شناسایی عوامل مؤثر بر رسوب‌گذاری کانال دسترسی و حوضچه آرامش بنادر (مطالعه موردی بندر نوشهر)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد مهندسی عمران، اداره کل بنادر و دریانوردی استان مازندران،

2 عضو هیئت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه

چکیده

هدف از این پژوهش بررسی، شناسایی و اولویت‌بندی عوامل مؤثر بر رسوب‌گذاری بندر نوشهر بود. پژوهش حاضر از لحاظ هدف، کاربردی و با توجه به جمع‌آوری داده­ها توصیفی است. جامعه آماری این پژوهش شامل 22 نفر از کارشناسان، صاحب­نظران حوزه فنی و مهندسی سازمان بنادر و دریانوردی، اداره کل بنادر و دریانوردی استان مازندران (بندر نوشهر) و مهندسین مشاور می‌باشد. ابزار گردآوری اطلاعات، پرسشنامه‌ است. روایی محتوای صوری ابزار توسط خبرگان و میزان پایایی پرسشنامه از طریق بررسی سازگاری گزاره‌ها تایید شد. یافته­های پژوهش نشان داد تغییرات سطح آب دریا با میزان 336/0 دارای بیشترین تأثیر، و تغییرات خط ساحلی اطراف بندر با میزان 262/0، جابه‌جایی رسوبات ساحلی با میزان 162/0، موقعیت مکانی بندر 121/0 و اجرای پروژه‌های طرح توسعه بندر با عدد 119/0 به ترتیب رتبه­های بعدی را کسب کردند.

کلیدواژه‌ها

1- مقدمه

1-1- بیان مسئله

با توجه به سواحل زیاد کشور در جنوب و شمال، ساخت و بهره‌برداری از بنادر تجاری، اقتصادی، صیادی و سیاحتی می‌تواند منافع شایان توجهی برای کشور داشته باشد. برای بهره‌برداری بهینه از این بنادر، شناخت هیدرودینامیک و پدیده‌های دریایی بسیار حائز اهمیت است. یکی از مهم‌ترین پدیده‌های دریایی پدیده رسوب‌گذاری است. مسئله رسوب‌گذاری در داخل حوضچه بنادر، و رسوب‌گذاری و فرسایش‌پذیری سواحل اطراف سازه‌های دریایی، از اهمیت فوق العاده‌ای برخوردار است، تا آنجا که این مسائل می‌تواند کارآیی بندر را به‌طور کامل مختل کند. شناخت مسئله حمل رسوب دریایی قبل از ساخت بنادر و تعیین چگونگی حرکت رسوب و رسوب­گذاری بعد از احداث سازه‌های دریایی، باید در همان فاز اول پروژه بررسی شود. زیرا با توجه به موقعیت ساحل، جهت حرکت و میزان انتقال رسوب و پتانسیل ساحل از لحاظ رسوب‌گذاری و یا فرسایش‌پذیری، می‌توان میزان بازدهی و مدت عمر پروژه را محاسبه کرد. مسئله دیگری که لازم است مدنظر قرار گیرد هزینه قابل‌توجه سالانه لایروبی بنادر است، به دلیل اینکه هزینه بالای لایروبی می‌تواند ساخت بنادر را به لحاظ اقتصادی غیرقابل‌توجیه کند.

از مشکلات دیگری که بنادر بعد از ساخت یعنی در مرحله بهره‌برداری با آن مواجه می‌شوند می‌توان به رسوب‌گذاری در حوضچه آرامش و کانال دسترسی، تغییرات ساحل و بستر دریا و هزینه بسیار هنگفت لایروبی برای تامین عمق ایمن متناسب با آبخور مورد نیاز کشتی‌های متردد به بندر اشاره کرد. هزینه‌های بالای لایروبی سبب شده است مطالعات زیادی برای بررسی فرآیندهای مؤثر در رسوب‌گذاری بندر انجام شود و روش‌ها و مدل‌های گوناگونی برای کمی کردن نرخ رسوب‌گذاری پیشنهاد شود و راه‌حل‌های مختلفی جهت کاهش رسوب ارائه گردد (والی‌زاده و کلاه‌دوزان، 1389).

رسوب‌گذاری در دهانه بندر یکی از مسائل مهم در مدیریت بهره‌برداری بنادر تجاری و صیادی می‌باشد. دهانه بندر نوشهر تا پیش از سال 1367 به لایروبی نیاز نداشت و پس از آن تا سال‌ها نرخ متوسط لایروبی کانال دسترسی در حدود 100 تا 120 هزار مترمکعب در سال بود. در چهار سال اخیر نرخ لایروبی به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش یافته و به حدود 200 هزار مترمکعب در سال رسیده است (کمالیان و صفری، 1391).

آمار لایروبی سال‌های گذشته بندر نوشهر، به عنوان یکی از بنادر مهم و استراتژیک شمال ایران، نشان می‌دهد رسوب زیادی از کانال دسترسی بندر عبور کرده و حجم لایروبی به طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش یافته است. این افزایش رسوب علاوه بر انجام لایروبی‌های مکرر و هزینه‌بر، باعث کاهش عمق آبخور کانال و به دنبال آن کاهش کارایی و درآمدزایی بندر شده است.

