آرایه قائم سیگما، خلیج فارس، تنگه هرمزThe design of oceanic numerical model for Persian Gulf to predict oceanic phenomena and parameters is one of the most important ways of preventing or solving problems environment and designing of the oceanic model similar to it is an effective method that can explain physical response of environment to different situations. Purpose of this research is designing oceanic numerical model for environment similar to Persian Gulf, to predict its reaction in return effect of tide and wind. This three-dimensional model based on primitive equations in spherical coordinates system with sigma vertical coordinate. To solve equations of model is used finite difference method. Compared with similar models, model framework and calculate more logical tension between are the benefits of this model. An oceanic five-layer basin is considered with maximum and minimum depth 100m and 80.09m. The average daily wind in Persian Gulf, the average daily salinity and water temperature and the changes in the water level in Strait of Hormuz are used in this model. The two-year implementation of model showed that in this basin, the tidal force is a dominant force compared with windy force and density gradient, also the maximum current in strait is 1.98 m/s which can create anticlockwise circulation in basin. Maximum total change of water height is 2.98 m in relation to the static level. Implementation results of this model correspond to the oceanographic reality of Persian Gulf, while matches with purpose; it is the basis of suitable model for Persian Gulf.
Keywords: Numerical Model, primitive equations, sigma vertical coordinate, Persian Gulf, Strait of Hormoz -
پیشینه و اهداف
مصب ها به عنوان گذرگاهی جهت ورود مواد گوناگونی می باشند که توسط رودخانه به دریا حمل می گردند.
روش هادر تحقیق حاضر ذرات معلق رودخانه ناورود جمع آوری شده است و در آزمایشگاه تحت فرآیندهای تجزیه کامل و چندمرحله ای قرار گرفته شده است. سپس میزان جذب و واجذب فلزات سنگین مس، روی، سرب، منگنز و نیکل اندازه گیری و تحت عوامل مختلف (تغییرات شوری، کربن آلی محلول، نیترات و pH) بررسی گردید.
یافته هابر اساس نتیجه های حاصل از آزمایش های مقدار جذب و واجذب ، فلزات مس، نیکل و روی (محلول در آب رودخانه) به ترتیب به مقادیر 41/6 ، 03/3 و 09/2 میلی گرم بر کیلوگرم به سطح ذرات معلق جذب می شوند. درحالی که فلزات منگنز و سرب به مقادیر 97 و 09/2 میلی گرم بر کیلوگرم از سطح ذرات معلق واجذب می گردند. بر طبق نتایج حاصل از آنالیز خوشه ای، نیترات و pH با ضریب همبستگی 0.83، جذب و واجذب فلزات منگنز و سرب را در حین اختلاط مصبی تحت تاثیر مستقیم قرار می دهند در حالی با جذب عناصر روی، مس و نیکل با ضریب همبستگی 0.89 رابطه معکوس دارند. همچنین شوری و کرین آلی محلول (DOC)، در جذب و واجذب فلز نیکل با ضریب همبستگی 0.96 نقش دارند. همچنین شوری و کربن آلی محلول همچنین جذب فلزات روی و مس به مقدار کمتری نقش دارند(ضریب همبستگی 0.74).
نتیجه گیریبا توجه به اینکه مدیران منابع آبی با دریافت اطلاعات دقیقتر، تصمیماتی بهتر را خواهند گرفت، مقادیر واقعی از حمل فلزات سنگین توسط رودخانه ها به دریا متفاوت با مقادیری می باشد که بدون در نظر گرفتن جذب و واجذب در نظر گرفته می شود. لذا جذب و دفع فلزات سنگین در مصب با توجه به امکان وجود شوری های گوناگون از اهمیت وافری برخوردار می باشد.
کلید واژگان: تحلیل آماری، رسوبات معلق، تفکیک شیمیایی، فلزات سنگین، مصبBackground and ObjectivesEstuaries are very important aquatic systems due to importing/exporting large amounts of organic and inorganic materials from natural and anthropogenic sources to seas.
MethodsIn the present study, suspended particulate matters (SPMs) were collected from Navrud River in to laboratory and sequential extraction procedure was conducted to determine element concentration. Adsorption and desorption of heavy metals (Cu, Zn, Pb, Ni, and Mn) was determined under the effect of various parameters (Salinity, DOC, pH and Nitrate).
FindingsBased on the results of adsorption and desorption testing, when SPMs enter estuarine mixing zone at different salinities, Cu, Ni and Zn adsorbed to SPMs by 6.41, 3.03 and 2.09, respectively. Mn and Pb desorbed from SPMs by 97 and 2.09 ppm. Base on cluster analysis, Nitrate and pH dominate the adsorption and desorption of Mn and Pb during experimental blending. Also, salinity and dissolved organic carbon control adsorption and desorption of Ni and there was a high correlation between this element and salinity and DOC.
ConclusionWater resource managers will make better decisions with more accurate information, the actual amounts of heavy metals transported by rivers to the sea are different from those taken for absorption and desorption. Therefore, the absorption and desorption of heavy metals in the estuary is of great importance due to the possibility of different salinities.
Keywords: Cluster Analysis, Suspended Sediment, Chemical Partitioning, Heavy metal, Estuary -
پلوم رودخانه اروند که اصلی ترین منبع آب شیرین برای خلیج فارس بوده، حوضه آبریز آن سکونت گاه حدود 54 میلیون نفر انسان در منطقه است، از پدیده های مهم در مناطق ساحلی است. رودخانه اروند، مرز دو کشور ایران و عراق بوده، پلوم آن در خلیج فارس در قلمرو سه کشور ایران، عراق و کویت شکل می گیرد. این موضوع به همراه مشکلات سیاسی و امنیتی منطقه و همچنین کم عمق بودن دهانه رودخانه، علت کمبود اندازه گیری های میدانی در منطقه و ناشناخته ماندن دبی رودخانه اروند است. با وجود مشکلات ناشی از کمبود داده های میدانی، این مطالعه از جدی ترین تلاش ها برای درک ساختار پلوم این رودخانه مهم است. در این تحقیق، چرخش آب و دما و شوری خلیج فارس، با استفاده از مدل FVCOM مدل سازی شد. سپس حساسیت ساختار سطحی پلوم رودخانه اروند نسبت به تغییرات دبی و باد مورد بررسی دقیق تر قرار گرفت. به این منظور 14 حالت مختلف باد به علاوه 8 حالت مختلف دبی به مدل اعمال شد. نتایج نشان داده که پلوم رودخانه اروند از نوع «پلوم گسترده در سطح» است و حساسیت بالایی نسبت به تغییرات باد دارد. افزایش سرعت باد، عموما سبب کاهش مساحت پلوم شد. حالت های مختلف باد سبب ایجاد سه نوع پلوم در دهانه این رودخانه شد. در نوع اول پلوم به سمت سواحل شمال غربی خلیج فارس و در نوع سوم به سمت سواحل کویت منحرف می شود. در نوع دوم پلوم در امتداد مسیر ورود آب رودخانه به دریا حرکت کرده، به طرفین منحرف نمی شود. این جابجایی پلوم صرفا به دلیل جابجایی توده آب سطحی است.
کلید واژگان: اروندرود، پلوم رودخانه، دبی، FVCOMArvandrud River Plume which is the main source of fresh water in the Persian Gulf and in addition its catchment area is settlement for about 54 million people is one of the most important phenomena in costal zones. . The river is the boundary line between Iran and Iraq and its plume extended in Iran, Iraq and Kuwait territory in Persian Gulf. Oceanographic studies are infeasible in the river and in its mouth due to geographic, politics, and security problems in the region. Despite the lack of in-situ data, this study is a serious step to the investigation to river plume. In this study salinity, temperature and water circulation of Persian Gulf were simulated by using oceanographic hydrodynamic model, FVCOM. Then, effects of wind and river discharge on structure of Plumes were investigated. For this purpose, 14 wind and 8 river discharge conditions have been used. The results show the river has a surface-advected plume that is highly affected by wind. The river plume area decreased with increasing wind speed. Three types of plumes were formed by different wind conditions, at the mouth of the river. Plume type 1 diverted toward the northwest coast of Persian Gulf and plume type 3 diverted toward the Kuwait coast. Plume type 2 was almost straight and was not diverted to the sides. The T-S diagram of surface water mass was very similar to all three modes, as a result, the plume shape and displacement is affected by wind.
