تعيين ساحل سنگريزه اي بهينه به منظور به حداقل رساندن انعكاس امواج دريا به روش تحليلي و آزمايشگاهي

Determination of optimal rubble mound beach to minimize wave reflection using Analytical and Laboratory methods

هنگامی كه امواج به سازه های دریایی یا سواحل شیبدار برخورد می‌كنند بخشی از موج انعكاس یافته و در جهت مخالف موج ورودی انتشار می‌یابد. امواج انعكاسی باعث افزایش سرعت آب در جلوی سازه شده یا ممكن است به فاصله‌ های نزدیك منتشر شوند و ایجاد آشفتگی در بخش آرام آب كنند. در بسیاری از مطالعات آزمایشگاهی لازم است در اندازه‌گیریها، امواج به امواج تابشی و انعكاسی مجزا گردند زیرا پاسخ مدل با پارامترهای موج تابشی مرتبط است. در فلوم موج در اثر انعكاس چندگانه قطار موجها ناشی از انعكاس دوباره توسط سازه مدل، ساحل شیبدار و پارو موجساز، سیستم پیچیده‌ای از امواج تركیبی بوجود می‌آیند. لذا روشهای مختلف آنالیز در طی چند دهه اخیر برای اندازه‌گیری ضریب انعكاس در فلوم های موج آزمایشگاهی گسترش یافته است. در این تحقیق مطالعات آزمایشگاهی دوبعدی در فلوم موج برای بدست آوردن پارامترهای امواج تابشی و انعكاسی امواج منظم و نامنظم انجام شد. اندازه گیریها با روش دو و سه سنسور صورت گرفت و روشها با هم مقایسه شدند. همچنین، تاثیر بعضی از پارامترها مانند ارتفاع موج و نفوذپذیری و شیب ساحل بررسی شد. تاثیر ارتفاع موج تابشی، فركانس موج تابشی، ضریب γ در طیف جانسواپ، شیب ساحل و نفوذ پذیر ی ساحل، بر ضریب انعكاس مورد بررسی قرار گرفت و سرانجام ساحل بهینه برای كاهش میزان ضریب انعكاس پیشنهاد گردید. نتایج تحقیق نشان داد كه در فلومهای كوتاه، ساحل فلزی نفوذ‌پذیر با زاویه 30 تا 45 درجه حداقل انعكاس موج را دارند.

As water waves attack marine structures or sloping beaches a part of wave reflects and propagates in the opposite direction of incoming waves. Reflected waves cause increased agitation of the water in front of the structure or they may propagate some distances to become a source of disturbance in a calm area of water. In many laboratory studies it is necessary to separate the measured wave train into components of incident and reflected waves, so that the model response can be related to the parameters of the incident wave field. In a wave flume a complicated multi-reflection system of wave trains is formed as waves are reflected and re-reflected by the model structure, sloping beach and wave paddle. Some methods of analysis have been developed for determination of the reflection coefficient in laboratory wave flumes. A 2D experimental study in the wave flume was carried out to achieve parameters of incident and reflected waves for both regular and irregular waves. The measurement was carried out by a set of two and three probes comparing two different methods. Furthermore, influence of some parameters such as wave heights, beach porosity and its slope was investigated. The impact of incident wave height and frequency, γ coefficient in the JONSWAP spectrum, beach slope and its permeability on reflection were surveyed in detail. Finally optimum beach to cause minimum wave reflection was offered. The results showed that in the short flume, permeable metal beach at an angle of 30 to 45 have the minimum reflection.