انعکاس امواج منظم از دیوارهای ساحلی صندوقه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه اقیانوس شناسی، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه دریانوردی و علوم دریایی چابهار

2 دانشگاه هرمزگان،دانشکده علوم و فنون دریایی، بندر عباس

3 مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران

چکیده

در این مقاله، ویژگی‌های انعکاسی دیوارهای ساحلی قائم صلب، نیمه‌‌متخلخل و متخلخل تحت امواج منظم با استفاده از مدل‌سازی فیزیکی بررسی می‌شود. آزمایش‌های متعددی برای طیف گسترده‌ای از ارتفاع‌ها و دوره‌های موج و عمق‌های مختلف آب در فلوم آزمایشگاه هیدرولیک پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری تهران انجام شد. بر اساس این آزمایش‌ها این نتایج به‌دست آمد  که دیوار ساحلی متخلخل نسبت به دیوار صلب و نیمه‌متخلخل در کاهش انعکاس موج عملکرد بهتری دارد. ضریب انعکاس (Kr) ناشی از امواج منظم برای دیوار ساحلی متخلخل در محدودۀ 0/89-0/57 و دیوار نیمه‌متخلخل در محدودۀ 0/94 - 0/70 قرار دارد، درحالی‌که برای دیوارۀ  صلب عمودی بیشتر از 0/90 است.همچنین مشخص شد که ضریب انعکاس با افزایش تیزی موج (Hi/L)، عمق نسبیآب (d/L) و تخلخل دیوار (n) کاهش می‌یابد. مقایسۀ نتایج برای شرایط ورودی یکسان، نشان می‌دهد که کاهش متوسط درKr برای دیوارهای ساحلی نیمه‌متخلخل و متخلخل در مقایسه با دیوار صلب به ترتیب حدود 18 و 32 درصد است. بر اساس داده‌های اندازه‌گیری‌شده، تحلیل ابعادی و آنالیز رگرسیون چندگانه، روابط تجربی جدیدی برای پیش‌بینی ضریب انعکاس موج ارائه شده است. اعتبارسنجی فرمول‌های پیش‌بینی‌شده با نتایج تجربی دیگر نشان داد که معادله‌ها می‌توانند برای اهداف عملی مورداستفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Reflection of regular waves from caisson-type porous seawalls

نویسندگان [English]

  • Mehdi Esmaeili 1
  • Maryam Rahbani 2
  • Ali Karami khaniki 3
1 ِDepartment of Oceanography, Faculty of Marine Sciences, Chabahar Maritime University
2 University of Hormozgan, Faculty of Marine Science and Technology, Bandarabas
3 Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Tehran
چکیده [English]

In this paper, the reflection characteristics of vertical rigid, semi-porous and porous seawalls is investigated under regular waves by use of physical models. Several experiments were carried out for a wide range of wave heights and periods and for different water depths in the Soil Conservation and Watershed Management Research Institute flume. Based on these experiments, it was concluded that the porous seawall has better performance than rigid and semi-porous seawall in reducing the wave reflection. The reflection coefficient (Kr) due to regular waves for the porous seawall ranges from 0.57–0.89 and for semi-porous wall it is 0.70–0.94, whereas for the vertical rigid wall, it is found to be more than 0.9. It was also found that the reflection coefficient decreases with the increase of the wave steepness (Hi/L), the relative water depth (d/L), and the seawall porosity (n). A comparison of the results for identical input condition shows that an average the reduction in Kr for semi-porous and porous seawall as compared to the rigid wall is about 18% and 32%, respectively. Based on the measured data, dimensional analysis and multiple regression analysis, new empirical relations have been proposed to predict the wave reflection coefficient. Verifying the predictive formulae with the other experimental results revealed that the equations could be used for practical purposes.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • wave reflection
  • regular waves
  • porous seawall
  • physical model

[1] وفایی‌پور سرخابی رامین، لطف‌اللهی یقین محمدعلی، امین‌فر محمدحسین. تأثیر دورۀ تناوب امواج تصادفی بر واکنش دیوارهای ساحلی با اشکال هندسی مختلف به روش عددی. اقیانوس‌شناسی. 1390؛2(8):69-78.

 [2] چگینی وحید. راهنمای طراحی موج‌شکن‌ها. تهران: انتشارات شرکت جهاد تحقیقات آب و آبخیزداری؛ 1377. ص. 75-91.)  مجموعه کتاب‌های مهندسی دریا، جلد دوم(.

[3] کرمی‌‌خانیکی علی، شکرلب ملوک. ارزیابی آزمایشگاهی انعکاس امواج از دیواره‌های ساحلی صندوقه‌ای. فصلنامۀ پژوهش و سازندگی. 1384؛18(2):11-17.

 [4] ایروانی نیکتا، منتظری‌نمین مسعود. مدل‌سازی عددی اندرکنش موج با دیوار متخلخل ساحلی در فضای دوبعدی قائم. نشریۀ مهندسی دریا. 1393؛9(17):15-26.

 [5] شیریان ناصر، شفیعی‌فر مهدی، آق‌تومان پیمان، چگینی وحید. تعیین ضرایب بازتاب امواج نامنظم از موج‌شکن‌های شکل‌پذیر با استفاده از نتایج مدل آزمایشگاهی. فصلنامۀ پژوهش و سازندگی. 1384؛17(1):77-68.

 [6] حسین‌پور محبوبه، چگینی وحید، شیریان ناصر، آق‌تومان پیمان، شفیعی‌فر مهدی. تعیین ضریب بازتاب امواج نامنظم از موج‌شکن‌های شکل‌پذیر با استفاده از نتایج مدل فیزیکی. اقیانوس‌شناسی. 1389؛1(1):57-62.

  [7] Zhu S, Chwang AT. Investigations on the reflection behaviour of a slotted seawall. Coastal Engineering. 2001 Jun 22;43(2):93–104.

 [8] Neelamani S, Sandhya N. Wave reflection characteristics of plane, dentated and serrated seawalls. Ocean Engineering. 2003 Aug 29;30(12):1507-33.     

 [9] Koraim A, Rageh O. Hydrodynamic performance of vertical porous structures under regular waves. China Ocean Engineering. 2013 Jun 28;4(27):451-68.                        

[10] Koraim A, Heikal EM, Abo Zaid AA. Hydrodynamic characteristics of porous seawall protected by submerged breakwater. Applied Ocean Research. 2014 Feb 25;46:1-14.   

 [11] Negm A, Nassar K. Determination of Wave Reflection Formulae for Vertical and Sloped Seawalls via Experimental Modelling. Procedia Engineering. 2016 Aug 21;154:919-27.

[12] Goda Y, Suzuki Y. Estimation of incident and reflected waves in random waves. In: Proceedings of 15th Conference on Coastal Engineering. 15th International Conference on Coastal Engineering; 1976 Jul 11-17; United States, Honolulu, Hawaii. New York: American Society of Civil Engineers;1977. p.828-45.

 [13] Hughes SA. Physical models and laboratory techniques in Coastal Engineering. Singapore: Advanced Series on Ocean Engineering, World Scientific Publishing; 1993. p.568.