Keywords: Arvandrud river, River plume, river discharge, FVCOM -
پیشینه و اهداف
اروندرود مهم ترین و تنها رودخانه قابل کشتیرانی ایران است. در جایی که رودخانه به دریا می ریزد، سرعت جریان به شدت کاهش می یابد و این، باعث ته نشست رسوبات معلق و کاهش عمق محل تلاقی رودخانه و دریا می شود. این کاهش عمق در ورودی رودخانه اروند به حدی است که ورود کشتی ها با ظرفیت بالا را محدود کرده است و لایروبی آن برای تامین آبخور شناورها در این آبراه بین المللی ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق تاثیر لایروبی دهانه اروند و همچنین احداث یک اسکله خاکی در موقعیت اروندکنار، بر پارامترهای فیزیکی سرعت جریان و نوسان سطح آب شبیه سازی شده است.
روش هابرای شبیه سازی، از مدل سه بعدی هیدرودینامیکی مایک3/21 به صورت دوبعدی استفاده شده است. این مدل، بر اساس رویکرد مش بندی مثلثی نامنظم کار می کند و بستر محاسباتی اصلی مدل، ماژول HD است که برمبنای حل عددی 2و3 بعدی معادلات میانگین ناویه- استوکس برای حالت بدون تراکم پذیر با در نظر گرفتن بوزینسک و فشار هیدرواستاتیک بنا شده است. معادلات پیوستگی، مومنتم، دما، شوری و چگالی نیز لحاظ شده اند. در تنظیمات اولیه، شرایط اولیه ی مدل شامل دما و شوری، یکنواخت برای کل حوزه به ترتیب 25 درجه سانتی گراد و psu 32 است. در ابتدا تراز سطح آب و سرعت جریان در کل حوضه، صفر در نظر گرفته شد. با توجه به پهنای کم رودخانه، از اثر باد چشم پوشی شده است. مدل دارای یک مرز دریا در پایین دست و یک مرز رودخانه در بالادست است. دما و شوری در مرز دریا به روش تودرتویی از مدل مادر خلیج فارس به مدل دختر اعمال شد. سری زمانی نوسان سطح آب در مرز دریا، از روی چهار مولفه اصلی جزرومد (M2, S2, O1, K1) مربوط به بار بیرونی اروندرود ساخته و به مدل اعمال شد. در مرز بالا دست رودخانه، دما و شوری ثابت، و به ترتیب C 26 و psu39/2 تنظیم شد. در این مرز نوسان سطح آب به گونه ای تنظیم شد که دبی خالص رودخانه m3/s600 باشد.
یافته هادر مرحله صحت سنجی، مشخص شد نتیجه ی آزمون خطا یابی جذر میانگین مربعات برای نوسان سطح آب در فاو 16/0 متر به دست آمده است و این به معنی دقت خوب نتایج مدل در مقایسه با اندازه گیری های میدانی است. نتایج مدل نشان می دهند در صورت لایروبی دهانه اروند برای رسیدن به عمق 8 متر و عرض تقریبی 300 متر، تراز سطح آب پس از لایروبی حداکثر تا 10 سانتی متر در نزدیکی دهانه افت پیدا می کند، و سرعت جریان در ناحیه ی لایروبی شده کاهش می یابد. همچنین درصورتی که %33 از مقطع رودخانه در منطقه اروندکنار مسدود شود، اختلاف تراز سطح آب در دو طرف گلوگاه حداکثر تا cm13، و بیشینه سرعت جزر در میانه ی گلوگاه از m/s87/0 در حالت طبیعی به m/s57/1 می رسد.
نتیجه گیریلایروبی دهانه رودخانه اروند باعث کاهش سرعت جریان در کانال لایروبی می شود و این خود باعث افزایش رسوب گذاری در کانال لایروبی می شود. از طرف دیگر کاهش عرض رودخانه می تواند این کاهش سرعت را جبران کند و مانع رسوب گذاری شود. برای کاستن هزینه های نگه داری کانال باید از این دو روش به صورت ترکیبی استفاده کرد.
کلید واژگان: اروندرود، لایروبی، ونتوری، مدل سازی عددی، مایک 3- 21Background and ObjectivesArvandroud is the most important and only navigable river in Iran. It is where the river flows into the sea and the flow velocity is drastically reduced, causing the deposition of suspended sediments and reducing the depth of the confluence of the river and the sea. This decrease in depth at the entrance of the Arvandroud is such that it has restricted the entry of high-capacity vessels, and its dredging seems necessary to supply water to vessels on this international waterway. In the present study, the effect of dredging the Arvand estuary and also constructing an earthen pier in the Arvandkenar position on the physical parameters of flow velocity and water level fluctuation has been simulated.
MethodsFor simulation, Mike 21.3's three-dimensional hydrodynamic model was used in two dimensions. This model performs based on the irregular triangular meshing approach and the main computing platform of the model is the HD module, which is based on the numerical solution of 2 and 3-dimensional Navier-Stokes average equations for the non-compressible state, taking into account Bozinsky and hydrostatic pressure. Equations of continuity, momentum, temperature, salinity and density are also considered. In the initial settings, the initial conditions of the model, consisting of temperature and salinity, are uniform for the whole field at 25 °C and 32 psu, respectively. Initially, the water level and flow velocity in the whole basin were considered zero. Due to the small width of the river, the wind effect has been ignored. The model has a sea boundary downstream and a river boundary upstream. Temperature and salinity at the sea border were applied by nesting method from the mother model of the Persian Gulf to the daughter model. The time series of water level fluctuation at the sea border was constructed from the four main components of the tide (M2, S2, O1, K1) related to the SHATT AL ARAB OUTER BAR and applied to the model. At the upper boundary of the river, the temperature and salinity were constant, and 26 ˚C and 2.39 psu were adjusted, respectively. At this limit, the water level fluctuation was adjusted so that the net discharge of the river was 600 m3/s.
FindingsIn the validation stage, it was found that the result of the root mean square error test for water level fluctuation in Faw was 0.16 m, indicating good accuracy of the model results compared to field measurements. The results showed that if the Arvand mouth is dredged to reach a depth of 8 m and a width of approximately 300 m, the water level after dropping will drop to a maximum of 10 cm near the mouth, and the flow velocity in the dredged area will decrease. In addition, if 33% of the river section in Arvandkenar region is blocked, the difference in water level on both sides of the gorge will be up to 13 cm, and the maximum tidal velocity in the middle of the gorge will reach 0.57 m/s from 0.87 m/s in normal condition.
ConclusionDredging of the Arvandroud estuary reduces the flow rate in the dredging canal and this in turn increases sedimentation in the dredging canal. However, reducing the width of the river can compensate for this slowdown and prevent sedimentation. These two methods should be used in combination to reduce the maintenance costs of the channel.