ساخت بندر نوشهر در سال 1309 هجری شمسی توسط شرکت‌های بورورکس هلند و آگرمن بلژیک آغاز و در سال 1318 هجری شمسی راه‌اندازی شد. از آن زمان تا کنون بندر نوشهر به‌طور پیوسته و روزافزون مورد بهره‌برداری قرار داشته است. طی این مدت، رسوب در ساحل غربی بندر افزایش یافته و به‌‌طور قابل‌توجهی پیشروی کرده است. در طی 50 سال اول بهره‌برداری از بند نوشهر، گزارشی از مشکل رسوب­گذاری در دهانه بندر مشاهده نشده است. اما در طی 25 سال اخیر، انجام سالانه 90 تا 200 هزار مترمکعب لایروبی، همواره از دغدغه‌ها و مشکلات اساسی بندر نوشهر بوده است. در حال حاضر با تبدیل بندر نوشهر به منطقه ویژه اقتصادی، تمایل و علاقة سرمایه‌گذاران بخش خصوصی، نسبت به سرمایه‌گذاری در زمینه‌های مختلف، از جمله احداث اسکله‌، احداث سیلوهای غله، مخازن فله مایع و احداث انبارهای مسقف و روباز افزایش یافته است. امید است با شناسایی و تعیین عوامل مؤثر بر رسوب‌گذاری بندر نوشهر و پایش آن و ارائه راهکار علمی و عملیاتی جهت کاهش نرخ رسوب‌گذاری، گامی هرچند کوچک در راستای افزایش کارآیی و درآمدهای ناشی از تخیله و بارگیری بندر برداشته شود. در این پژوهش کوشش شده است از طریق بررسی یافته‌های سایر پژوهش‌های پیشین در مورد بنادر مختلف، به‌ویژه بندر نوشهر، و تحلیل نتایج حاصل از مصاحبه با خبرگان، تصمیم‌گیران و مدیران ارشد سازمان بنادر و دریانوردی و براساس فرآیند تحلیل سلسله‌مراتب، عوامل مؤثر بر رسوب‌گذاری حوضچه و کانال دسترسی بندر نوشهر را شناسایی، رتبه‌بندی و اولویت­بندی کند.

1-2- پیشینة تحقیق

ایزدپناه و ابریشمی (1375)، در تحقیقی با عنوان بررسی پدیده رسوب‌گذاری در محدوده بنادر صیادی استان بوشهر و ارائه راه‌حل‌هایی جهت کاهش رسوب‌گذاری پیشنهاد کردند که دهانه ورودی حدالامکان در خارج منطقه شکست قرار گیرد. طول موج‌شکن اصلی به حدی باشد که عرض منطقه شکست را کاملاً قطع کند و در طول عمر مفید سازه از کنارگذری رسوب جلوگیری نماید. موج‌شکن اصلی حدالامکان عمود بر امتداد ساحل قرار گیرد. قسمت دوم موج‌شکن اصلی تاحدالامکان عمود بر جهت امواج غالب باشد. موقعیت موج‌شکن فرعی به نحوی انتخاب شود که امتداد موج‌شکن فرعی و همچنین امتداد خط واصل بین رئوس انتهایی موج‌شکن‌های اصلی و فرعی در امتداد امواج غالب منطقه باشند. دهانه ورودی تا حدالامکان کوچک باشد.

یزدان‌پرست اباتری و سلطان‌پور (1389)، در تحقیقی با عنوان تأثیر فرسایش صخره‌های ساحلی بر رسوب‌گذاری بندر صیادی پزم واقع در استان سیستان وبلوچستان نشان دادند که ماسه تولید شده ناشی از فرسایش صخره‌های ساحلی منبع اصلی تولید رسوبات انتقالی به بندر صیادی پزم می‌باشد، و اختلاف نرخ تولید ماسه صخره‌های ساحلی و نرخ انتقال رسوب موازی ساحل می‌تواند ناشی از تولید محلی رسوبات کربناته در منطقه باشد.

کمالیان و صفری (1391)، در تحقیقی با عنوان تأثیر تغییرات تراز آب دریای خزر بر رسوب‌گذاری در بندر نوشهر نتیجه گرفتند که تغییرات تراز آب خزر در چند ده سال اخیر تأثیر مستقیم و قاطعی بر رفتار رسوبی بندر نوشهر داشته است، به‌طوری‌که بدون در نظر گرفتن آن نمی‌توان سابقه رسوبی بندر را توضیح داد. افزایش تراز آب دریا تا سال‌ها مانع بروز مشکل رسوب برای دهانه این بندر بوده است. در ضمن، کاهش تراز آب در جهت عکس، عمل می‌کرده است.

خوشروان (2008)، در تحقیقی با عنوان مخاطرات فرسایشی رسوبات سواحل جنوبی دریای خزر نتیجه گرفت که پیشروی تغییرات فرسایشی در محدودة عمق 1 تا 5/2 متر توسعه دارد. رژیم و ترکیب رسوبی در ناحیه خط ساحل بخش جنوبی دریای خزر شامل مواد رسوبی ماسه‌ای ریز تا دانه متوسط در مناطق کم‌شیب ساحلی و ماسه‌های دانه متوسط تا دانه درشت حاوی ذرات گراولی شن و ریگ‌های دانه ریز تا دانه متوسط است.

2- روش تحقیق

هدف از این پژوهش بررسی، شناسایی و اولویت‌بندی عوامل مؤثر بر رسوب‌گذاری بندر نوشهر بود. پژوهش حاضر از لحاظ هدف، کاربردی و با توجه به جمع‌آوری داده‌ها توصیفی است. جامعه آماری این پژوهش شامل 22 نفر از کارشناسان، صاحب‌نظران حوزه فنی و مهندسی سازمان بنادر و دریانوردی، اداره کل بنادر و دریانوردی استان مازندران (بندر نوشهر) و مهندسین مشاور می‌باشد. ابزار گردآوری اطلاعات، پرسشنامه‌ است. روایی محتوای صوری ابزار توسط خبرگان و میزان پایایی پرسشنامه از طریق بررسی سازگاری گزاره‌ها تایید شد.

