مدل‌سازی سرعت جریان جزرومدی با استفاده از نرم‌افزار TELEMAC-2D (مطالعه موردی: خلیج بوشهر)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه بابلسر

2 کارشناسی ارشد فیزیک دریا، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه مازندران، بابلسر

3 مربی گروه فیزیک دریا، سازمان بنادر و دریانوردی، تهران

چکیده

جزرومد از اطلاعات پایه و ضروری در انجام مطالعات مربوط به رسوب‌گذاری، تغییرات مورفولوژیک و آب‌گرفتگی سواحل، فرسایش و مدیریت نوار ساحلی محسوب می‌شود. به دلیل کمبود اطلاعات اندازه‌گیری در بسیاری از مناطق ساحلی و دریایی، خصوصیات موج با استفاده از روش‌های مختلف تخمین زده می‌شود. پروژه‌های دریایی پیش‌بینی/ پیش‌یابی اقلیم موج اغلب با مدل‌های عددی یا روش‌های تجربی انجام می‌شود. در پژوهش پیش رو سرعت جریان جزرومدی در خلیج بوشهر با استفاده از مدل عددی TELEMAC-2D مدل‌سازی شد و جهت جریان غالب در منطقه مورد تحلیل واقع شد. تنظیمات مدل شامل شبکه‌بندی نامنظم مثلثاتی در راستای x و y با نسبت یک‌به‌سه از کوچک‌ترین شبکه‌بندی 30 متر تا بزرگ‌ترین شبکه‌بندی 810 متر، گام زمانی 30 ثانیه، قانون اصطکاک بستر با استفاده از نظریۀ استریکلر با مقدار m1/2s-1 50 به کار رفته شد. مدل برای یک ماه از تاریخ 12/07/2011 در خلیج بوشهر اجرا شد. پس از اجرای مدل داده‌های اندازه سرعت جریان با داده‌های اندازه‌گیری متناظر و پایگاه داده جهانی TPXO مقایسه شد، نتایج پژوهش بیانگر افزایش همبستگی از 41/86 درصد به 91/41 درصد بود که حاکی از مناسب بودن مدل برای مدل‌سازی اندازه سرعت جریان در خلیج بوشهر بود. در انتها جریان غالب در منطقه شمال غربی نشان داده شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling of Tidal Current Velocity Using TELEMAC-2D Software (Case Study: Bushehr Bay)

نویسندگان [English]

  • Masoomeh Rasoolian 2
  • Nadia talebpur 2
  • Ali Naseri 3
2 MSc of marine physics, Faculty of Marine Sciences, University of Mazandaran, Babolsar
3 Instructor of Sea Physics Department, Ports and Maritime Organization, Tehran
چکیده [English]

The tide is an essential information in conducting studies on sedimentation, morphological changes and flooding of coasts, erosion as well as coastal strip management. Due to lack of measurement information in many coastal and marine areas, wave characteristics are estimated using different methods. Marine wave forecasting projects are often performed by numerical models or empirical methods. In the present study, the tidal flow velocity in Bushehr Bay is modeled using the numerical model TELEMAC-2D and the dominant flow direction in the area is analyzed. Model settings include irregular trigonometric grid in x and y with the ratio of one to three from the smallest 30m grid to the largest 810m grid, a time step of 30 seconds, the bed friction law using Stickler Theory 50 m1/2s-1  used. The model ran for one month on 2011/07/12 in the Bushehr Bay. After running the model, the current velocity data are compared with the corresponding measurement data and the TPXO Global Database, the results showed an increase of correlation from 41/86% to 91/41% indicating that the model is suitable for flow rate modeling in Bushehr Bay. At the end, the dominant flow in the northwest is presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sea Level
  • Tidal current velocity
  • numerical simulation
  • TELEMAC
  • Bushehr Bay

[1] Lefebvre M, Stewart R. History of Altimetry, 1960-1992. Proceedings of the Symposium on 15 Years of Progress in Radar Altimetry. Noordwijk, Netherlands: European Space Agency; 2006. (Vol. 614).

[2] Ardalan AA, Toorian MJ. A new tidal model for the Persian Gulf and Oman Sea based on satellite altimetry and coastal tidal gauge observations. Journal of the Earth and Space Physics. 2010;36(3):15-25.

[3] El-Diasty M, Al-Harbi S, Pagiatakis S. Hybrid harmonic analysis and wavelet network model for sea water level prediction. Applied Ocean Research. 2018 Jan 1;70:14-21.

[4] موسی‌زاد حکیمه. بررسی جریانات باقی‌مانده جزرومدی در خلیج چابهار و خلیج پزم با استفاده از مدل‌سازی عددی[ پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد]. مازندران:دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی، دانشگاه مازندران؛ 1395.

[5] رشیدی ابراهیم حصاری اکبر، حسینی سید مرضیه. ارزیابی حساسیت دینامیک کشند نیمروزانه M2به تغییرات مکانی ناهمواری بستری در تنگۀ هرمز. هیدروفیزیک. 1396؛3(1):21-32.

[6] آزموده اردلان علیرضا، طوریان محمدجواد. مدل‌سازی جزرومد در دریای عمان و خلیج‌فارس با استفاده از داده‌های ارتفاع‌سنجی ماهواره‌ای و تایدگیج‌های ساحلی. فیزیک زمین و فضا. 1398؛ 36(3):15-25.