Keywords: Arvandrood, dredging, venture, numerical modelling, Mike 21, 3 -
آلودگی ناشی از نشت نفت در خلیج فارس با وجود حجم گسترده ای از تولید و حمل ونقل نفت، اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. سرنوشت و رفتار نفت ریزش شده با عوامل مختلفی مانند نوع نفت و شرایط محیطی مرتبط است. بنابراین هدف از این مطالعه توسعه ی یک مدل معتبر تحلیل ریزش نفت برای پیش بینی تاثیرات شرایط آب و هوایی و پارامترهای فیزیکی بر مسیر و سرنوشت لکه نفتی در خلیج فارس می باشد. برای این منظور ابتدا مدل هیدرودینامیکی سه بعدی COHERENS V2.11 با به کارگیری اطلاعات دقیق عمق-سنجی و نیرو با دقت بالای مکانی و زمانی در خلیج فارس توسعه داده شد. سپس داده های جریان، دما و شوری مدل مذکور و میدان باد پایگاه ECMWF در مدل ریزش نفتی سه بعدی OSCAR بکاربرده شد. نتایج مدل نشان داد تلفیق این دومدل ابزاری بسیار قوی برای پیش بینی مسیر و سرنوشت حرکت لکه ی نفتی در خلیج فارس است. همچنین اجرای مدل در فصل تابستان نشان داد که در این فصل به دلیل کاهش سرعت باد، تلاطم، افزایش پایداری و لایه بندی، جهت حرکت لکه ی نفتی به طرف ساحل بیش تر شده و نفوذ ذرات در عمق کاهش پیدا می کند.
کلید واژگان: مدل سازی انتقال و سرنوشت نفت، خلیج فارس، مدل نفتی OSCAR، بادPollution from oil spills in the Persian Gulf seems inevitable despite the huge volume of oil production and transportation. The environmental conditions and the type of oil can affect the fate and transport of spilled oil. Therefore, the aim of this study is to develop an oil spill model to predict the effects of seasonal conditions and physical parameters on the path and fate of spilled oil in the Persian Gulf. First, the new version of COHERENS model is developed with Appling the most accurate bathymetry data and forces with high temporal resolution and spatial resolution in the Persian Gulf. Then the current, temperature and salinity data of the mentioned model and the wind field from ECMWF database were used in the OSCAR oil spill model. The results of the model showed that the combination of these two models is a very powerful tool for predicting the fate and transport of the oil spills in the Persian Gulf. Furthermore, the summer result noted that due to the decrease in wind speed, turbulence, increased stability and stratification, oil spill may move toward shore lines and the penetration of particles in depth decreases.
Keywords: transport, fate of the oil modeling, Persian Gulf, OSCAR model, wind -
Outflow intrusions are often detected in the vertical profiles of temperature and salinity in the ocean (for example, the Red Sea and Persian Gulf outflow into the India Ocean and Oman Sea, respectively). They are being visible by large fluctuations or inversions within the profiles and as zig-zag patterns in the temperature-salinity plots. In this study, first, using the collected salinity and temperature data in the region of the Oman Sea during spring 1996, the sound speed is calculated via Makenzie formula. Then, by plotting the sound speed profile, it was seen that the vertical structure meet anomaly at depth 200 to 400 meter of the profile. Moreover, the effects of presence and absence of the temperature inversion have been examined on the acoustic signal fluctuations with similar boundary conditions using SPARC model at frequency of 100 Hz. The results show that, when the acoustic source is installed below the inversion layer, receivers that are located in the low temperature inversion layer, receive the signal with time delay, and amplitude is greater than that with the absent inversion temperature. Thereby, the present achievements indicate that the outflow intrusion may affect the shapes and delay times of the received signals.Keywords: outflow intrusion, acoustic signal fluctuations, SPARC model, Persian Gulf, temperature inversion
-
امروزه تقاضا برای انرژی تجدیدپذیر و قابل اطمینان به دلیل گرمایش جهانی، آلودگی محیط زیست و بحران انرژی موضوع بسیار با اهمیت در مهندسی دریا می باشد. با توسعه و پیشرفت علم، توربین های بادی برای استحصال انرژی از باد مورد استفاده قرار گرفتند. تا کنون تحقیقات گسترده ای در خصوص استحصال انرژی از توربین های بادی صورت گرفته است ولی پژوهش در مورد توربین های بادی شناور در حوزه مهندسی دریا به دلیل پیچیدگی رفتار رینامیکی آن کمتر مورد بررسی قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، هدف بررسی تاثیر نیروهای آیرودینامیکی بر رفتار دینامیکی توربین بادی شناور می-باشد بدین منظور و جهت دستیابی به اهداف تحقیق اقدام به تعریف سناریو و اجرای مدل عددی مربوطه در نرم افزار متلب گردید. در این تحقیق، یک مدل با سه درجه آزادی از جسم با در نظر گرفتن حرکت اویلر در نظر گرفته شد و نیروهای آیرودینامیک از تیوری مومنتوم المان تیغه (BEM)، محاسبه گردید از آنجاییکه نیروهای آیرودینامیکی تابع سرعت و مکان سازه می باشند لذا محاسبه این نیروها و حل معادلات حرکت به صورت همزمان انجام پذیرفت. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد که نیروهای غالب محیطی وارد بر این سازه عمدتا آیرودینامیکی بوده و همچنین نشان داده شده است که فرکانس غالب تحریک نیروی آیرودینامیکی با فرکانسهای طبیعی سازه فاصله داشته که این خود پایداری سازه را ایجاد می کند.
کلید واژگان: توربین بادی شناور، رفتار دینامیکی، استحصال انرژی، نیروهای آیرودینامیکیNowadays demand for renewable and reliable energy sources due to the global warming, environment pollution and global energy crisis is of utmost importance in offshore engineering. As a result of recent developments in wind industries extracting energy from offshore wind resources has a growth. A number of researches are carried out in the field of land based wind turbines but investigations about floating wind turbines as a consequent of their dynamic behavior complexity are still limited and further more detailed surveys are required. This paper presents an open source and public simulation code for the analysis and design of floating offshore wind turbines. The dynamic behavior due to environmental and inertial loads is obtained using a fully coupled comprehensive numerical tool implemented in MATLAB. blade element momentum theory used to determination of aerodynamic loads on wind turbine as well as Panel method and Morison's equation to calculate the hydrodynamic loads considering the instantaneous position of wind turbine system. The results show the domination of aerodynamic loads on wind turbine dynamic behavior as well as stability of structure due to the great difference between values of dominate aerodynamic excitation frequency and system natural frequencies.
Keywords: floating wind turbine, Dynamic behavior, Energy recovery, Aerodynamic forces -
در این مطالعه مدل COHERENS V2.11 با به کارگیری اطلاعات دقیق عمق سنجی و نیرو با دقت بالای مکانی و زمانی در خلیج فارس مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج مدل تطابق بالایی با مطالعات پیشین و اندازه گیری های موجود داشت. براساس نتایج، گردش چرخندی پایداری در مرکز خلیج روند رو به رشد خود را در طی ماه های آوریل تا جولای در جهت شمال غربی ادامه می دهد. ماه آگوست بیشترین فعالیت پیچکی بر اثر ناپایداری باروکلینیکی را در طول جبهه شوری نشان می دهد. بقایای این پیچک های میان مقیاس تا ماه دسامبر ادامه داشته و با افزایش شدت باد، سرد شدن هوا و از بین رفتن لایه بندی ناپدید می شوند. نتایج شوری سطحی نشان می دهد که شوری خلیج فارس تحت تاثیر شارهای گرمایی گرادیان شدید مکانی و زمانی را در طی سال تجربه می کند. همچنین در فصل زمستان پلوم آب شیرینی از سمت اروندرود به سمت سواحل عربستان سعودی حرکت می کند و این پلوم در فصل تابستان به سمت سواحل ایرانی تغییر جهت می دهد. دربستر خلیج فارس در طول سال آب چگال در نواحی کم عمق نزدیک بحرین، قطر و سواحل امارات در اثر نیروی شناوری به سمت تنگه هرمز رانده می شود.
کلید واژگان: خلیج فارس، مدل COHERENS V2، 11، ناپایداری باروکلینیکی، پیچکIn this study, the new version of COHERENS model is evaluated with Appling the most accurate bathymetry data and forces with high temporal resolution and spatial resolution in the Persian Gulf. The results correspond well to observations and previous modeling studies. According to the results obtained in this research, a cyclonic gyre forms in the central Gulf from April to July. During August, the baroclinic instability creates the most activity mesoscale eddies along the salinity front. The remnants of eddies are seen until September, after which they dissipate as wind intensifies and stratification decreases due to winter cooling.The surface salinity results show that a fresh plume heads from the Arvandrood towards the Saudi coast in winter and towards the Iranian coast in summer. The saltiest hence densest water masses of the Persian Gulf are formed in winter in the northwest and in the southern banks, but the latter reaches the Strait of Hormuz from November to April only.