3- تجزیه و تحلیل داده‌ها

3-1- عوامل موثر بر رسوب­گذاری بندر نوشهر

 رسوب‌گذاری در بندر نوشهر ناشی از (1) آورد رسوب از رودخانه‌ها و (2) انتقال رسوب ساحلی در سواحل بالادست (غرب) بندر می‌باشد. مهم‌ترین رودخانه بالادست بندر، رودخانه چالوس است که باید رسوب آن مورد توجه قرار گیرد. علاوه بر آن، آبراهه نسبتاً کوچک دیگری هم بین بندر و مصب رود چالوس وجود دارد که آورد رسوب آن به مراتب کمتر از رودخانه طولانی چالوس است. ساخت و سازهای سال‌های اخیر در مسیر رود چالوس (بزرگراه تهران ـ شمال) می‌تواند باعث افزایش آورد رسوب در زمان ساخت و ساز بوده باشد. تکمیل سازه‌های مختلف از قبیل پل‌ها و کاهش عرض رودخانه به خاطر بزرگراه و احداث سد و بند هم بر تغییرات آتی آورد رسوب مؤثر است.

در ساحل پایین‌دست (شرق) بندر دو مصب دیگر به نام‌های کورکورسر (مجاور بندر) و ماشلک قرار دارند. از بین این دو رودخانه، ماشلک رسوب بیشتری را به دریا می‌آورد که البته کمتر از رسوب ناشی از رود چالوس است. رسوبات این مصب نسبت به رسوبات معمول دریا مقداری درشت‌دانه‌تر می‌باشند. هر از گاهی، رسوبات مزبور به‌وسیله پیمانکاران از مقابل مصب، برداشت و استفاده می‌شود. جهت برآیند حمل رسوب ساحلی در ساحل شرقی باعث دور شدن رسوب از بندر و حرکت آن به سوی سیسنگان می‌باشد. عدم پیشروی ساحل در کنار موج‌شکن شرقی و اراضی احیاءشده هم این موضوع را تأیید می‌کند. البته انتظار می‌رود عمق و نشست رسوب در پناه موج‌شکن فرعی و اراضی احیاءشده، مقداری کاهش یابد، زیرا جهت موج غالب از سمت شمال تا شمال غربی می‌باشد و این سازه‌ها می‌توانند تا حدی به ایجاد آرامش در مقابل مصب‌ها کمک کنند. جریان عمومی موازی ساحل (شورش دریا) که موقع بروز طوفان شکل می‌گیرد و تا چند روز ادامه می‌یابد، می‌تواند در کنار اراضی احیاءشده شرق بندر، جریانی به سمت دریا ایجاد کند. جریان به تنهایی نمی‌تواند رسوبات ماسه‌ای را با خود حمل کند، بلکه به شرایط شکست موج هم نیاز دارد.

ساحل بالادست بندر نوشهر دارای شکستگی مشخصی در غرب مصب فعلی چالوس است (احتمالاً در گذشته دور محل مصب بوده است). در دو سوی این شکستگی دو پاره ساحل با زوایای مختلف وجود دارند که پتانسیل آورد رسوب در آن دو متفاوت است. پتانسیل حمل رسوب در پاره ساحل شرقی کمتر و در پاره ساحل نزدیک بندر بیشتر است. بنابراین پاره ساحل شرقی‌تر کنترل‌کننده مقدار آورد رسوب ساحلی به پاره ساحل نزدیک بندر می‌باشد و پاره ساحل اخیر حالت فرسایشی‌تری دارد مگر آن مقدار رسوبی که از طریق مصب رودخانه چالوس به آن اضافه می‌شود. در کنار بندر مجدداً زاویه ساحل (به دلیل پیشروی قبلی) تغییر کرده و به زاویه پاره ساحل شرقی نزدیک می‌شود. بنابر این پتانسیل حمل رسوب در این محل دوباره کاهش می‌یابد. حجم رسوبی که از مقابل هد موج‌شکن اصلی عبور می‌کند و به مقابل دهانه بندر می‌رسد تابع پتانسیل حمل رسوب در این ناحیه نزدیک به بندر است (تهران برکلی، 1390).

3-2- تغییرات سطح آب دریای خزر

بررسی‌ها نشان می‌دهد سطح آب دریای خزر، علاوه بر تغییرات چندساله و فصلی، دارای تغییرات ناگهانی با تداوم‌های ساعتی و روزانه بوده که بر اثر الگوهای گردشی جو و برخی عوامل انسانی ایجاد می‌شوند. در برخی مواقع این نوسانات آن قدر شدید است که خسارات سنگینی را به فعالیت‌های اقتصادی و اجتماعی نواحی ساحلی وارد آورده است، ازاین‌رو ارتقای سطح دانش و آگاهی‌ها درخصوص پدیده نوسانات دریای خزر و اثرات آن می‌تواند کمک شایانی در بهره‌برداری بهینه و افزایش راندمان عملکرد بنادر در حوزة عمران و مهندسی سواحل، عملیات و ایمنی دریایی و امور بندری داشته باشد.

آخرین وضعیت نوسانات و میانگین تراز آب دریای خزر بر اساس تحلیل داده‌های دریافتی از ایستگاه‌های ترازسنجی مستقر در سواحل دریای خزر در سال آبی 91-92 حاکی از آن است که میانگین تراز آب برابر 59/26- متر می‌باشد که نسبت به سال آبی گذشته 4 سانتی‌متر و نسبت به سه سال گذشته 34 سانتیمتر کاهش داشته است.

