بررسی تاثیر موج شکن بر فرآیند رسوب گذاری دردهانه رودخانه (منطقه مورد مطالعه رودخانه بابلرود)

صادق نژاد, سید حسین; اکبری نسب, محمد; حسینی, سید عباس

بررسی تاثیر موج شکن بر فرآیند رسوب گذاری دردهانه رودخانه (منطقه مورد مطالعه رودخانه بابلرود)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

سید حسین صادق نژاد ¹

محمد اکبری نسب ²

سید عباس حسینی ³

¹ گروه عمران، دانشکده عمران هنر و معماری، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

² دانشیار، گروه فیزیک در یا، دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

³ دانشیار، گروه عمران، دانشکده عمران هنر و معماری، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

بررسی و شناخت رژیم رسوب‎گذاری و فرسایش در سواحل، یکی از مهمترین پارامترها در هنگام ساخت وساز بندرها به شمار می‌رود. بررسی منشاء رسوبات در رودخانه ها از اهمیت بالایی، جهت تصمیم گیری و مدیریت لایروبی دارد. منشاء رسوبات در رودخانه ممکن است از بالادست ( انعشابات رودخانه ها ) یا از طریق دریا باشد.در رودخانه ها ی شمال کشور، برای ذخیره اب در بالا دست ،در فصل تابستان از ورود اب به دریا جلوگیری می کنند. در نتیجه ممکن است در مصب رودخانه ، اورد رسوب از دریا به رودخانه باشد. علل مختلف بر روی نشست رسوب در رودخانه موثر می باشد. از جمله شکل هندسی رودخانه، ساخت و ساز داخل رودخانه، ایجاد موج شکن در دهانه رودخانه می باشد. هدف این مطالعه بررسی نحوه تغییرات شکل هندسی موج شکن در دهانه رودخانه (مورد مطالعه رودخانه بابلرود) جهت بررسی رفتار نشست رسوب پرداخته می شود. به منظور بررسی این موضوع در ابتدا از محدوده پروژه داده های توپوگرافی,باد و موج جمع اوری شد. و بر اساس مشاهدات میدانی به عمل آمده دو سناریو در شش ماه اول سال برای بررسی رسوب گذاری در محدوده پژوهش تعیین و مدلسازی ‌گردید.سپس با استفاده از خروجی های مدل مایک(رسوب) به بررسی تأثیر موج‌شکن بر فرآیندهای رسوب‌گذاری در رودخانه بابلرود پرداخته شد.

کلیدواژه‌ها

موج شکن

رسوب گذاری

رودخانه

مدل سازی

20.1001.1.24767131.1403.10.2.3.7

موضوعات

فیزیک دریا

عنوان مقاله English

Investigation of the Effect of Breakwaters on Sediment Deposition at the River Mouth (Case Study of the Babolrud River)

نویسندگان English

Seyd Hossein Sadeghnejad ¹

Mohammad Akbari Nasab ²

Seyed Abbas Hoseyni ³

¹ Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering, Arts and Architecture, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

² Associate Professor Department of Physics, Faculty of Marine and Ocean Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

³ Associate Professor Department of Civil Engineering, Faculty of Civil Engineering, Arts and Architecture, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran

چکیده English

The investigation and understanding of sedimentation and erosion regimes along coastal zones are crucial for the design and development of ports. Identifying the sources of river sediments is essential for effective decision-making and dredging management. Sediments may originate from upstream tributaries or from marine processes. In the rivers of northern Iran, water discharge to the sea is often restricted during summer to store water upstream, which can lead to sediment transport from the sea toward river estuaries. Several factors affect sediment deposition in river systems, including river geometry, in-channel structures, and the presence of breakwaters at the river mouth. This study investigates the effect of geometric modifications to the breakwater at the Babolrud River mouth on sediment deposition patterns. Topographic, wind, and wave data from the study area were collected. Based on field observations, two scenarios were defined for the first six months of the Iranian year 1402 (March–September 2023) to analyze sedimentation behavior using the MIKE (Sediment) model. In Scenario 1, the sediment deposition rate at the river mouth during spring and summer reached approximately 60 centimeters, creating significant navigational challenges for recreational vessels and kilka fishing boats. Within the river channel, the sedimentation rate was much lower, ranging from 2 to 5 centimeters. In Scenario 2, which considered sediment inflow from the sea into the river and port basin, the rate of sediment deposition and bed-level rise near the mouth increased considerably compared to Scenario 1. These results indicate that continuous dredging at the river mouth is necessary to maintain navigability and efficient port operations.

کلیدواژه‌ها English

Breakwater

Sedimentation

River

Modeling

[1] Alp M, Cigizoglu HK. Suspended sediment load simulation by two artificial neural network methods using hydrometeorological data. Environmental Modelling & Software. 2007;22(1):2-13.

[2] سلمانی حسین، نیک‌منش محمدرضا. شانزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران. اردبیل: دانشگاه محقق اردبیلی؛ 1396.

[3] Puls W, Sündermann J. Simulation of suspended sediment dispersion in the North Sea. In: Residual Currents and Long-Term Transport. Berlin: Springer; 1990. p. 356-372.

[4] شرکت جهاد آب و انرژی. مطالعه رسوب‌گذاری بندر بابلسر. تهران: شرکت جهاد آب و انرژی؛ 1385.

[5] Gomez B. The potential rate of bed-load transport. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2006;103(45):17170-17173.

[6] Soltanpour M. A survey on fishery ports in Iran. In: 2nd Yokohama Symposium on Coastal Processes in Developing Countries; 2004.

[7] Zohari NH, Etemad-Shahidi A. Sedimentation in Babolsar and Pozm fishery ports in Iran. Journal of Coastal Research. 2006;22(6):1143-1156.

[8] آقاخانی‌افشار امیر، حسن‌زاده، یاسر اعلمی، محمدتقی. مدلسازی عددی انتقال رسوب و بررسی وضعیت فرسایش و رسوب‌گذاری رودخانه. در: سیزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران؛ 1393.

[9] نیک‌پور محمدرضا، ثانی‌خانی هادی. مدلسازی رسوبات معلق رودخانه. فصلنامه مهندسی آبیاری و آب. 1396؛8(30).

[10] محمودی احمد، لشت‌نشائی سیدعلی، منصوری علی، شفاعی محمد. مدلسازی عددی انتقال رسوب. فصلنامه علمی‌پژوهشی دریا فنون. 1397.

[11] Dissanayake P, Duong T, Karunarathna H, Ranasinghe R. Sediment dynamics of Negombo Lagoon outlet, Sri Lanka. In: Coastal Sediments 2015. Singapore: World Scientific; 2015.

[12] Sharaan M, Ibrahim MG, Iskander M, Masria A, Nadaoka K. Analysis of sedimentation at the fishing harbor entrance: Case study of El-Burullus, Egypt. Journal of Coastal Conservation. 2018;22(6):1143-1156. doi:10.1007/s11852-018-0624-y

[13] Fitri A, Hashim R, Abolfathi S, Abdul Maulud KN. Dynamics of sediment transport and erosion–deposition patterns near a detached low-crested breakwater on a cohesive coast. Water. 2019;11(8):1721.

[14] Marrone J, Zhou S, Brashear P, Howe B, Baker S. Numerical and physical modeling to inform design of the Living Breakwaters Project, Staten Island, New York. In: Coastal Structures 2019. p. 1044-1054.

[15] Galiano F, et al. Numerical study of the effects of a designed submerged breakwater on coastal sediment transport in Pescara Port (Italy). Journal of Coastal and Harbor Engineering. 2020;12(3):21-34.

[16] Vona I, Gray MW, Nardin W. The impact of submerged breakwaters on sediment distribution along marsh boundaries. Water. 2020;12(4):1016.

[17] Wu Y, Zhu K, Qin H, Wang Y, Sun Z, Jiang R, et al. Numerical investigation on the influence of breakwater on sediment transport in Shantou offshore area. Applied Sciences. 2023;13(5):3011.

[18] Zedan RN, Rashwan EH, Omara HM. Flow pattern and wave reflection in front breakwaters during scour development: A review. Journal of Engineering Research. 2023;7(3):1-13.

[19] Pareta K. 1D–2D hydrodynamic and sediment transport modelling using MIKE models. Discover Water. 2024;4:94. doi:10.1007/s43832-024-00130-9

[20] Costinescu I-M, Nedelea A, Sârbu D, Chevereșan M, Comănescu L. Simulation of sediment transport and the total volume of alluvium using MIKE 21—Case study: The Șolea Stream. Water. 2025;17(19):2831. doi:10.3390/w17192831

[21] Vu VL, Bui DT, Tran QV, Vu MC, Ngo TM. Utilisation of the MIKE 3 model for simulating sediment transport in coastal areas affected by sand mining. Vietnam Journal of Science, Technology and Engineering. 2025;67(2):117-128. doi:10.31276/VJSTE.2024.0068

[22] DHI. MIKE 21 Flow Model FM, Hydrodynamic Module, User Guide. Hørsholm: Danish Hydraulic Institute; 2022.

[23] DHI. MIKE 21: 2D Hydrodynamic Modeling Software. Hørsholm: Danish Hydraulic Institute; 2024.

[24] Aladin N, Plotnikov I. The Caspian Sea. Lake Basin Management Initiative—Thematic Papers. 2004:1-29.

[25] زنگانه محمد، حهمنی امیر. مدل‌سازی الگوی رسوب‌گذاری در مصب بوشهر با استفاده از MIKE 21. نشریه مهندسی دریا. 1395.

[26] واصلعلی علی، اضرَمسا سیداحمد. بررسی تأثیر احداث موج‌شکن بر الگوی جریان و رسوب‌گذاری با مدل MIKE 21. مجله علوم کاربردی. 1388؛19(9):3522-3530.

[27] Aouiche I, Bouziane A, Benaabidate L. Modelling of sediment transport and coastal morphology using MIKE 21 FM. Journal of Marine Science and Engineering. 2023;11(11):2051.