Keywords: Persian Gulf, COHERENSV2.11 model, baroclinic instability, eddy -
بررسی غلظت رسوب معلق در دلتاها یکی از مهمترین مباحث محیط زیستی و مهندسی در دریا محسوب می شود. الگوی پخش رسوب معلق نزدیک سواحل را می توان با توجه به توپوگرافی بستر و نوع جریان های غالب منطقه، به وسیله نمونه برداری از رسوب معلق دریا و ترکیب آن با محصولات سنجش از دور پیدا کرد. این نوشتار دستاورد پژوهشی است که هدف آن تعیین الگوریتم حاکم بر غلظت رسوب معلق سطحی با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8، OLI و داده های میدانی در دلتای هندیجان در شمال غربی خلیج فارس بوده است. برای این منظور، هم زمان با عبور ماهواره لندست 8 در تاریخ های اول اسفند 1394 و 18 بهمن 1395، نمونه برداری از آب و رسوب در بیش از 60 ایستگاه انجام شد و محدوده تغییرات غلظت رسوب معلق در دلتای هندیجان (740-0) اندازه گیری شد. پس از تصحیح هندسی و اتمسفری تصاویر SWIR ماهواره لندست 8، OLI، روابط مقادیر غلظت رسوب معلق با کمیت بازتاب های تصاویر فوق مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که همبستگی بالایی بین غلظت رسوب به دست آمده و بازتابش سطحی در نوارهای 4 و 5 ماهواره لندست 8 وجود دارد. با استفاده از آزمون های آماری و آزمودن بیش از 50 معادله، نوع الگوریتم حاکم بر غلظت رسوب معلق تعیین شد. بهترین الگوریتم با ترکیب نوار 4 و نوار 5 ماهواره لندست 8 و از نوع نمایی انتخاب شد. ضریب همبستگی پیرسن r=0.93 و میزان جزر میانگین ریشه مربعات خطا و خطای نسبی به ترتیب 28.12=RMSE و 34.24=PRMSE درصد به دست آمد. پس از اعمال الگوریتم به دست آمده بر تصاویر ماهواره ای، نقشه پراکندگی رسوب معلق سطحی در دلتای هندیجان حاصل شد. طبق این نتایج، غلظت رسوب معلق در نزدیک ساحل هندیجان مقدار بالایی دارد و با دور شدن از ساحل، مقدار رسوب معلق کاهش می یابد. میزان این تغییرات از مناطق نزدیک به ساحل دلتا تا فاصله پنج کیلومتری به سمت دریا، حدود 2800 mgl-1 تا 20 mgl-1 در تاریخ اول اسفند 94 و 800 mgl-1 تا 15 mgl-1 در تاریخ 18 بهمن 95 برآورد شد. نتیجه این که تصاویر لندست 8، OLI برای محاسبه غلظت رسوب معلق در دلتای هندیجان بسیار مناسب است.کلید واژگان: الگوریتم، اندازه گیری در محل، خلیج فارس، لندست 8، محاسبه غلظت رسوب معلقSuspended Load Concentration (SLC) estimation is one of the most important environmental and engineering issues in the coastal zone. The SLC distribution pattern near the coast can be determined by in situ measurement and combination with remote sensing products according to the topography and the types of dominant currents in the study area. The research objective was to identify the spatial and temporal variations of the surface SLC in the Hendijan Delta (Northern Persian Gulf) using remote sensing technique. The water samples were taken from more than 60 stations during the passage of the Landsat 8/OLI satellite over the study area on Feb. 20, 2016 and Feb. 6, 2017. The range of SLC variations was obtained between (0-740) mgl-1. Atmospheric correction was applied using SWIR algorithm on Landsat 8/OLI images to estimate the net water reflectance. There is a high correlation between provided from satellite data and the measured SLC. The empirical algorithm got an exponential form with the combination of the bands 4 and 5 performed using statistical tests. For developing this algorithm more than 50 types of equations were assessed. The proposed algorithm determines the SLC from the Landsat 8/OLI images with Pearson’s 0.93, root mean square error 28.12 mgl-1 and relative root mean square error 34.24%. The algorithm was applied to timescale of satellite images, and the spatial distribution of suspended sediment concentration has been mapped over the Hendijan Delta. According to this results, the rate of decline in SLC from near the coast to the distance of 5 km of the Hendijan Delta was estimated about 2800 to 20 mgl-1 on Feb 20, 2016 and 800 mgl-1 on Feb 6, 2017. Landsat images can be used effectively to retrieved SLC in the Hendijan River Delta.Keywords: algorithm, Hendijan delta, In situ measurement, Landsat 8, Persian Gulf, Suspended load concentration estimation
-
با پیشرفت روزافزون تکنولوژی و گسترش نیاز بشر به استفاده از بسترهای آبی همچون:دریاها، اقیانوسها، شناخت و بررسی روش ها و راهکارهای طراحی و پیاده سازی سازه های دریایی را بیش از پیش روشن میسازد سکوی نیمه مستغرق دریایی یکی از انواع سکوهای دریایی سکوی نیمه مستغرق بوده که با توجه به ویژگی های این سکو عمدتا برای استخراج از منابع نفت و گاز در آب عمیق مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق یک سکوی نیمه مستغرق تحت شرایط عملیاتی با استفاده از نرم افزار المان محدود Ansys ANSYS تحت امواج منظم مدل سازی عددی شده و تحت امواج منظم قرار گرفته است. هندسه سکوی مدل شده مربوط به سکوی ساخته شده در سال 2012 بوده و دادههای مورد استفاده در تحقیق حاضر اطلاعات مربوط به میانگین امواج 20 ساله دریای خزر بوده است و ،میزان جابه جایی، دوران و نیروی تفرق در درجات آزادی به دست آمده است.برای اعمال امواج منظم از تیوری موج ایری استفاده شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد در بارگذاری امواج منظم دو پارامتر پریود موج و زاویه انتشار موج عامل تعیین کننده در میزان جابه جایی و دوران سکو و همچنین نیروی تفرق حاصله از برخورد موج با سکو بوده است. همچنین بررسی نتایج نشان میدهد در زاویه برخورد 90 درجه موج با سکو، وضعیت حرکت در 2 درجه آزادی Z , Ry نزدیک به صفر بوده و بیشترین مقادیر دوران حول محور X بوده است.
کلید واژگان: سکوی نیمه مستغرق، امواج منظم، تئوری امواج ایری، نرم افزار ANSYS، اندرکنش سیال و سازهWith the advent of technology and the expansion of human needs, the use of water platforms such as seas, oceans, and the recognition of methods and solutions for the design and implementation of marine structures is becoming increasingly clear. The semi-submerged platform is one of a variety of submarine platform platforms, which, according to the features of the platform, is mainly used for extracting deep-sea oil and gas resources. In this research a semi- submersible platform under performance condition using ANSYS finite element software is numerical modeling and It is under regular waves. The platform's geometry is based on a platform built in 2012, and the data used in this study is about the average 20 years of Caspian waves. The degree of displacement, rotation, and force of diffusion has been obtained in degrees of freedom and are compared with each other. to apply regular waves Airy theory has been used. The result of this study show that In the loading of regular waves, the two parameters of the wave period and the wave propagation angle were the determining factor in the displacement and the platform time, as well as the dispersion force resulting from the collision of the wave with the platform. Also, the results show that at a 90 degree angle of the wave with the platform, the motion state at 2 degrees Z, Ry was close to zero and was the largest amount of time around the X axis.
Keywords: semiSemi-submerged Submerged platform, regular Regular waves, Airy wave theory, ANSYS Software, Fluid, structure interaction -
در مطالعه حاضر توده های آب خلیج عدن با استفاده از یک ردیاب غیرفعال متمرکز با مدل MITgcm شناسایی شدند. حوزه مدل سازی در محدوده ° N30-° N5/0 و ° E77-° E44 بود. داده های اولیه (دما، شوری، باد، شار گرمای خالص، تبخیر و بارش) به مدل معرفی گردیدند و مدل سازی برای 20 سال انجام شد. مقایسه نتایج مدل با داده های اندازه گیری شده، توافق خوبی را نشان دادند. نتایج حاصل از مدل سازی، نشان دهنده وجود سه توده آب تا عمق 900 متری (عمق مدل سازی شده) در خلیج عدن بود. این توده ها شامل توده آب سطحی خلیج عدن تا عمق 200-100 متری با بیشینه شوری psu 37 و چگالی kg/m3 1023-1024، توده آب لایه های میانی خلیج عدن در عمق های 600-100 متری با شوری psu 36-35 و چگالی kg/m3 1026-1024 و توده آب عمق در عمق های 900-400 متری و پایین تر با شوری psu 9/36-9/35 و چگالی kg/m3 5/1027-1026 بودند. در گرادیان چگالی افقی ناشی از تغییرات شوری بین آب شور عمق و آب کم شور خلیج عدن ناپایداری باروکلینیکی مشاهده گردید. نتایج حاصل از رهاسازی ردیاب متمرکز غیرفعال با غلظت 100% در خلیج عدن در سطح، عمق 200 متر و عمق 400 متر نیز وجود سه توده آب را تایید نمود. پهنای بحرانی جریان آب عمیق برای جدایی از مرز ساحلی با استفاده از محاسبه شعاع تغییر شکل راسبی برای زمستان km25/30 و در تابستان km 4/50 محاسبه شد.کلید واژگان: ردیاب غیرفعال، MITgcm، توده آب سطحی، توده آب میانی، توده آب عمق، ناپایداری باروکلینیکی، درون آمیختگی، خلیج عدنIn the present study, the Aden Gulf water masses have been Detected using a concentration passive tracer with the MITgcm model. The modeling domain in the range 0.5-30°N, 44-77°E includes the Persian Gulf, the Arabian Sea, and the Gulf of Aden. The initial data is appropriate to the model and modeling has been runed for 20 years. Comparing the results of the model with the measured data shows a good agreement. The results of modeling indicate that there are three water masses up to 900 meters deep (modeled depth) in the Gulf of Aden, which is well suited to previous researchs. The Aden Gulf surface water mass is to the depth of 100-200 meters with a maximum salinity of 37 psu and density of 1023-1024 , The water mass of the Aden Gulf's intermediate layers with a salinity of 35.9 to 36.9 psu and density of 1024-1026 at a depth of 100-600m and water mass of the Red Sea with salinity of 35.9-36.9 psu and density 1026-1027.5 located at depths of 400-900 meters and below. The horizontal density gradient due to salinity changes between the Red Sea salty water and the low salty water of the Gulf of Aden leads to the creation of baroclinic instability. The difference in salinity between these two water masses due to turbulent mixing Causes Entrainment, which is minimized in the summer, the causing of Red Sea hot and salty water will be distributed more than winter. The calculation of the density ratio represents the establishment of a thermohaline convective regime between the Gulf of Aden water masses.The results of the release of passive tracer with a concentration of 100% in the Gulf of Aden from surface to depth also confirm the existence of three water masses. The surface plume spread to the length of the 46 after 270 days under the influence surface currents of the Gulf of Aden. The output of plume at depths of 200 and 400 meters in two northern and southern channels extended to 47 after 270 days in the Gulf of Aden. The critical width of the Red Sea flow for separation from the coastal boundary is calculated by calculating the radius of Rossby deformation for the winter of 30.25 km and 50.4 km in the winter.Keywords: Passive tracer, Gulf of Aden, MITgcm, Surface Water Mass, Intermediate, Red Sea, Baroclinic instabilit, Entrainment
-
شبیه سازی و پیش بینی نحوه پاشش (Dispersion) جوی مواد ناشی از ورود آلاینده ها به جو (مانند مواد خروجی از دودکش کارخانه های صنعتی و نیروگاه ها) دارای اهمیت بسیاری از دیدگاه های متفاوت از جمله پایش محیطی بلندمدت و محاسبات پرتوگیری (Dose Calculation) و نیز صدور هشدار مناسب در صورت بروز حادثه می باشد. یکی از راه های رسیدن به این هدف استفاده از یک سامانه جفت شده هواشناسی-پاشش می باشد. در واقع در سامانه مذکور یک مدل هواشناسی با یک مدل پاشش جوی جفت می شود. لذا هر چه دقت و قابلیت اعتماد خروجی مدل هواشناسی بیشتر باشد عملکرد سامانه جفت شده نیز بهبود خواهد داشت. در کار حاضر ابتدا عملکرد مدل WRF با ترکیب های مختلف طرحواره های پارامترسازی فیزیکی (خردفیزیک ابر، تابش طول موج بلند، تابش طول موج کوتاه، لایه سطحی، سطح زمین، لایه مرزی و همرفت کومه ای) برای پیش بینی پارامترهای هواشناسی منطقه ی مورد مطالعه مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، تعداد 8 پیکربندی از دیدگاه پارامترسازی های فیزیکی مختلف انتخاب و پس از اجرای مدل WRF برای تعدادی تاریخ منتخب و انجام حساسیت سنجی و اعتبارسنجی نتایج خروجی مدل، پیکربندی مناسب انتخاب شد. ارزیابی عملکرد پیش بینی های مدل هواشناسی WRF به وسیله محاسبه پارامترهای آماری از جمله ضریب همبستگی (CC) و جذر میانگین مربعات (RMSE) و مقایسه با داده های مشاهدات گردآوری شده (برج هواشناسی و سودار نیروگاه و داده های ایستگاه های همدیدی در اطراف آن) در تاریخ های منتخب انجام گردید.
بعد از تعیین پیکربندی مناسب برای مدل WRF، شبیه سازی پاشش و پیش بینی دز موثر سالانه گروه سنی بزرگ سال با استفاده از مدل جفت شده WRF-HYSPLIT برای کارکرد عادی نیروگاه بوشهر انجام شد. برای این منظور پیش بینی های مدل WRF با استفاده از پیکربندی منتخب، به عنوان ورودی هواشناسی مدل پاشش به کار رفت و سپس شبیه سازی های پاشش و محاسبات دز با مدل پاشش HYSPLIT انجام گردید. پیش بینی دز معادل موثر سالانه توسط این مدل جفت شده برای سال های 2014، 2015 و 2016 میلادی به ترتیب Sv/y 8-10×8/5، Sv/y 8-10×7/6 و Sv/y 7-10×1/1 را به دست داد، در مقابل مقدار Sv/y 8-10×7/7، برای گزارش FSAR نیروگاه، نشان دهنده ی صحت پیش بینی های دز معادل توسط مدل جفت شده WRF-HYSPLIT می باشد. همچنین مقایسه نتایج پیش بینی دز با حد دز سالانه کارکرد عادی نیروگاه، مقداری کمتر از 2/0 درصد (% 2/0>) را به دست داد، که نشان می دهد پرتوگیری سالانه مردم برای کارکرد عادی نیروگاه نسبت به حد دز قانونی اعلام شده بسیار ناچیز است.