جدل (1): مؤلفه‌های تراز آب خزر در سال 1393

تراز

نام ایستگاه

نوشهر

انزلی

امیرآباد

کل خزر

میانگین

68/26-

57/26-

68/26-

64/26-

کمینه

88/26-

73/26-

86/26-

82/26-

بیشینه

46/26-

32/26-

51/26-

43/26-

 

طبق جدول (1) میزان میانگین تراز آب خزر برای سال آبی 92-93 برابر 64/26- می‌باشد که نسبت به سال آبی91-92 حدود 5 سانتی­متر رشد داشته است. میزان میانگین تراز آب خزر برای سال آبی 92-93 در ایستگاه انزلی برابر 57/26- و در ایستگاه‌های نوشهر و امیرآباد معادل 68/25- است. این تراز متوسط از فروردین 91 تا شهریور 93 در ایستگاه انزلی 52/26- و در ایستگاه نوشهر 59/26- می‌باشد.

مشاهدات رقوم ارتفاعی تراز آب دریای خزر در محدوده 3 ایستگاه ساحلی بنادر انزلی، نوشهر و امیرآباد حاکی از آن است که کمترین تراز ارتفاعی ثبت شده طی سال آبی 91-92 به میزان 88/26- متر در ایستگاه نوشهر و بیشترین آن در ایستگاه انزلی به 32/26- متر بوده است. بنابراین اختلاف حداکثر و حداقل تراز ارتفاعی در سواحل جنوبی دریای خزر طی این سال آبی حدود 56 سانتی­متر می‌باشد.

بر اساس اندازه گیری‌های صورت‌پذیرفته در بندر انزلی در نیمه اول سال 1393 حداکثر تراز آب در تیر ماه برابر 32/26- متر بوده که حداقل این مقدار در فروردین ماه برابر 73/26- متر مشاهده شده، و دامنه نوسانی 41 سانتی­متر در این بندر ثبت گردیده است. همچنین در بندر نوشهر در نیمه اول سال 1393 حداکثر تراز آب در تیر ماه برابر 46/26- متر بوده که حداقل این مقدار در فروردین ماه برابر 88/26- متر مشاهده شده، و دامنه نوسانی 42 سانتی­متر در این بندر ثبت گردیده است. بر اساس داده‌های اندازه‌گیری‌شده در پروژه پایش شمال، کمینه و بیشینه مقدار تراز آب خزر در سال 1393 به ترتیب برابر 82/26- و 43/26- متر محاسبه شده است.

همان‌طور که در نمودار (1) مشخص شده است در چند سال اخیر تراز آب دریای خزر از یک روند کاهشی برخوردار بوده است. همواره این تغییرات در حدود 5 سانتی­متر در سال بوده است. نکته حائز اهمیت در نمودار (1) کاهش ناگهانی تراز آب دریای خزر در سال 89-90 نسبت به سال آبی قبل خود می‌باشد که پس از افت 24 سانتی‌متری در این سال روند نزولی تراز آب با شیب کمتر ادامه یافته است که بیانگر کاهش دامنه نوسانات سطح آب دریای خزر در سال‌های اخیر می‌باشد.

                       

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار (1): تغییرات تراز آب دریای خزر در سال‌های آبی 1386-1393

 

به منظور شناخت تغییرات فصلی تراز آب دریای خزر، در نمودار (2) نوسانات ماهیانه آب در ایستگاه بندر نوشهر ترسیم شده است.

 

 

نمودار (2): تغییرات تراز آب دریای خزر در بندر نوشهر سال 91-93

 

با توجه به نمودار (2) میانگین تراز آب سالیانه در سال 93 نسبت به صفر مبنا یعنی بندر شهید رجایی، 68/26- متر بوده که به میزان 50 سانتی‌متر پایین‌تر از سطح مبنا می‌باشد. در نمودار (2) همواره روند نوسانات فصلی در بهار از یک روند افزایشی برخوردار بوده که این روند در مرداد ماه به حداکثر فصلی خود رسیده و بلافاصله روند کاهشی خود را با شیب زیاد شروع کرده است. این نمودار از پائیز تا اوایل زمستان دارای شیب کاهشی می‌باشد اما از آن پس تا اوایل بهار تراز آب کمی بالاتر از حداقل پائیزی می‌شود و تقریباً در فصل زمستان و ابتدای بهار از یک پایداری نسبی تبعیت می‌کند.

 

 

 

نمودار (3): مقایسه تغییرات تراز آب دریای خزر در بندر نوشهر (سال‌های 91، 92 و 93)

 

با مقایسه میزان تراز آب ایستگاه نوشهر در سال ۹۱ و ۹۲ و شش ماهه اول سال ۹۳ مندرج در نمودار (3) می‌توان گفت در سال‌های 91 و 92 تغییرات تراز تقریباً الگوی یکسانی داشته است و منحنی‌های تراز آب منطبق بر هم می‌باشند، حال آنکه در شش ماهه اول سال 93 یک افت تراز وجود دارد که از تیرماه به بعد این اختلاف کاملا مشهود است. میزان میانگین تراز آب در شش ماه اول سال ۹۱ حدود ۵۱/26- متر نسبت به تراز مبنا و در شش ماهه نخست سال ۹۲ معادل ۴۱/26- متر نسبت به تراز مبنا و در شش ماهه اول سال ۹۳ معادل 68/26- متر نسبت به تراز مبنا می‌باشد.

