فایل کاربرد صفحات مستغرق در کنترل روند رسوبگذاری در بنادر صیادی با استفاده از مدل فیزیکی

توضیحات

فایل کاربرد صفحات مستغرق در کنترل روند رسوبگذاری در بنادر صیادی با استفاده از مدل فیزیکی
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد.
چکیده:
امواج دریا در جلوی دهانه بندر میشکنند و باعث به تعلیق در آمدن رسوبات بستر دریا میگردند.این رسوبات در اثر امواج ضعیف دریا و یا حرکت کشتی ها به داخل بندر راه یافته و نهایتاً در آنجا ته نشین میگردند و دراثر ادامه این فرایند از عمق مفید ناحیه داخل بندر کاسته شده و برای سرویس دهی پیوسته بندر نیاز به عملیات لایروبی کف میباشد که این عملیات به دلیل حجم بسیار زیاد رسوب مستلزم صرف وقت و هزینه بسیار گزافی میباشد.
از آنجاکه صفحات مستغرق درکانالهای آبگیر مورد استفاده قرارگرفته وبه طرزقابل ملاحظه ای در انتقال عرضی رسوب وکنترل ورود رسوب به داخل آبگیر موثر بوده است، لذادر 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 بندردر حالت بدون استفاده از صفحات مستغرق، اندازه گیری شده و سپس با کار گذاشتن صفحات مستغرق ،با آرایش مختلف، در جلوی دهانه ورودی بندرمجدداً میزان رسوب در نقاط شبکه بندی اندازه گیری شده است و نتایج با حالت بدون کار گذاشتن صفحات مستغرق مقایسه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.
نتایج حاصل از این آزمایشات حاکی ازآن است که نصب صفحات مستغرق با آرایش مختلف در دهانه ورودی بنادر موجب انتقال عرضی رسوب و در نتیجه عدم ورود رسوب به داخل بندر می گردد.
کلید واژه:بندر،رسوب،صفحات مستغرق
فهرست
عنوان صفحه
1
1 فصل اول: مقدمه وهدف از این تحقیق
1. 1- مقدمه
1
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
فهرست شکل ها
شکل 3-1:گردابه ایجاد شده در پایین دست یک صفحه 12
شکل 3-2:گشتاور ایجاد شده توسط نیروی گریز از مرکز 14
شکل 4-1:تعریف پارامتر های مبنا برای موج سینوسی 25
شکل 5-1:نمایی از حوضچه مدل 35
شکل 5-2: مراحل احداث بندر در داخل حوضچه مدل 36
شکل 5-3: پلان کلی آزمایشگاه 37
شکل 5-4: نمایی از الکتروگیربکس 38
شکل 5-5: صفحه دوار تولید موج 39
شکل 5-6: روشهای مختلف تولید موج 39
شکل 5-7: دستگاه سنسور رسوب سنج 41
شکل 5-8: نمایی از سنسور دستگاه رسوب سنج 41
شکل 5-9: دو نما از مانیتور دستگاه رسوب سنج 42
شکل 6-1:توپوگرافی و نمایش سه بعدی بستر مربوط به آزمایش شماره یک 49
شکل 6-2: توپوگرافی و نمایش سه بعدی بستر مربوط به آزمایش شماره دو 53
شکل 6-3: توپوگرافی و نمایش سه بعدی بستر مربوط به آزمایش شماره سه 56
شکل 6-4: نمایش نقاط شبکه بندی و منحنی های هم تراز آزمایش شماره سه 57
شکل 6-5: توپوگرافی و نمایش سه بعدی بستر مربوط به آزمایش شماره چهار 60
شکل 6-6: نمایش نقاط شبکه بندی و منحنی های هم تراز آزمایش شماره چهار 61
شکل 6-7: نمایی از محل قرارگیری صفحات مستغرق در آزمایش شماره پنج 64
شکل 6-8: نمایی از چگونگی جابجایی رسوب بستر پس از آزمایش شماره پنج 64
شکل 6-9: توپوگرافی و نمایش سه بعدی بستر مربوط به آزمایش شماره شش 68
شکل 6-10: نمایش نقاط شبکه بندی و منحنی های هم تراز آزمایش شماره شش 69
شکل 6-11: توپوگرافی و نمایش سه بعدی بستر مربوط به آزمایش شماره هفت 72 شکل6-12: نمایش نقاط شبکه بندی و منحنی های هم تراز آزمایش شماره هفت 73 شکل 6-13: نمایی از داخل محوطه بندر 74 شکل 6-14: نمایی از نحوه انتقال رسوب در جهت عرضی 74 شکل 6-15: توپوگرافی بستر تحت آرایش یکردیفه صفحات با زاویه 90 درجه 80 شکل 6-16: نمایی از آرایش دو ردیفه صفحات مستغرق در مقابل بندر 81 شکل 6-17: توپوگرافی بستر تحت آرایش دو ردیفه صفحات با زاویه 105 درجه 83
فهرست جدول ها
جدول 3-1: نتایج طرح بهینه صفحات مستغرق 16
جدول 4-1: طبقه بندی امواج به لحاظ عمق 31
جدول 5-1: مشخصات ذرات مورد استفاده در آزمایش های رسوب 43
جدول 6-1: متوسط رقوم اندازه گیری شده در آزمایش شماره یک(mm) 50
جدول 6-2: متوسط رقوم اندازه گیری شده در آزمایش شماره دو(mm) 52 جدول 6-3: متوسط رقوم اندازه گیری شده در آزمایش شماره سه(mm) 55 جدول 6-4: متوسط رقوم اندازه گیری شده در آزمایش شماره چهار(mm) 59 جدول 6-5: متوسط رقوم اندازه گیری شده در آزمایش شماره پنج(mm) 63 جدول 6-6: متوسط رقوم اندازه گیری شده در آزمایش شماره شش(mm) 67 جدول 6-7: متوسط رقوم اندازه گیری شده در آزمایش شماره هفت(mm) 71 جدول 6-8: رقوم ارتفاعی بستر در آزمایش بدون صفحات 75 جدول 6-9: رقوم ارتفاعی بستر در یک مقطع طولی در آزمایش یکردیفه 75 درجه 76
جدول 6-10: رقوم ارتفاعی بستر در یک مقطع طولی در آزمایش دوردیفه 75 درجه 76 جدول 6-11: رقوم ارتفاعی بستر در یک مقطع طولی در آزمایش صفحات دوردیفه 78 جدول 6-12: رقوم ارتفاعی بستر در یک مقطع طولی در آزمایش یکردیفه 90 درجه 79
جدول 6-13: رقوم ارتفاعی بستر در یک مقطع طولی در آزمایش دوردیفه 90 درجه 79 جدول 6-14: رقوم ارتفاعی بستر در یک مقطع طولی در آزمایش بدون صفحه 82
جدول 6-15: رقوم ارتفاعی بستر در یک مقطع طولی در آزمایش یکردیفه 105 درجه 82
جدول 6-16: رقوم ارتفاعی بستر در یک مقطع طولی در آزمایش دوردیفه 105 درجه 83
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 شکل توپوگرافی بستر 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.
فصل اول
مقدمه و هدف این تحقیق
1
1. 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 مروری 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 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