نتایج پژوهش حاضر نشان می دهد که مدل جفت شده WRF-HYSPLIT با تقریب بسیار مناسبی می تواند برای پیش بینی پاشش و محاسبات دز نیروگاه مورد استفاده قرار گیرد. همچنین نتایج این مدل جفت شده می تواند در تامین اطلاعات مورد نیاز مدیریت شرایط اضطراری برای پیش بینی حرکت پلوم رادیواکتیو و محاسبات پرتوگیری مورد استفاده قرار گیرد.کلید واژگان: شبیه سازی، WRF، پارامترسازی، HYSPLIT، محاسبات دز، نیروگاه بوشهرThe simulation and prediction of pollutants dispersion entering into the atmosphere (such as material releases from the chimneys of industries and power plants) are important in different views, long-term environmental monitoring and dose calculations as well as issuing an appropriate warning in the event of an accident. To this end, a system of coupled meteorology-dispersion model can be used. In fact, a numerical weather prediction model is coupled to a dispersion model. In the present work, the weather research and forecasting (WRF) model is used to provide the meteorological data for the HYSPLIT (HYbrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory) dispersion model.
Sensitivity and validation of the WRF model are conducted by utilizing different combinations of physical parameterization schemes (microphysics, longwave radiation, shortwave radiation, surface layer, land surface, boundary layer and cumulus convection) for the prediction of meteorological parameters in an area containing the Bushehr power plant. For this purpose, eight different configurations are used. Then, for several dates, sensitivity, and validation of the model results is carried out to find the proper configuration of the model. Assessment of the predictions of the WRF model is carried out by computing the statistical parameters including correlation coefficient (CC), root mean square error (RMSE), and comparing with the collected observational data (on-site the meteorological tower and Sodar system in Bushehr power plant and synoptic meteorological stations nearby).
After determining the proper configuration of the WRF model, dispersion simulations and annual effective dose for the adult age group are carried out by WRF-HYSPLIT coupled model under normal conditions for Bushehr power plant. The predicted annual effective dose for the adult age group by the coupled model for the years 2014, 2015 and 2016, provided 5.8×10-8 (Sv), 6.7×10-8 (Sv) and 1.1×10-7 (Sv) respectively, in return value 7.7×10-8 (Sv) for Bushehr power plant final safety analysis report (FSAR report). Comparing these results show that the simulation and prediction of dose by the coupled WRF-HYSPLIT model are in good agreement with observations and indicates the validity of the simulations. The ratio of predicted annual effective dose to dose limit for normal operation is obtained less than 0.2 percent (The results of the present work showed that the coupled WRF-HYSPLIT model can be used as a promising tool for the prediction of dispersion and dose calculations for Bushehr power plant under normal operation. In addition, the results of this coupled model can provide the required information for emergency management to forecast the movement and direction of radioactive plume and exposure dose calculations.Keywords: simulation, WRF, parameterization, HYSPLIT, dose calculations, Bushehr power plant -
جزرومد به عنوان یکی از منظم ترین تغییرات سطح آب دریاها و اقیانوس ها محسوب می شود که به علت تاثیرگذاری بر الگوی جریان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. نظر به نیازهای مهندسی و زیست محیطی در منطقه اقتصادی- صنعتی خلیج فارس، تنگه هرمز و دریای عمان، اطلاع از ویژگی های جزرومدی این مناطق دارای اهمیت است. برای این منظور از مدل اقیانوسی FVCOM استفاده شده تا دامنه جزرومدی در منطقه شامل خلیج فارس، تنگه هرمز، دریای عمان و دریای عرب شبیه سازی گردد. این مدل از روش حجم محدود برای گسسته سازی معادلات هیدرودینامیکی بر روی شبکه مثلثی استفاده می کند. شبکه یکنواخت با تفکیک پذیری 5 کیلومتر در مدل به کار رفته است. مقادیر ثابت هشت مولفه روزانه و نیم روزانه در مرز باز به مدل اعمال گردید. به منظور اعتبارسنجی نتایج مدل، پس از اعمال آنالیز هارمونیک برروی خرو.جی های مدل در ایستگاه های مورد نظر، دامنه بدست آمده از این آنالیز با نتایج بدست آمده از انجام آنالیز برروی اطلاعات اندازه گیری موجود در این ایستگاه ها مقایسه گردید. با توجه به نتایج اندازه گیری و محاسبات مدل در این ایستگاه ها، ضمن شناسایی چهار مولفه جزرومدی اصلی، الگوی دامنه این مولفه ها در کل منطقه مدل سازی تعیین شد. همچنین با استفاده از دامنه مولفه های اصلی و تخمین فاکتور F در کل منطقه، نوع جزرومد در منطقه مورد مطالعه پیش بینی گردید. همچنین بررسی مقادیر بیشینه سرعت جزرومدی در منطقه ی مورد مطالعه نشان می دهد که مقدار این سرعت در دریای عمان و دریای عرب کمتر از m/s 1/0 است.کلید واژگان: دامنه مولفه های جزرومدی، مدل FVCOM، خلیج فارس، دریای عمان، دریای عربTide is one of the most regular changes of seas and ocean levels which are offering particular importance due to the influence on the flow pattern. According to engineering and environmental needs in industrial economic zone of Persian Gulf, Strait of Hormuz and Gulf of Oman, knowing the tidal characteristics of these areas is important. Therefore FVCOM (ocean model) was used to stimulate the tidal amplitude in an area comprising Persian Gulf, Strait of Hormuz, Gulf of Oman and Arabian Sea. Finite volume method is used in this model to discretize the hydrodynamic equations on triangular mesh. Uniform mesh is used with a resolution of 5 km in the model.The constant values of eight diurnal and semidiurnal tidal components are prescribed along the open boundary. In order to validate the model results, after applying harmonic analysis on the model outputs in desired stations, the achieved amplitude of this analysis compared with results which are obtained from the analysis on the available measurement data in these stations. According to the measurement and model results in these stations, meanwhile identifying the four main tidal components, the amplitude pattern of these components was determined in the whole domain. Also, by using amplitude of main components and estimating of F factor, the type of tide was predicted in the study area. Moreover, studying the maximum amounts of tidal velocity in the study area shows that the amount of this velocity in the Gulf of Oman and Arabian Sea is less than 0.1 m/s.Keywords: Tidal components amplitude, FVCOM model, Persian Gulf, Gulf of Oman, Arabian Sea
-
در این تحقیق جریان در ناحیه ای از اقیانوس اطلس شمالی با به دست آوردن شیب یک سطح فشار ثابت نسبت به یک سطح ژئوپتانسیل ثابت، محاسبه شده است. ابتدا، تفاوت در ژئوپتانسیل میان دو سطح فشار ثابت در موقعیت های هیدروگرافی مختلف برآورد شده، سپس شیب سطح فشار بالایی نسب به پایینی و درنهایت جریان ژئوستروفیک در سطح بالایی نسبت به جریان در لایه پایینی محاسبه شده است. برای به دست آوردن جریان ها به صورت تابعی از عمق، از هر تراز نسبت به تراز مرجع انتگرال گیری شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهند که بیشینه جریان در منطقه موردمطالعه 22/3سانتی متر بر ثانیه می باشد، همچنین آنالیز داده ها نشان می دهد که تا عمق1500 متر شرایط شارش، باروکلینیکی و از آن عمق به بعد شرایط شارش باروتروپیک است، به علاوه نتایج این تحقیق نشان داد که شارش در راستای قائم در این منطقه می تواند هم شرایط باروکلینیک و هم باروتروپیک داشته باشد. همچنین مقایسه این مطالعه با داده های میدانی تطابق خوبی را نشان می دهندکلید واژگان: اقیانوس اطلس شمالی، جریان ژئوستروفیک، شارش باروتروپیکی، شارش باروکلینیکی، سطح ژئوپتانسیلIn this study, the current in a region of the North Atlantic is determined by calculating the slope of a constant pressure surface relative to a surface of constant geopotential. In the first step, geopotential difference between two constant pressure surfaces at different hydrographic positions is calculated. Then, the slope of the upper pressure surface relative to the lower is estimated; finally the geostrophic current at the upper surface relative to the current at the lower is determined. For computing of current as a function of depth, current of each level related to the reference level is integrated. The results of this study show that maximum current speed is 0.223 m/s, also analyses of calculated data illustrating that up to depth of 1500 m is baroclinic flow and from mentioned depth to the bottom of the sea is barotropic flow. Furthermore, results are demonstrating that flow in vertical axes, in the region of study, can have both baroclinic flowing conditions and barotropic flowing conditions. The comparison of results of this study with field data shows good match.Keywords: the North Atlantic, geostrophic current, barotropic flow, baroclinic flow, geopotential level