همان‌طور که از منحنی‌ها مشاهده می‌شود در فصل اول سال‌های 91 و 92 تراز آب ایستگاه نوشهر تقریباً منطبق بر هم می‌باشد ولی در سال ۹۳ تراز آب ایستگاه نوشهر حدود ۱۰ سانتی‌متر است. اما در فصل دوم سال و از ماه تیر تا شهریور در سال ۹۲ نسبت به سال ۹۱ افزایش تراز و در سال ۹۳ نسبت به سال 91 و 92 کاهش تراز وجود دارد. این کاهش تراز بیش از ۲۰ سانتی‌متر است و در مقدار متوسط بین سال ۹۱ و ۹۲ حدود 10 سانتی‌متر افزایش تراز است و اختلاف تراز در سال 92 و 93 معادل 23 سانتی‌متر کاهش تراز است.

با تحلیل داده‌های به‌دست آمده می‌توان نتیجه گرفت که (1) براساس داده‌های به‌دست آمده از ایستگاه‌های ترازسنجی مستقر در سواحل دریای خزر، آخرین وضعیت نوسانات و میانگین تراز آب دریای خزر در سال آبی 91-92 نشان می‌دهد میانگین تراز آب برابر 59/26- متر بوده است که نسبت به سال آبی گذشته 4 سانتی‌متر و نسبت به سه سال گذشته 34 سانتی‌متر کاهش داشته است. میانگین تراز آب خزر در سال 93 معادل 64/26- متر بوده است که نسبت به سال 92، مقدار 5 سانتی‌متر کاهش داشته است. و این به این معناست که روند کاهشی تراز خزر متوقف نشده و همواره نیز ادامه دارد، (2) مشاهدات رقوم ارتفاعی تراز آب دریای خزر در محدوده 3 ایستگاه ساحلی بنادر امیرآباد، نوشهر و انزلی حاکی از آن است که کمترین تراز ارتفاعی ثبت‌شده طی خرداد ماه سال آبی 92-91 به میزان 94/26- متر در ناحیه ساحلی بندر امیرآباد و بیشترین آن در ناحیه ساحلی بندر نوشهر به میزان 92/25- متر بوده است. در سال 93 کمترین تراز مربوط به ایستگاه نوشهر و بیشترین تراز مربوط به ایستگاه انزلی است، (3) با توجه به نمودارها و داده‌های ثبت‌شده از بنادر انزلی و نوشهر، میانگین تراز آب در شش ماهه دوم سال 92 نسبت به صفر مبنا (بندر شهید رجایی) به ترتیب 68/26- و 87/26- سانتی‌متر پائین‌تر می‌باشد. این میزان در سال 93 برای انزلی 57/26- سانتی‌متر پایین‌تر نسبت به صفر مبنا و برای نوشهر و ایستگاه امیر آباد 68/26- سانتی‌متر پایین تر نسبت به صفر مبنا می‌باشد، (4) با مقایسه میزان تراز آب در شش ماهه دوم سال 92 نسبت به تراز آب در دوره متناظر آن در سال 91 بر اساس ایستگاه‌های ترازسنجی بنادر نوشهر و انزلی کاهش در سطح تراز میانگین آب کاملا قابل مشاهده است. این روند در نیمه اول سال 93 نیز تکرار شده است و (5) با توجه به نمودار تراز آب دریای خزر و داده‌های ترازسنجی بندر انزلی در سال ۹۲ مشاهده می‌شود که تراز آب حداکثر میزان 22/26- متر و حداقل میزان 73/26- متر بوده است. بنابراین، در این دوره بیشترین دامنه تغییر تراز در طول یکسال حدود ۵۱ سانتی‌متر ثبت شده است. میزان کمینه و بیشینه تراز خزر در سال ۹۳ به ترتیب 82/26 متر و 43/26- متر ثبت شده است.

از جمله دلایل کاهش تراز آب ادامه روند خشکسالی و کاهش میزان بارش و آبدهی رودخانه‌ها در حوضه آبریز دریای خزر بوده به طوری که در بهار ۲۰۱۲، آب‌دهی رودخانه ولگا ۱۳% پایین تر از حد نرمال بوده است. وقوع خشکسالی در حوضه آبریز دریای خزر، کاهش تراز آب به میزان ۸۵ سانتی‌متر در ۱۷ سال اخیر را به همراه داشته است (اداره کل سواحل و بنادر، 1393).

3-3- تغییرات خط ساحلی اطراف بندر نوشهر

خط ساحلی منطقه نوشهر در طول عمر بندر نوشهر تحت تأثیر دو عامل قرار داشته است: (1) تغییر تراز آب دریای خزر و (2) رسوب­گذاری در ساحل غربی بندر به خاطر قطع مسیر انتقال رسوب ساحلی (تهران برکلی، 1390). تغییرات خط ساحل بندر نوشهر با استفاده از عکس هوایی سال 1362 و تصویر ماهواره­ای سال 1391 با قدرت بالا بررسی و مشخص شد که طی این بازة زمانی 29 ساله، ضلع غربی بندر نوشهر دارای رسوب­گذاری و خشکی‌زایی بوده، اما ضلع شرقی آن دچار فرسایش و خوردگی ساحل بوده است. شکل (1) وضعیت فرسایش و رسوب، همان الگوی کلی انتقال رسوب از غرب به شرق دریای خزر را نشان می‌دهد. البته در حاشیه شرقی موج‌شکن تا فاصله 550 متری از بندر، خشکی­زایی صورت گرفته است (پویا طرح پارس، 1393).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (1): نقشه تغییرات خط ساحلی منطقه بندر نوشهر

 