[7] ربیعی‌فر حمیدرضا، باقری نرجس. مدل‌سازی تغییرات جزرومد (با مطالعه موردی در بندر شهید رجایی). دومین کنفرانس بین‌المللی رویکردهای نوین در نگهداشت انرژی؛ 1391؛ منطقه ویژه اقتصاد انرژی پارس جنوبی، تهران، ایران.

[8] خانیکی علی، بخشنده فیروزه، کامران لاری. بررسی تأثیر جزرومد بر الگوی جریان و انتقال رسوب در مصبها با استفاده از شبیه عددی مایک 21. مهندسی منابع آب. 1393؛7(21):1-11.

[9] جوکار محمد، لاری کامران. بررسی جریان‌های کشندی با استفاده از مدل مایک 21 و اندازه‌گیری‌های میدانی و مدل جهانی FES در خلیج‌فارس. اطلاعات جغرافیایی. 1395؛25(100): 97-110.

[10] Reissosadat SM. Numerical study of water circulation in Persian Gulf using finite difference method. Research in Marine Science. 2018 Jun 1;3(2):303-10.

[11] Aghajanloo K, Pirooz MD, Namin MM. Numerical simulation of tidal currents in Persian Gulf. Proceeding of International Conference on Civil, Environmental and Chemical Engineering; 2011 Oct 27.

[12] Blunden LS, Bahaj AS. Initial evaluation of tidal stream energy resources at Portland Bill, UK. Renewable Energy. 2006 Feb 1;31(2):121-32.

[13] Hashemi MR, Neill SP, Robins PE, Davies AG, Lewis MJ. Effect of waves on the tidal energy resource at a planned tidal stream array. Renewable Energy. 2015 Mar 1;75:626-39.

[14] Teles MJ, Smolders S, Maximova T, Rocabado I, Vanlede J. Numerical modelling of flood control areas with controlled reduced tide. E-proceedings of the 36th IAHR World Congress; 2015 Jun. (Vol. 28)

[15] Moloney V, Karunarathna H, Murray T, Rutt I, Everett A, Reeve D. Investigation of wind and tidal forcing on stratified flows in Greenland fjords with TELEMAC-3D. European Journal of Computational Mechanics. 2016 May 3;25(3):249-72.

[16] Haverson D, Bacon J, Smith HC, Venugopal V, Xiao Q. Cumulative impact assessment of tidal stream energy extraction in the Irish Sea. Ocean Engineering. 2017 Jun 1;137:417-28.

[17] اداره بنادر و دریانوردی کل استان بوشهر [اینترنت]. 2011.‌ قابل دسترس در: https://bushehrport.pmo.ir

[18] بختیاری آرش، کمیجانی فرشته، الهیار محمدرضا، توکلی محمود. بررسی مدل ایرانیPMO Dynamic در خلیج بوشهر. اقیانوس‌شناسی. 1392؛4(14):13-18.

[19] فرجامی حسین، حسینی سید طالب، چگینی وحید، محمدی سیده سعیده. شبیه‌سازی امواج ناشی از باد در خلیج بوشهر با مدل عددی سوان. اقیانوس‌شناسی.1390؛2(8):79-87.

[20] TELEMAC-2D Software. Version 5.2, User Manual. EDF-R&D;2002.

[21] Open TELEMAC-MASCARET. Available from:http://www.openTELEMAC.org/.

[22] Batica J, Gourbesville P, Erlich M, Coulet C, Mejean A. Xynthia Flood, Learning from the Past Events—Introducing a FRI to Stakeholders. In: Gourbesville P, Cunge J, Caignaert G, editors. Advances in Hydroinformatics. Springer Water. Singapore:Springer;2018. p.607-19.

[23] Nolivos Alvarez I, Choudhur A, Manbaliu J. N 2D hydrodynamic modelling of a tidal inlet using TELEMAC. Case study of “De IJzermonding [dissertation].2009.

[24] اکبری‌نسب محمد، کتابداری محمدجواد. مدل عددی جهت تعیین رژیم و توان جزرومد. علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک. 1398؛21(2):21-30.

[25] جزیرییان ایرج، شریفی عادل. کاهش اثرات غیر جزرومدی با استفاده از آنالیز اختلاف ارتفاع نقاط هم‌جوار مشاهدات ارتفاع سنجی ماهواره‌ای در منطقه خلیج‌فارس. مهندسی نقشه‌برداری و اطلاعات مکانی. 1395؛7(2):1-8.

[26] Dronkers JJ. Tidal computations in rivers and coastal waters. Amsterdam, New York: North-Holland Pub. Co;1996.

[27] Godin G. The analysis of tides. Liverpool (UK): Liverpool University Press;1972.

[28] Pham CT, Lyard F. Use of tidal harmonic constants databases to force open boundary conditions in TELEMAC. Proceedings of the XIXth TELEMAC-MASCARET User Conference; 2012 Oct 18-19. Oxford: St Hugh's College; 2012. p.165-72.

[29] Pham CT, Bourban S, Durand N, Turnbull M. Methodology to model tides with version 6.2 of TELEMAC-2D and TELEMAC-3D. National Hydrualic and environment Laboratory;2013.

[30] Moriasi DN, Arnold JG, Van Liew MW, Bingner RL, Harmel RD, Veith TL. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE. 2007;50(3):885-900.

[31] Boyle DP, Gupta HV, Sorooshian S. Toward improved calibration of hydrologic models: Combining the strengths of manual and automatic methods. Water Resources Research. 2000 Dec;36(12):3663-74.