-
در این مقاله به بررسی قابلیت های استفاده از روش همسان سازی داده ها با استفاده از طرحواره رانش (واهلش نیوتنی ) روی مدل FVCOM و با استفاده از داده های دمای سطح دریا (SST ) ماهواره AVHRR پرداخته شده است. همسان سازی داده ها فرآیندی است که داده های مشاهداتی را با مدل عددی به منظور بهینه سازی حالت مدل ترکیب می کند. این کار با تصحیح خطاهای مدل بر اساس داده های مشاهداتی به دو منظور صورت می گیرد: یکی 1- بهینه پارامتر مورد نظر و 2- تهیه حالت اولیه بهینه برای مدل. حوزه مورد مطالعه خلیج فارس در بازه زمانی 1998 الی 2003 بود. مدل با تنظیمات یکسان در دو مرحله با و بدون استفاده از روش همسان سازی داده ها اجرا شد و خروجی های دمای سطحی حاصل از دو اجرا با داده های معتبر OISST در حوزه های زمانی-مکانی به منظور ارزیابی میزان تاثیر روش همسان سازی داده ها مقایسه شدند. بررسی کمیت های آماری نتایجSST مدل با استفاده از این روش بهبود چشمگیری را در مقادیر پارامترهای آماری نشان داد. همچنین توزیع مکانی دمای سطحی در کل خلیج فارس خصوصا در نواحی کم عمق و نیز تنگه هرمز کاملا بهینه شده است.کلید واژگان: روش همسان سازی داده ها، رانش، دمای سطح دریا، OISST، FVCOM، خلیج فارسIn this paper, we investigated the capabilities of SST data assimilation methods into FVCOM model using nudging scheme. In Data assimilation, observational data was combined with the numerical model in order to get the optimum model. This process was achieved by correcting the model errors for twoPurposesfirst to optimize the desired variable and second to present the optimized initial condition for model. The studying domain was the Persian Gulf during 1998-2003. The model was run in two stages with the same setup: without and with assimilation method. To assess the impact of data assimilation, the model results in both runs were compared with valued OISST data in spatial distribution and temporal evaluation. The statistical parameter values were improved by using data assimilation. The surface temperatures of shallow parts were optimized specially near the Strait of Hormuz.Keywords: Data assimilation, Nudging, SST, OISST, FVCOM, Persian Gulf
-
Investigation of stratification in marine environments is always considered by researchers. In this study double-diffusive convection and stratification in the Bab el Mandeb strait is investigated by analyzing of field data. Measurement of seawater temperature and salinity from ARGO project (2009 to2014) and also R-V Knorr (2001) cruise with the daily average of seawater temperature and salinity at different levels of HYCOM㐣 (2001 to 2014) are used in this research. For a better understanding of the physical condition of the study area, seawater temperature, salinity, density, buoyancy frequency, density ratio and Turner angle changes versus depth are plotted and analyzed. The results illustrated that the depth of mixed layer is almost 100 meters during the winter monsoon and there is a stable stratified structure at this time of the year. Due to a thermohaline intrusion from the Red Sea, a temperature inversion is occurred, while below 150 meters the upper and lower boundary diffusive convection and a salt fingering established, respectively. In the northern part of the strait, the temperature inversion occurs below the depth of 200 meters. The double-diffusive convection is moderately weak in the northern part whereas, in the western part of the strait, it is mostly diffusive convection. Around 62.4% of the Bab el Mandeb strait exhibited favorable conditions for double diffusion processes during the winter monsoon; among that, ~4% was associated to salt fingering and ~96% to diffusive convection. Considering the fact that these conditions have been observed in different years, stable stratification and double-diffusive convection can be considered as a characteristic for the Bab el Mandeb strait during the winter monsoon.Keywords: Intrusion, Stratification, Double, Diffusive Convection, Turner angle, Bab, el, Mandeb Strait
-
Spatial measurements of conductivity, temperature and depth were used to study salinity variations along the principal channels of the tidal hypersaline creek network in the vicinity of Bushehr Port, Persian Gulf during three 25- tidal cycles in both warm and cold months.
Salinity variations and tidal fluctuations were out of phase throughout the short inverse estuary. The salinity values inside the creek were higher during the warm month (August 2014) than the corresponding values during the cold month (December 2014) due to the change in evaporation rates. The salinity values, also, were linearly increased longitudinally from the inlet to the head especially during warm season.
Observed evaporation rates in August and December periods and the corresponding salinity differences between hypersaline water of the creek and the incoming seawater were used to determine the Residence Time (RT).
The longitudinal variation of RT showed almost linear increase from the inlet to the head. The maximum temporal distribution of RT represented an increase from ~10 days in winter to ~30 days in summer due to the change in the longitudinal salinity gradient.Keywords: Hypersalinity, Inverse Estuary, Residence Time, Bushehr, Persian Gulf -
هدف از این پژوهش مدل سازی سه بعدی تغییرات چگالی و انتشار دوگانه دما و شوری در یک حوضه دریایی مستطیل شکل با مرزهای بسته با کف ناتراز در یک منطقه دریایی با طول جغرافیایی بین 47 تا 58 درجه شرقی و عرض جغرافیایی بین 24 تا 30 درجه شمالی است. در این پژوهش، شبکه ای که برای شبکه بندی محیط استفاده شده، شبکه آراکاوای تعدیل یافته است و گام شبکه ای در راستای شرق سوی و شمال سوی 5/0 عرض جغرافیایی و در راستای قائم با توجه به نوع آرایه قائم 1/0سیگما می باشند. برای حل عددی معادلات، باید جمله های موجود در این معادلات گسسته سازی شود و این گسسته سازی بر روی شبکه ای صورت می گیرد که شبکه مدل نامیده می شود. به این منظور لازم است که محیط مورد مطالعه شبکه بندی شود. شبکه بندی به صورت پنج لایه در دستگاه مختصات کروی زمین با آرایه قائم سیگما انجام گرفته است. وزش باد به طور یکنواخت و مداوم در مدت 4 روز بر سراسر سطح این حوضه در نظر گرفته شده است. نتایج این مدل سازی سه بعدی، چگونگی تغییرات انتشار دما و شوری هر پنج لایه در همه لایه ها را در امتداد طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی نشان می دهد. میدان چگالی برحسب مقدار دما و شوری اولیه از سطح تا عمق افزایش می یابد و میدان چگالی به مقدار میانگین آن می رسد، یعنی به حالت مانا یا پایدار می رسد.کلید واژگان: آرایه قائم سیگما، اثر باد، تغییرات چگالی، کف ناتراز، مدل اقیانوسی آزمایشگاهیThe subject of this study is 3D modeling of density changes and double diffusion of salinity and temperature in a marine rectangular basin with closed boundaries and none-level bottom on longitude: 47º to 58º E and latitude: 24º to 30º N. In the area of the study every horizontal layer has regular mesh grid points. In this study the lattice that is applied is modified Arakawa C lattice and spatial grid distance in both east and north is equal to 0.5º and in vertical with respect to type of vertical coordinate, it is equal to 0.1 in sigma scale. Distance of grids is considered as long as 0.5-degree Longitude and Latitude. It is considered in 5 layers in spherical coordinate with sigma vertical component. In order to Numerical calculation of every parameter used in governing equations, equation should be discretize by special mathematical scheme, and wind blow is considered steady all over basin surface during the 4 days. Results show quality of changes in diffusion of temperature and salinity of each layer along longitude and latitude.Keywords: theoretical ocean model, non-level bottom, density changes, wind effect, sigma coordinate