شکل (1) و (2) تغییرات سواحل در اطراف بندر نوشهر و قسمت شرقی آن را برای دو دوره نشان می‌دهد. علت این تغییرات عمدتاً به خاطر تغییرات سطح آب بوده است. از سال 1987 تا 2000، تراز سطح آب به اندازه 5/2 متر افزایش یافته است و از سال 2000 تا کنون حدود 1 متر کاهش یافته است. همان‌طور که از شکل (1) مشخص است با وجود افزایش زیاد سطح آب در این دوره، پیشروی آب در سمت غربی بندر در مقایسه با قسمت‌های دیگر کمتر بوده است. در برابر کاهش سطح آب از سال 2000 به بعد، پیشروی ساحل در قسمت غربی نسبت به سایر قسمت­ها بیشتر بوده است. این مسئله فعالیت بالای رسوبی قسمت غربی بندر را نشان می‌دهد (پویا طرح پارس، 1393).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل (2): تغییرات خط ساحلی منطقه بندر نوشهر (سال‌های 1987، 2000 و 2010)

 

3-4- جابه­جایی رسوبات ساحلی در بندر نوشهر

در منطقه نوشهر عامل اصلی جابه­جایی رسوب ساحلی، شکست امواج است که از یک طرف، باعث معلق شدن ماسه‌های بستر می‌شود و از طرف دیگر، جریان ساحلی ایجاد می‌کند. از زمان احداث بندر نوشهر در سال 1318 تا سال‌ها پس از آن جریان جابه‌جایی رسوب (خالص سالانه از غرب به شرق) به‌وسیله بندر نوشهر تقریباً قطع شده بود. در این سال‌ها تنها طوفان‌های شدید می‌توانستند ناحیه شکست موج و انتقال رسوب را تا جلوتر از دهانه بندر گسترش دهند تا مقداری رسوب از مقابل دهانه بندر عبور کند. اما پس از گذشت سال‌ها ساحل غربی بندر پیشروی کرد و اطراف هد موج‌شکن کم‌عمق شد و مقدار انتقال رسوب از مقابل دهانه افزایش پیدا کرد. طبیعتاً این افزایش در کنار بندر به مقادیر اولیه حمل رسوب مربوط به قبل از احداث بندر نمی‌رسد زیرا پیشروی ساحل غربی باعث تغییر زاویه خط ساحل در آن منطقه و نزدیک‌تر شدن آن به زاویه عمود بر جهت موج غالب شد. اطاله موج‌شکن اصلی بندر احتمالاً باعث کاهش موقتی انتقال رسوب از مقابل دهانه بندر تا چند سال محدود بود. جنس رسوبات در سواحل اطراف نوشهر همانند اکثر سواحل جنوبی دریای خزر از نوع ماسه است (تهران برکلی، 1390).

مهم‌ترین نوع جریان از دیدگاه تأثیر آن بر جابه­جایی رسوب ساحلی، جریان‌های ناشی از شکست امواج می‌باشد. این نوع جریان در زمان وجود موج قابل‌توجه و ایجاد ناحیه شکست موج در نزدیکی ساحل رخ می‌دهد. جریان ساحلی ناشی از شکست امواج در منطقه مورد مطالعه عامل اصلی انتقال رسوب در امتداد سواحل منطقه می‌باشد. جهت خالص حمل رسوب ساحلی سالانه در منطقه نوشهر از سمت غرب به شرق می‌باشد (تهران برکلی، 1390).

3-5- اجرای پروژه‌های طرح توسعه بندر نوشهر

همان‌طور ‌که در شکل (3) نشان داده شده است در سال‌های گذشته چند تغییر در بندر نوشهر انجام شد تا کارآیی آن افزایش یابد و برخی از مشکلات آن برطرف شود. از جمله موج‌شکن اصلی غربی بندر که در سال 1373 اطاله شد تا آرامش مورد نیاز در حوضچه بندر به نحو بهتری تأمین گردد. همچنین مسیر تخلیه یک رودخانه به داخل حوضچه بندر بسته شد تا مشکلات ناشی از آورد رسوب به داخل حوضچه از سوی آن رودخانه، برطرف شود. اراضی پشتیبانی بندر نیز در بین سال‌های 1386 الی 1390 با انجام دو مرحله عملیات احیا در قسمت ساحل شرقی بندر افزایش یافت.

 

شکل (3): مراحل توسعه بندر نوشهر

 

مشاهدات و برداشت‌های کارشناسان محلی نشان می‌دهد که بعد از سال 1375 یعنی دقیقا همزمان با اطاله موج‌شکن اصلی، یک پشته رسوبی در دهانه بندر شروع به شکل گرفتن کرده است. به این دلیل سوالاتی در رابطه با نقش اطاله موج‌شکن در ایجاد پشته رسوبی ایجاد شده است. گرچه علت شکل‌گیری پشته رسوبی، پایان یافتن روند بیست ساله افزایش تراز آب و آغاز روند کاهشی آن تا سال 1380 بود، اما همزمانی آن با اطاله موج‌شکن موجب طرح این نظریه شد که اطاله موج‌شکن اصلی سبب تغییر روند جریان غرب به شرق دریا در زمان طوفان و ایجاد گرداب‌های ساعت‌گرد در پشت بندر در سمت شرقی آن می‌باشد. مشاهدات صیادان دست‌کم در یک مورد به دلیل انتقال تجهیزات ماهیگری جداشده در طوفان، از نزدیک ساحل هتل در شرق بندر به محل دهانه بندر نوشهر نیز تاییدی بر نظریة فوق بوده است. نظریه مذکور می‌گوید از آنجا که اطاله موج شکن اصلی باعث بروز گردابه می‌شود و آب برگشتی در مقابل دهانه بندر به سمت دریا جت می‌گردد، مسیر جریان غرب به شرق از مقابل دهانه بندر دچار مانع شده و رسوبات را در همان محل می‌نشاند. این دیدگاه معتقد است که شاید احیای اراضی اخیر در ساحل شرقی بندر نیز به تمرکز جریان آب قطع‌کنندة جریان و تشدید این پدیده کمک کرده باشد.

