ارزیابی نرخ انتقال رسوب کرانه‌راستا در بندر امام خمینی (ره) با استفاده از سه نمونه الگوریتم‌ فراابتکاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دکتری فیزیک دریا- دینامیک، سازمان بنادر و دریانوردی، تهران

چکیده

بندر امام خمینی یکی از بنادراستان خوزستان در خلیج فارس است که با داشتن 38 اسکله فعال به طول 7 کیلومتر، بزرگترین بندر فعال ایران بوده و حجم لایروبی سالیانه در این بندر حدود 600 هزار مترمکعب است که حدود 400 هزار متر مکعب از آن مربوط به کانال دورق و حدود 200 هزار مربوط به سایراسکله‎ های بندر می‌باشد، از آنجایی که نرخ رسوبگذاری و هزینه لایروبی در این بندر چشمگیر می‌باشد در این پژوهش به بررسی و برآورد نرخ و حجم رسوبگذاری بر اساس اطلاعات میدانی و مدلسازی اخذ شده از سازمان بنادر و دریانوردی و مقایسه این مقادیر با نتایج به دست آمده از الگوریتم های فراابتکاری تحت نرم افزار متلب در شرایط دوبعدی جریان و همچنین حضور کلیه پارامترهای موثر بر انتقال رسوب کرانه راستا در بندر امام خمینی (ره)پرداخته شد. پس از تلفیق سه معادله سرک و کامفز و بایرام (CKB) و محاسبه ضرایب و توان‌های بهینه توسط الگوریتم های کلونی مورچگان، ژنتیک و تکامل دیفرانسیلی و ارزیابی و صحت سنجی با مقادیر به دست آمده از داده های میدانی موجود، خطای ضرایب و توان‌های محاسبه شده با استفاده از روش میانگین مربعات و بایاس محاسبه گردید، فلذا مشاهده شد که ضرایب و توان‌های به دست آمده از الگوریتم ژنتیک که در معادله CKB جایگذاری شدند بیشترین همپوشانی را با نرخ انتقال رسوب کرانه راستا حاصل از داده های میدانی دارد.

واژه‌های کلیدی: بندر امام خمینی (ره)، نرخ انتقال رسوب کرانه‌راستا (LSTR)، الگوریتم های فراابتکاری، معادله CKB، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم کلونی مرچگان و الگوریتم تکامل دیفرانسیلی

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Longshore Sediment Transport Rate in Imam Khomeini Port using Three Samples of Meta-heuristics Algorithm

نویسنده [English]

  • Zahra Gholami
Ports and Marine Organization, Tehran, Iran
چکیده [English]

The Imam Khomeini port is one of the ports of Khuzestan province in the Persian Gulf. With 38 active wharves of a 7 kilometers length, it is the largest active port in Iran and the annual dredging volume in this port is about 600 thousand cubic meters, about 400 thousand cubic meters of which pertains to the Duragh canal and about 200 thousand belong to other ports. Taking into account the significantly high rate of sedimentation and dredging costs in this port, this study investigated and evaluated the rates and volumes of sedimentation based on field information and modelings obtained from the Ports and Maritime Organization; moreover, these values were compared ​​with the results obtained from meta-heuristic algorithms under MATLAB software in two-dimensional flow conditions with the presence of all parameters affecting the transfer of sediment along the coast in Imam Khomeini port. Three equations of CERK, Kamphuis and Bayram (CKB) were combined and the optimal coefficients and capabilities were calculated by Differential Evolution, Ant Colony Optimization and Genetic Algorithm, and then evaluation and validation with the values ​​obtained from the available field data, coefficient error and computational capabilities were done using the root mean squares and bias method. It was observed that the coefficients and powers obtained from the genetic algorithm that were placed in the CKB equation have the most overlap with the rate longshore sediment transport from field data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Imam Khomeini port
  • Longshore Sediment Transport Rate (LSTR)
  • metaheuristic algorithms
  • CKB equation
  • genetic algorithm
  • Ant Colony algorithm and Differential Evolution algorithm

مراجع

[1] Port & Maritime Organization. Imam Khomeini Port Authority [internet]. 2022 [cited 2022 March 29].Available from: http:// https://bikport.pmo.ir/
[2] غلامی زهرا، لاری کامران، بیدختی علی‌اکبری عباسعلی، جاوید امیرحسین، محاسبه نرخ انتقال رسوبات هم‌اندازه کرانه‌راستا در مناطق ساحلی با استفاده از نظریه نیمه‌خودسانی. مجله هیدروفیزیک. 1399؛ 6 (2): 13-24.
[3] Gholami Z, Lari K, Bidokhti A, Javid A. M. Revisiting the Derivation of Bulk Longshore Sediment Transport Rates using Meta-Heuristic Algorithms Journal of Ocean and Coastal Research. 2021; 69(1): 1-17.
[4] Smith E, Wang P, Zhang J. Evaluation of the CERC formula using large-scale model data. Journal of Coastal Research. 2003; 3.
[5] غلامی زهرا. ارائه فرمول جدیدی برای محاسبه نرخ انتقال رسوب هم‌اندازه کرانه راستا در مناطق ساحلی با استفاده از نظریه نیمه خودتشابهی ]رساله دکتری[. تهران: واحد علوم و تحقیقات تهران؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ 1400.
[6] معاونت مهندسی و توسعه امور زیربنایی. پایش و مطالعات شبیه‌سازی سواحل استان خوزستان. رویه انجام مدل‌سازی انتقال رسوب؛ تهران: سازمان بنادر و دریانوردی؛ اردیبهشت 1399.
[7] کریوند عباس. مدل‌سازی انتقال رسوب کانال بندر امام خمینی (ره) با استفاده از نرم‌افزار Mike21  ]پایان‌نامه کارشناسی ارشد[. خرمشهر: دانشگاه علوم و فنون دریایی؛ 1395.
[8] Shore management eBook[internet]. 2022 [cited 2022 April]. Available from: https://ocean.dhigroup.com/download-shoreline-management-guidelines/
[9] Bosboom J, Stive MJ. Coastal dynamics I [lectures note], Delft, Netherlands; CIE4305. 2012.
[10] Coastal Engineering Research Center (US) CERC. Shore protection manual. Department of the Army, Waterways Experiment Station, Corps of Engineers, Coastal Engineering Research Center; 1984. Vol. I and II.
[11] Rijn LC, Ribberink JS, Werf JV, Walstra DJ. Coastal sediment dynamics: recent advances and future research needs. Journal of hydraulic research. 2013 Oct 1;51(5):475-93.
[12] Bayram A, Larson M, Hanson H. A new formula for the total longshore sediment transport rate. Coastal Engineering. 2007 Sep 1;54(9):700-10.
[13] Mil-Homens J, Ranasinghe R, de Vries JV, Stive MJ. Re-evaluation and improvement of three commonly used bulk longshore sediment transport formulas. Coastal Engineering. 2013 May 1;75:29-39.
[14] Fattahi P, Mehrabaad S, Jolai F.; Mathematical modeling and heuristic approaches to 264 flexible job shop scheduling problems. 2007.p. 8-26.
 
[15] Kamphuis JW. Alongshore transport rate of sand. In: Smith JM, editor. Proceedings of 28th International Conference of Coastal Engineering; 2002 July; Cardiff, Wale. Scientific World Publishing; 2003.p. 2478-90.
[16] Fernández-Fernández S, Baptista P, Martins VA, Silva PA, Abreu T, Pais-Barbosa J, et al. Longshore transport estimation on Ofir Beach in Northwest Portugal: sand-tracer experiment. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering. 2016 Mar 1;142(2):04015017.
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار