منبع پایان نامه : دانلود پروژه رشته مکانیک درمورد تفاوت موتورهاي ديزل دو زمانه و چهار زمانه – قسمت دوم

به اين دليل از سوپرشارژرها بهره گیری مي گردد كه هواي بيشتري براي سيلندرهايي موتور تأمين گردد. تأمين هواي بيشتر در واقع مهيا ساختن اكسيژن بيشتر براي انجام احتراق بوده و اين امر سبب احتراق بهتر سوخت در محفظه احتراق و در نهايت قدرت بيشتر موتور خواهد بود.

در موتورهاي ديزل دو زمانه از يك دمنده به همين مقصود بهره گیری مي گردد كه قبلاً توضیح داده شده. فشار هواي ارسالي توسط دمنده تنها اندكي از فشار جو ( فشار اتمسفر ) بيشتر می باشد و بنابراين اثر سوپرشارژر را ندارد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

دو اصطلاح « سوپرشارژر» و «دمنده» جهت تشخيص کردن دو مقصود كاملاً جدا بهره گیری مي گردد، اما برخي اوقات هر دو اصطلاح “شارژر” و “دمنده” در ارتباط با سوپر شارژر

بهره گیری مي گردد.

سوپر شارژز كه محرك آن دودهاي خروجي موتور مي باشد، به نام توربورشارژر شناخته مي گردد.

تأمين هواي موتور:

موتورهايي كه سوپر شارژر ندارند به عنوان موتورهاي بدون سوپرشارژر يا موتورهاي معمولي ياد مي شوند. زيرا در اين موتورها به علت حركت پيشتون در داخل سيلندر اقدام مكش هوا به داخل سيلندر ها انجام مي گردد. به اين ترتيب هواي داخل سيلندرها با فشار جو تأمين مي گردد. حتي در شرايط ايده آل، فشار هواي ورودي در داخل سيلندر ها به فشار جو نمي رسد و در اقدام به مقدار قابل توجهي كمتر از آن مي باشد.

توربوشارژر جريان هواي ورودي به محفظه احتراق را تقويت نموده و باعث افزايش فشار آن به نسبت دو برابر فشار جو مي گردد. اين امر سبب افزايش قدرت خروجي و گشتاور موتور از 25 تا 40 درصد بسته به طراحي توربوشارژر و موتور مي گردد.

توربوشارژر:

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              
شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

توربوشارژر شامل يك كمپرسور و يك توربين مي باشد كه هر دوي روي يك شفت نصب شده اند و توربين توسط گازهاي خروجي حاصل از احتراق چرخانيده مي گردد. انرژي اين گازها، كه در صورت نبودن توربورشارژر تلف مي گردید، براي چرخاندن كمپرسور بهره گیری مي گردد و هواي بيشتري براي سيلندرهاي موتور تأمين مي كند.

توربوشارژر داراي يك قسمت دوار( روتور) می باشد كه شامل يك شفت مي باشد و يك سر آن توربين و سر ديگر آن يك كمپرسور نصب شده می باشد اين قسمت دوار داخل يك پوسته قرار گرفته كه داراي دو محفظه يكي براي توربين و ديگري براي كمپرسور
مي باشد. گازهاي خروجي موتور مستقيماً وارد محفظه توربين شده و توربين و در نتيجه كمپرسور را با سرعت بسيار بالايي به چرخش وا مي دارند. از هوا از مركز محفظه كمپرسور مكيده شده و تحت فشار قرار گرفته و توسط نيروي گريز از مركزي كه بواسطه سرعت بسيار بالاي چرخش كمپرسور ناشي مي گردد به درون موتور رانده
مي گردد. به اين ترتيب هواي بيشتري به داخل سيلندر ارسال مي گردد. اگر سوخت بيشتري به داخل سيلندرها ترزيق گردد، انرژي گازهاي خروجي نيز افزايش يافته و در نتيجه سرعت چرخش توربوشارژر نيز بالاتر مي رود. اين امر سبب افزايش هواي تأمين شده براي موتور مي گردد.

انواع توربوشارژر:

همه توربوشارژرها به يك طريق اقدام مي كنند، اما چگونگي ورود گازهاي خروجي به داخل توربين متفاوت مي باشد. سه نوع توربوشارژر هست. اين سه نوع عبارتند از نوع حلزوني ساده[1] نوع حلزوني با افزايش سرعت[2] و نوع ضرباني[3]

توربوشارژر حلزوني ساده :

اين نوع توربوشارژر داراي يك معبر تنها مي باشد كه گازهاي خروجي موتور را به چرخ توربين منتقل مي كند. حلزون يك معبر مارپيچ در درون پوسته محفظه توربين مي باشد كه مقطع آن ثابت نبوده و كاهش مي يابد.

اين تغيير به دليل ثابت نگهداشتن سرعت گازهاي خروجي هنگام عبور از طول حلزون مي باشد. گازهاي خروجي به گونه پيوسته از حلزون عبور كرده و وارد توربين مي شوند. گازها از ميان پره هاي توربين عبور كرده و باعث چرخش توربين شده و سپس توربين را ترك و وارد اگزوز مي شوند.

چرخ كمپرسور به همراه توربين روي يك شفت نصب شده می باشد. پره هاي كمپرسور داراي انحناء بوده و تحت تأثير نيروي گريز از مركز هوا را فشرده مي سازد. هواي فشرده شده با سرعت زياد و فشار كم از لبه پره هاي كمپرسور جدا مي گردد. هوا از ديفيوز عبور نموده، وارد قسمت حلزوني پوسته كمپرسور مي گردد.

اين امرسبب مي گردد قبل از آنكه هوا مستقيماً وارد محفظه احتراق گردد، سرعت آن كاهش و فشار آن افزايش يابد.

توربوشارژر حلزوني با افزاينده سرعت:

اين نوع توربوشارژر داراي يك حلزون و يك افزاينده سرعت ( پره هاي ثابت) يا دو حلزون و دو مجرا مي باشد. گازهاي خروجي وارد منيفولد دود و از آنجا وارد حلزونها شده،‌ اما بجاي آنكه مستقيماً وارد چرخ توربين شوند، از پره هاي ثابت روي پوسته توربين عبور نموده و با زاويه مناسب و سرعت بسيار زياد و با انرژي بالاتر با پره هاي توربين برخورد مي نمايند. سمت كمپرسور توربوشارژر همانطور كه قبلاً دو نوع حلزوني توضيح داده گردید اقدام مي كند.

توربوشارژر نوع ضرباني:

بهره گیری از اين نوع توربوشارژر، يك مينفولد دود نوع“ضرباني” را طلب مي كند زيرا از ضربات دودهاي خروجي كه از سيلندرهاي موتور خارج مي گردد بهره گیری مي كند. اين امر سبب افزايش سرعت توربوشارژر مي گردد.

اين مينفولد داراي معبري از هر سيلندر مي باشد كه در انتها به دو كانال اصلي جداگانه تبديل مي شوند. اين دو كانال به دو كانال روي پوسته توربين مي پيوندند. منيفولد داراي مقطع نسبتاً كوچكي مي باشد تا از اثر ضربات بهره بيشتري ببرد، زيرا در منيفولدهاي بزرگتر اتلاف، بيشتر می باشد. شكل منيفولد به گونه اي طرح گشته تا از جريان گازهاي آزاد نيز به خوبي گازهاي توده اي بهره گیری كند. در حين شتاب گيري اين امر اجازه
مي دهد انرژي گازهاي خروجي سريعاً به توربين رسيده و شتاب موتور بهبود يابد.

براي بهره بردن بهتر از گازهاي توده اي، سيلندرها بطور يك در ميان با در نظر داشتن ترتيب احتراق به يك كانال مرتبط گشته اند. مثلاً در يك موتور شش سيلندر كه ترتيب احتراق 4-2-6-3-5-1 مي باشد، سيلندرهاي 1،2،3 به يك كانال و سيلندرهاي 4،5،6 به كانال ديگر متصل مي گردند. به اين ترتيب باعث مي گردد توده هي دود بيشتر از هم جدا باشند و اثر بيشتري خواهد داشت.

توربوشارژر در موتورهاي دو زمانه:

در برخي موتورهاي دو زمانه هم از توربوشارژر و هم از دمنده ( هر دو با هم) بهره گیری شده می باشد. گازهاي خروجي از سيلندر توسط منيفولد دريافت و از طريق لوله ها به توربين توربوشارژر مي رسند كه در بالاي پوسته دمنده قرار گرفته می باشد.

هواي ورودي توسط كمپرسور توربوشارژر متراكم شده و به دمنده در زير آن منتقل
مي گردد و سرعت هوا حفظ مي گردد. سپس هوا از كولر هوا ( افتركولر) كه در زير دمنده تعبيه شده عبور نموده و وارد سيلندر ها مي گردد. دمنده توسط موتور به گردش در آمده و وظيفه آن عيناً همانند دمنده در موتورهايي می باشد كه توربوشارژر ندارند.

خنك كردن هوا، پس از آنكه توسط توربوشارژر متراكم گردید

پس از آنكه هوا داخل توربوشارژر متراكم گردید، درجه حرارت آن بالا مي رود. خنك كردن هوا پس از خروج از توربوشارژر و قبل از ورود به موتور در كولر( افتركولر، اينتركولر) انجام مي پذيرد. يك مبدل حرارتي بين توربوشارژر و منيفولد هواي ورودي قرار گرفته می باشد كه حرارت هوا را جذب و در نتيجه جرم حجمي آنرا بالا مي برد. بنابراين هوا با جرم حجمي بالاتر به محفظه احتراق مي رسد.

جرم حجمي هوا با درجه حرارت تغيير مي كند. هر قدر هوا گرمتر گردد، بيشتر منبسط مي گردد و جرم حجمي آن كاهش مي يابد. پس از سرد شدن هوا متراكم شده و جرم حجمي آن افزايش مي يابد. كولر هوا ( افتركولر) هواي ارسالي را با دماي تقريباً يكنواخت حفظ نموده و احتراق را بهبود مي دهد.

اگر چه هدف اصلي از طراحي و بهره گیری از اين كولر خنك كردن هواي دريافتي از توربوشارژر مي باشد، ولي علاوه بر آن هنگامي كه موتور در شرايط درجه حرارت پايين كار مي كند، باعث افزايش درجه حرارت هواي ورودي به موتور مي گردد. بنابراين كولر هوا (افتركولر) هميشه در جهت حفظ تعادل و پايداري درجه حرارت هواي ارسالي اقدام مي كند.

مزيتهاي توربوشارژر:

افزايش قدرت:

وجود توربوشارژر روي موتور باعث افزايش قدرت آن مي گردد. اين افزايش در حدود 40 تا 50 درصد قدرت موتور بدون توربوشارژر با همان طراحي مي باشد. اين افزايش قدرت ناشي از ارسال هواي اضافه به داخل سيلندرها و تقويت احتراق سوخت
مي باشد. نسبت توان وزني در جرم و اندازه موتور نيز اندكي افزايش مي يابد.

مصرف اقتصادي سوخت:

سرعت موتور با افزايش مصرف سوخت بيشتر مي گردد. توربوشارژر سبب رعايت نسبت دقيق تر سوخت- هوا و احتراق بهتر و بهينه شدن مصرف سوخت مي گردد.

كاهش دود:

زیرا توربوشارژر هواي كافي و (اكسيژن) براي احتراق كامل سوخت تأمين مي كند، دود سياه موتور بطور قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد. اگر هوا كافي نباشد، سوخت كاملاً نسوخته و در نتيجه موتور دود سياه مي كند.

 

جبران افت توان موتور در ارتفاعات:

توربوشارژر در تغيير ارتفاع، توانايي جبران افت موتور را دارد. قدرت موتوري كه توربوشارژر دارد تقريباً هنگام كار در ارتفاعات ثابت مي ماند. زیرا چگالي هوا با افزايش ارتفاع كاهش مي يابد. مقاومت هوا روي توربين كاهش يافته و توربين مي تواند آزادانه تر چرخيده و كمپرسور را سريعتر بچرخاند و در نتيجه كمپرسور، فشار بيشتري مهيا مي سازد. در نتيجه هواي بيشتري براي موتور تأمين شده و نسبت سوخت – هوا حفظ مي گردد.