از آنچه گفته شد روشن گردید که علت ایجاد پشته رسوبی، آغاز کنارگذری رسوب قابل‌توجه پس از پایان افزایش تراز آب و همچنین تشدید بیشتر این پدیده پس از پر شدن پشت قسمت اطاله یافته موج‌شکن اصلی بوده است. با این حال نظریه یادشده، به‌واسطة شبیه‌سازی عددی دوبعدی میدان موج و جریان و رسوب موجود در اطراف بندر نوشهر در زمان طوفان بررسی شد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که در زمان وجود طوفان، شکل‌گیری ناحیه شکست موج در مقابل ساحل شرقی بندر اجازه ایجاد جریان برگشتی را نمی‌دهد و در هر دو ساحل شرقی و غربی جهت جریان ساحلی از غرب به شرق می‌باشد. در اینجا این پرسش پیش می‌آید که علت انتقال تور رهاشده صیادان از مقابل هتل به مقابل دهانه بندر چیست؟ مشاهدات صیادان نشان می‌دهد که پس از آرام شدن طوفان شمال غربی، تا چند روز جریانی از سمت غرب به شرق به وجود می‌آید که صیادان آن را به عنوان شورش دریا می‌شناسند. این جریان با پدیده شکست موج همراه نیست و همانند جریان عمومی دریا در آن منطقه عمل می‌کند. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که در این شرایط، بندر نوشهر و اطاله موج‌شکن آن می‌تواند باعث شکل‌گیری گردابه در ناحیه شرقی بندر شود. این جریان برگشتی می‌تواند تورهایی را که در زمان طوفان در شرق بندر جدا شده‌اند به سوی دهانه بندر هدایت کند. اما باید توجه داشت که در این شرایط، انتقال رسوب قابل‌توجهی در منطقه وجود ندارد. انتقال رسوب ماسه‌ای قابل‌توجه زمانی اتفاق می‌افتد که علاوه بر جریان، پدیده شکست موج هم برقرار باشد.

گذشته از اثر اطاله موج‌شکن اصلی، تأثیر احیای اراضی مقابل ساحل شرقی بندر بر رسوب‌گذاری در دهانه بندر نیز اخیراً مطرح شده است. تأثیر دیواره ساحلی مربوط به احیای اراضی شرقی بر افزایش تلاطم دریا در زمان حضور موج، در فصل مربوط به آرامش حوضچه مطالعه شده است. در این مطالعه ضریب انعکاس موج از دیواره مزبور نیز لحاظ شده است. از دیدگاه رسوب دهانه، دیواره مزبور نمی‌تواند حجم کلی ترسیب در دهانه بندر را زیاد کند، اما می‌تواند نحوه توزیع رسوب در دهانه بندر را تحت تأثیر قرار دهد. در زمان بروز طوفان از سمت شمال شرقی، انعکاس موج از ساحل مزبور می‌تواند منجر به انتقال مقداری از رسوبات نهشته‌شدة قبلی به داخل دهانه بندر شود. این پدیده در سال‌های اخیر با رسوب­گذاری در قسمت داخلی موج‌شکن اصلی در نزدیک دهانه بندر بروز کرده است. برطرف کردن این مسئله نیاز به ساز و کار مستقلی ندارد. زیرا کنارگذری رسوب از مقابل هد موج‌شکن اصلی به هر حال باید با احداث دستک یا دستک‌های رسوب‌گیر در ساحل غربی متوقف شود. در آن شرایط مشکل توزیع مجدد رسوب در دهانه بندر نیز به خودی خود برطرف می‌شود (تهران برکلی، 1391).

4- نتیجه­گیری

نتایجی که از بررسی داده­های آماری بر پایة تحلیل فرآیند سلسله مراتبی به‌دست آمد نشان داد:

(1) در رتبه‌بندی شاخص‌های مربوط به عوامل مؤثر بر رسوب‌گذاری کانال دسترسی و حوضچه آرامش بندر، تغییرات سطح آب دریا با میزان 336/0 دارای بیشترین تأثیر می‌باشد و در رتبة اول قرار دارد. تغییرات خط ساحلی اطراف بندر با میزان 262/0، جابه‌جایی رسوبات ساحلی با میزان 162/0، موقعیت مکانی بندر با میزان 121/0 و اجرای پروژه‌های طرح توسعه بندر با میزان 119/0، به ترتیب در رتبة دوم تا پنجم قرار دارند،

(2) در رتبه‌بندی شاخص‌های مربوط به عوامل مؤثر بر تغییرات سطح آب دریا، طوفان با میزان 201/0، دارای بیشترین تأثیر می‌باشد و در رتبة نخست قرار دارد. تغییرات دبی رودخانه‌های منتهی به دریا با میزان 184/0، مقدار بارش بر سطح دریا با میزان 164/0، گرم شدن کرة زمین با میزان 162/0، مقدار تبخیر از سطح دریا با میزان 155/0، تغییرات تراز بستر با میزان 083/0 و جزر و مد با میزان 052/0، در اولویت‌های دوم تا ششم قرار دارند،

(3) در رتبه‌بندی شاخص‌های مربوط به عوامل مؤثر بر تغییرات خط ساحلی اطراف بندر، بالا و پایین آمدن آب در ساحل با میزان 586/0 دارای بیشترین تأثیر می‌باشد و در رتبة نخست قرار دارد. پیش‌روی ساحل از غرب با میزان 211/0 و ساخت و سازهای ساحلی با میزان 203/0 در رتبه‌های دوم تا سوم قرار دارند،

