- |
-
تغییرات زمانی و مکانی جریان در عرض کانال خوران با استفاده از روش اندازه گیری های MV-ADCP
نویسندگان
پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی
چکیده
برای توصیف ساختار جریان در عرض کانال خوران در جنوب ایران (واقع‌شده در فاصله بین سرزمین اصلی و جزیره قشم)، آنجا که حداکثر سرعت‌های کشندی در مهکشند 8/1 متر بر ثانیه است، از اندازه‌گیری‌های ADCP متصل به شناور استفاده شد. نیمرخهای جریان با استفاده از یک 614.4 kHz TRDI WorkHorse Broadband ADCP بر روی یک ترانسکت در عرض کانال در طی دو دوره کشندی نیم‌روزه انجام شد. ترانسکت به‌صورت شمالی جنوبی و در عرض کانال پیموده شد. برای جداسازی سیگنال‌های کشندی M2، M4 و M6 از میان داده‌های اندازه‌گیری شده از یک برازش حداقل مربعات استفاده شد.
دستگاه جریان‌سنج ADCP به روش آکوستیکی سرعت جریان را اندازه‌گیری می‌کند. بدین صورت که دستگاه ADCP با گسیل پالس‌های صوتی با فرکانس معین به داخل آب از طریق فرستنده واقع در رأس خود و سپس برخورد این پالس‌های صوتی با ذرات معلق در آب و همچنین دریافت فرکانس برگشتی توسط گیرنده دستگاه سرعت جریان را از طریق محاسبه جابجایی دوپلر در اختیار قرار می دهد.
اما اندازه‌گیری‌های متصل به شناور ADCP در روزهای اول و سوم از مهکشند ثانویه در روز 8 اکتبر سال 2014 انجام‌شده است. این جریان‌سنج ADCP (614.4 kHz) ساخت شرکت TeledyneRDI WorkHorse است که در حالت Bottom Tracking به همراه یک جی‌پی‌اس Garmin GPSMAP 521s به‌منظور جمع‌آوری نیمرخهای جریان در یک دوره نیم‌روزه کشندی مورد استفاده قرار گرفت. فن‌آوری Bottom Tracking همبود با پالس‌های صوتی دستگاه به‌منظور محاسبه نیمرخ جریان، عامل ردگیری بستر در هرلحظه از زمان بوده و بنابراین می‌توان سرعت شناور را به‌صورت مستقل از سرعت به‌دست‌آمده از جی‌پی‌اس در اختیار داشت. درنتیجه، با کم کردن سرعت اندازه‌گیری شده توسط ADCP (که مجموع سرعت شناور و سرعت جریان است) از سرعت شناور (محاسبه‌شده توسط Bottom Track) می‌توان سرعت خالص جریان آب را محاسبه کرد. جریان‌سنج ADCP مورداستفاده در این تحقیق به‌وسیله یک فریم از جنس استیل 316 (به‌منظور حذف آلودگی مغناطیسی اطراف قطب نمای دستگاه)، از طرف راست یک شناور کوچک سه متری (با سرعت متوسط حرکت 2/5 متر بر ثانیه) به‌صورت سر و ته در آب فرو رفت. جریان‌سنج مذکور به‌گونه‌ای در آب فرو رفته بود که فرستنده آن تقریباً یک متر زیر سطح آب واقع می‌شد. با در نظر گرفتن 1 متر Blanking Distance برای دستگاه، اولین Bin دستگاه در عمق 2 متری زیر سطح آب واقع می‌شود. دستگاه به‌گونه‌ای تنظیم‌شده بود که در کمتر از یک ثانیه پالس‌های صوتی به درون آب ساطع کند. طرح انداز گیری جریان (مطابق روش Old and Vennell (2001)) به‌گونه‌ای بود که در روز اول از مهکشند 8 اکتبر 2014 یک ترانسکت به طول 2/2 کیلومتر، واقع‌شده در پل، تقریباً هر نیم ساعت یک‌بار (درمجموع هر ترانسکت 9 بار) پیموده شد.
نتایج تحقیق حاضر با داده های سامانه مهار پیشین مطابقت داشته و این روش به خوبی جریان را به صورت زمانی و مکانی در عرض کانال در اختیار قرار داد. همچنین گرادیان‌های مکانی نشان داد که بیشترین برش‌های افقی جریان و همگرایی‌ها بر روی نیمه شمالی کانال و نزدیک دماغه تیز شمالی به سبب تغییرات شدید عمق و هندسه ساحل در این ناحیه ظاهر می‌شود.
دستگاه جریان‌سنج ADCP به روش آکوستیکی سرعت جریان را اندازه‌گیری می‌کند. بدین صورت که دستگاه ADCP با گسیل پالس‌های صوتی با فرکانس معین به داخل آب از طریق فرستنده واقع در رأس خود و سپس برخورد این پالس‌های صوتی با ذرات معلق در آب و همچنین دریافت فرکانس برگشتی توسط گیرنده دستگاه سرعت جریان را از طریق محاسبه جابجایی دوپلر در اختیار قرار می دهد.
اما اندازه‌گیری‌های متصل به شناور ADCP در روزهای اول و سوم از مهکشند ثانویه در روز 8 اکتبر سال 2014 انجام‌شده است. این جریان‌سنج ADCP (614.4 kHz) ساخت شرکت TeledyneRDI WorkHorse است که در حالت Bottom Tracking به همراه یک جی‌پی‌اس Garmin GPSMAP 521s به‌منظور جمع‌آوری نیمرخهای جریان در یک دوره نیم‌روزه کشندی مورد استفاده قرار گرفت. فن‌آوری Bottom Tracking همبود با پالس‌های صوتی دستگاه به‌منظور محاسبه نیمرخ جریان، عامل ردگیری بستر در هرلحظه از زمان بوده و بنابراین می‌توان سرعت شناور را به‌صورت مستقل از سرعت به‌دست‌آمده از جی‌پی‌اس در اختیار داشت. درنتیجه، با کم کردن سرعت اندازه‌گیری شده توسط ADCP (که مجموع سرعت شناور و سرعت جریان است) از سرعت شناور (محاسبه‌شده توسط Bottom Track) می‌توان سرعت خالص جریان آب را محاسبه کرد. جریان‌سنج ADCP مورداستفاده در این تحقیق به‌وسیله یک فریم از جنس استیل 316 (به‌منظور حذف آلودگی مغناطیسی اطراف قطب نمای دستگاه)، از طرف راست یک شناور کوچک سه متری (با سرعت متوسط حرکت 2/5 متر بر ثانیه) به‌صورت سر و ته در آب فرو رفت. جریان‌سنج مذکور به‌گونه‌ای در آب فرو رفته بود که فرستنده آن تقریباً یک متر زیر سطح آب واقع می‌شد. با در نظر گرفتن 1 متر Blanking Distance برای دستگاه، اولین Bin دستگاه در عمق 2 متری زیر سطح آب واقع می‌شود. دستگاه به‌گونه‌ای تنظیم‌شده بود که در کمتر از یک ثانیه پالس‌های صوتی به درون آب ساطع کند. طرح انداز گیری جریان (مطابق روش Old and Vennell (2001)) به‌گونه‌ای بود که در روز اول از مهکشند 8 اکتبر 2014 یک ترانسکت به طول 2/2 کیلومتر، واقع‌شده در پل، تقریباً هر نیم ساعت یک‌بار (درمجموع هر ترانسکت 9 بار) پیموده شد.
نتایج تحقیق حاضر با داده های سامانه مهار پیشین مطابقت داشته و این روش به خوبی جریان را به صورت زمانی و مکانی در عرض کانال در اختیار قرار داد. همچنین گرادیان‌های مکانی نشان داد که بیشترین برش‌های افقی جریان و همگرایی‌ها بر روی نیمه شمالی کانال و نزدیک دماغه تیز شمالی به سبب تغییرات شدید عمق و هندسه ساحل در این ناحیه ظاهر می‌شود.
کلیدواژه ها