-
Pollution, Volume:3 Issue: 2, Spring 2017, PP 273 -283Predicting the quality of water and air is a particular challenge for forecasting systems that support them. In order to represent the small-scale phenomena, a high-resolution model needs accurate capture of air and sea circulations, significant for forecasting environmental pollution. Data assimilation is one of the state of the art methods to be used for this purpose. Due to the importance of thermal structure in monitoring the variations of environmental phenomena, the present study has used Sea Surface Temperature (SST) in data assimilation method to optimize this parameter. SST is one of the most important factors to conduct researches on the ocean, the atmosphere, and their interaction, not to mention monitoring and forecasting air and ocean phenomena as well as commercial and fishing communities and weather forecasts. This study has aimed to present a satellite-derived SST based on pathfinder advanced very high resolution radiometer (AVHRR) data assimilating in FVCOM (finite volume community ocean model) on the Persian Gulf to examine the effect of data assimilation by using the Cressman scheme. The performance of this method has been compared to the optimal interpolation SST (OISST) data, via both visual comparisons and statistical parameters. Applying assimilation method improves correlation coefficient of the model from 0.92 to 0.99. Results demonstrate that the modeled SST has been completely reconstructed by the data assimilated experiment via the Cressman scheme for this region. The spatial and temporal pattern of SST reveals a significant improvement in the entire domain during the investigated period in the gulf.Keywords: data assimilation, cressman, FVCOM, OISST, SST
-
امواج ازجمله پارامترهای مهم در طراحی سازه های ساحلی و دریایی محسوب می شوند. برای طراحی این قبیل سازه ها نیاز به شناخت و تعیین موج طرح سازه می باشد. یکی از پارامترهای مهم و اثرگذار بر الگوی انتشار امواج و همچنین موج طرح سازه، ضرایب واسنجی می باشد. تعیین مقادیر مناسب برای این ضرایب بسیار حیاتی و مهم می باشد. هدف از این تحقیق بررسی میزان زبری بستر و ضریب شکست موج بر روی الگوی انتشار امواج ناشی از باد و همچنین میزان موج طرح برای دوره بازگشت های مختلف می باشد. با توجه تجربیات حاصل از پروژه های مطالعاتی و تحقیقاتی انجام شده در زمینه مدل سازی و برآورد اقلیم موج در سواحل کشور، مدل ریاضی مورداستفاده در این تحقیقات برای مدل سازی مشخصه های امواج، مدل طیفی موج از بسته نرم افزاری مایک 21 می باشد. اطلاعات موج ورودی شامل ارتفاع، زمان تناوب غالب و جهت متوسط به صورت سری زمانی در مرزهای باز استفاده شده است که اطلاعات موردنیاز از پروژه مدل سازی امواج آبهای ایران اخذ شده است. با توجه به اهمیت مدل سازی امواج و پیش بینی امواج طراحی در منطقه استراتژیک خلیج فارس و همچنین با درنظر داشتن اهمیت بندرهای جنوبی کشورمان، بندرلنگه و محدوده مجاور آن برای مدل سازی انتشار امواج در نظر گرفته شده تا نحوه انتشار امواج و همچنین اثر ضرایب شکست موج و زبری بستر بر امواج به دست آید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که تغییرات ضریب زبری بستر بر تفرق امواج و الگوی انتشار امواج، محسوس تر و چشمگیرتر از ضریب شکست موج می باشد. تغییرات این ضریب می تواند نظم الگوی انتشار امواج مدل های محلی را برهم بریزد. زبری بستر اثر قابل توجهی بر کاهش و یا افزایش امواج طراحی دارد. اما مقادیر کوچک تر ضرایب شکست موج ( کمتر از 8/0) می توانند منتج به اختلاف معنادار در مقادیر امواج طراحی گردند. بنابراین حساسیت مدل انتشار موج به ضریب زبری بستر بیش از ضریب شکست موج بوده و برای ایجاد تغییرات در مدل امواج و دستیابی به نتایج نزدیک به نتایج اندازه گیری میدانی توصیه می شود که تغییرات ضریب زبری بستر بر مدل انتشار موج مطالعه گردد.کلید واژگان: انتشار امواج، مدول طیفی موج، مایک 21، ضرایب واسنجیWaves are one of the most important parameters for designing marine and coastal structures. It is required to analyze design waves for designing coastal structures. One of the most important parameters which affect wave propagation pattern and design wave is calibration coefficient. It is vital to provide accurate and proper calibration factors. The main goal of present research is performing sensitivity analysis on wave breaking and bottom friction coefficients and evaluating their effects on wave propagation pattern and also design waves with different return periods. Considering previous experiences which have been gained from research and analytical projects that have been performed to model hydrodynamic phenomenon of coastal zones, Mike 21-SW module is chosen in this thesis to model and analyze wave characteristics. Time series of height, period and mean direction of incoming waves are considered as boundary conditions. These time series are extracted from ISWM wave data. Regarding modeling and forecasting of design waves in strategic region of Persian Gulf and importance of Iranian southern ports, coastal region of Lengeh port is selected for modeling wave propagation to analyze wave propagation pattern and effects of wave breaking and bottom factors on design waves. Results of present study showed that bottom friction factor has more considerable effects on wave propagation and wave diffraction pattern in comparison with wave breaking factor. Variations of bottom friction factor can change wave propagation pattern of local models. Additionally this factor has considerable effects on increasing or decreasing of design waves. In contrast to this factor, lower values of wave breaking factor (less than 0.8) can affect design wave height. Therefore sensitivity of wave propagation model to bottom friction factor is more considerable than wave breaking factor and then it is recommended that for calibrating wave propagation model and achieving results which are closed to field measurements, in the first step bottom friction factor would be studied.Keywords: Wave propagation, Spectral wave module, MIKE 21, Calibration coefficients
-
چکیده: (90 مشاهده)
در این مطالعه شبیه سازی سه بعدی الگوی جریان، توزیع دما و شوری سطحی آب دریای خزر جنوبی با به کارگیری مدل ROMS مورد بررسی قرار گرفته است. به کارگیری دقیق ترین اطلاعات عمق سنجی و نیرو با دقت زمانی 6-3 ساعته و دقت مکانی 125/0 درجه از ویژگی های مدل سازی انجام شده است. نتایج نشان داد که یک چرخش فشارورد ساعتگرد و قوی در منطقه ی آب عمیق قرار دارد که از سطح تا زیرسطح گسترده شده است. از دیگر ساختارهای جریان خزر جنوبی، وجود یک ساختار دوقطبی ساعتگرد/پادساعتگرد در شمال غربی (محل پشته ی آپشرون)/ جنوب غربی است که تقریبا در کل سال تداوم دارد. بر اساس نتایج، شار شناوری خالص در خزر جنوبی، بیش از آنکه به شار شوری وابسته باشد، تحت تاثیر شار گرمایی است. همچنین در مرز شرقی یک جبهه ی آب شور قرار دارد که در فصل گرم و سرد سال به ترتیب همراه با آب گرم و سرد از سایر مناطق تفکیک شده است.کلید واژگان: دریای خزر، مدل سازی سه بعدی، ROMS، جریان، پارامترهای فیزیکیIn this study, patterns of water current, sea surface temperature and salinity distributions over the South Caspian Sea (SCS) have been investigated using ROMS model. Appling the most accurate bathymetry data and forces with temporal resolution of 3-6 hours, and spatial resolution of 0.125 deg is a characteristic of the simulations used in this study. Results show that there is a barotropic anticyclonic eddy over the deep water of SCS, which extended from surface to subsurface. A dipole anticyclonic/cyclonic feature is another structure of SCS that located in northwest (in Apsheron sill)/ southwest respectively,a nd persist throughout the year. Based on results, net buoyancy flux of SCS is more affected by thermal buoyancy rather than haline buoyancy. In addition, there is a saline front in the east coast of SCS that is separated from other regions by combining with warm (cold) water during (warm) seasons.Keywords: Caspian Sea, 3D simulation, ROMS, Current, Physical parameters
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.