(4) در رتبه‌بندی شاخص­های مربوط به عامل جابه‌جایی رسوبات ساحلی، شکست موج با میزان 377/0 دارای بیشترین تأثیر می‌باشد و در رتبة اول قرار دارد. عمق آب با میزان 343/0 و جنس رسوب با میزان 280/0 در رتبه‌های دوم تا سوم قرار دارند،

(5) در رتبه‌بندی شاخص­های مربوط به عامل موقعیت مکانی بندر، رودخانه‌های اطراف بندر با میزان 399/0 دارای بیشترین تأثیر می‌باشد و در رتبة نخست قرار دارد. قرارگیری کانال دسترسی بندر در کنارگذری رسوبات ساحلی با میزان 304/0 و موج‌گیربودن سواحل اطراف بندر با میزان 296/0 در رتبه‌های دوم تا سوم قرار دارند و

(5) در رتبه‌بندی شاخص‌های مربوط به عوامل اجرای پروژه‌های طرح توسعه بندر و تاثیرگذاری پروژه‌های دریایی اجراشده بر رسوب‌گذاری، شاخص اجرای الحاق اراضی شمال شرقی (14 هکتاری) با میزان 415/0، دارای بیشترین تأثیر می‌باشد و در رتبة نخست قرار دارد. شاخص اجرای الحاق اراضی شرقی با میزان 331/0 و اطاله موج شکن غربی با میزان 255/0 در رتبه‌های دوم تا سوم قرار دارند.

پیشنهادات:

با توجه به نتایج به‌دست آمده از پژوهش، موارد زیر پیشنهاد می‌شود:

(1) طراحی بهینه و اجرای اطاله موج‌شکن غربی بندر نوشهر به‌منظور جلوگیری از ورود رسوب به کانال دسترسی و حوضچه بندر نوشهر، (2) احداث دستک رسوب‌گیر در نزدیکی رودخانه‌های اطراف بندر نوشهر جهت جلوگیری از نفوذ گردابه‌ها و جریانات رسوبی منطقه، (3) ایجاد سیستم خلیج مصنوعی[1] در مسیر غرب به شرق با احداث دستک­های رسوب‌گیر، (4) اجرای عملیات کنارگذری مصنوعی رسوب[2] از قسمت غربی به سمت شرقی بندر نوشهر با احداث دستک­های رسوب‌گیر در قسمتِ غربی موج­شکن غربی جهت کمک به کنارگذری رسوب، (5) جلب مشارکت بخش خصوصی جهت ایجاد تله‌های رسوبی و توسعه پلاژهای ماسه‌ای در امتداد غربی بندر نوشهر، (6) لایروبی دوره‌ای کانال دسترسی و (7) تجهیز بندر به لایروب‌های مدرن.

با توجه به مسائلی که در حین پژوهش پیش آمد، این موارد برای پژوهش‌های آینده پیشنهاد می‌شود: (1) بررسی طرح بهینه جهت کاهش رسوب‌گذاری کانال دسترسی و حوضچه بندر نوشهر بر اساس یافته‌های این پژوهش، (2) بررسی دبی رودخانه­های منتهی به دریای خزر و ارائه طرح بهینه جهت جلوگیری از کاهش سطح آب دریای خزر، (3) بررسی حوضه‌های آبریز شمال کشور و ارائه طرح بهینه جهت کاهش آورد رسوب به دریا و (4) امکان­سنجی استقبال سرمایه‌گذاران بخش خصوصی جهت ایجاد تله رسوب‌گیر و پلاژهای ماسه‌ای.



[1] Head Land

[2] By Pass

  1. اداره کل مهندسی سواحل و بنادر، معاونت توسعه و تجهیز بنادر، سازمان بنادر و دریانوردی، وزارت راه و شهرسازی. (1393). گزارش تحلیلی بر نوسانات تراز آب دریای خزر و اثرات آن بر سواحل شمالی کشو.
  2. اداره کل مهندسی سواحل و بنادر، سازمان بنادر و دریانوردی. (1393). ژئومورفولوژی در مدیریت یکپارچه مناطق ساحلی ایران. جلد اول: سواحل دریای خزر. برگرفته از مطالعات طرح مدیریت یکپارچه مناطق ساحلی ایران (ICZM). انتشارات سازمان بنادر و دریانوردی. چاپ اول.
  3. بهلولب، آ. بدیهی، پ. ذاکر، ه. (1383). مدل‌سازی دو بعدی و سه بعدی رسوب‌گذاری در بندر انزلی. ششمین کنفرانس بین‌المللی سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی، (ICOPMAS, 2006). تهران.
  4. تهران برکلی. مهندسین مشاور. (1390). مجموعه مطالعات مرحله اول پروژه احداث ساماندهی حفاظتی شرقی و غربی بندر نوشهر. موجود در اداره کل بنادر و دریانوردی استان مازندران.
  5. پویا طرح پارس. مهندسین مشاور. پایش و مطالعات شبیه سازی سواحل شمالی کشور، گزارش فاز 1و2 بندر نوشهر (مناطق خاص). موجود در اداره کل مهندسی سواحل و بنادر، معاونت توسعه و تجهیز بنادر. سازمان بنادر و دریانوردی.
  6. کمالیان، ر. صفری، ح. (1391). تأثیر تغییرات تراز آب دریای خزر بر رسوب‌گذاری در بندر نوشهر. دهمین کنفرانس بین‌المللی سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی، (ICOPMAS, 2012). تهران.
  7. محمدی، ع. لک، ر. معینی، م. (1389). بررسی الگوی توزیع و منشاء رسوبات در بستر فلات قاره دریای عمان. نهمین کنفرانس بین‌المللی سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی. (ICOPMAS, 2010). تهران.
  • تاریخ دریافت: 13 آذر 1394
  • تاریخ پذیرش: 26 خرداد 1395