با يك مقايسه نظاره مي گردد در موتور بدون توربوشارژر به علت كاهش چگالي هوا در ارتفاعات، اكسيژن كافي براي احتراق كامل سوخت فراهم نشده و موتور دود سياه
مي كند. اين موتورها براي كار طولاني در ارتفاعات به علت بهم خوردن نسبت سوخت – هوا دچار مشكل مي شوند.

كاهش صداي موتور:

توربوشارژر به كاهش صداي موتور در زمان احتراق كمك مي كند. ويژگي هاي صوتي موتور ديزل، كه به عنوان ضربه موتور ياد مي گردد، نتيجه افزايش فشار در محفظه احتراق مي باشد. هواي با چگالي بيشتر و با فشار و حرارت بيشتر در موتور سبب احتراق بهتر و افزايش نرمي كاركرد موتور و در نهايت كاهش صداي موتور مي گردد.

دانلود فایل پژوهش: دانلود پروژه رشته مکانیک درمورد تفاوت موتورهاي ديزل دو زمانه و چهار زمانه – قسمت اول

عنوان موتورهاي ديزل كه به نام موتورهاي اشتعال بر اثر فشار بالا نيز شناخته مي شوند از نام دكتر رودلف ديزل اقتباس گشته كه در حدود سال 1893 در آلمان اختراع آن را به ثبت رسانيد. اين موتورها از نوع موتورهاي احتراق داخلي محسوب مي شوند زيرا اشتعال در داخل موتور انجام مي گردد. اساس اين نوع موتور از نظر ساختمان و طراحي مشابه موتورهاي بنزيني مي باشد كه آن هم نوعي موتور احتراق داخلي بوده ولي اختلاف آنها در طريقة ورود سوخت به سيلندرهاي موتور و شيوه وقوع احتراق مي باشد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

در موتورهاي بنزيني ، سوخت با هوا در هم شده و وارد سيلندرها مي شوند و اشتعال بر اثر يك جرقه الكتريكي توسط شمع ايجاد مي گردد. در موتورهاي ديزل سوخت به شكل پودر شده به درون سيلندرها تزريق شده و اشتعال در اثر درجه حرارت بالاي داخل سيلندرها حاصل مي گردد. نام اشتعال بر اثر فشار بالا براساس عملكرد موتور انتخاب شده می باشد. موتورهاي ديزل بر مبناي نسبت فشار بالا طراحي شده اند كه در نتيجه فشار بالا درجه حرارت هواي فشرده شده داخل محفظه احتراق بالا مي رود. درجه حرارت به قدر كافي بالا بوده تا پس از تزريق سوخت به داخل محفظه احتراق اشتعال رخ دهد. بنابراين مي توان اينگونه نتيجه گرفت كه فشار سبب اشتعال خواهد گردید به همين دليل اين نوع موتورها را اشتعال بر اثر فشار بالا ناميده اند.

مراحل كار موتور :

فعاليتهايي كه درون يك سيلندر موتور انجام مي گردد به مراحلي (كورس) تقسيم ميشوند. عبارت كورس به معناي حركت پيستون مي باشد. بالاترين موقعيت پيستون در سيلندر و يا به عبارت ساده تر نقطه فوقاني كورس پيستون را TDC يا نقطه مرگبالا و پايينترين موقعيت پيستون در سيلندر را نقطه مرگ پايين (BDC) مي نامند. بنابراين يك كورس طي فاصله بين TDCبه BDC و يا بر عكس مي باشد. ميل لنگ از طريق شاتون با يك دور گردش كامل خود دو كورس پيستون را پديد مي آورد و پيستون يكبار به نقطه مرگ بالا و يكبار به نقطه مرگ پايين مي رسد.

عمليات مشخصي در داخل يك موتور اتفاق مي افتد كه باعث كاركرد موتور مي شوند. اين عمليات بصورت يك چرخه تكرار مي شوند. بسته به نوع طراحي موتور، يك چرخه كامل شامل دو كورس (دوزمانه) و يا چهار كورس پيستون (چهارزمانه)هستند.

انجام چرخه كامل ديزل نياز به هواي فشرده شده در سيلندر ، تزريق سوخت، احتراق مخلوط سوخت و هوا، انبساط گازها جهت اعمال نيرو بر روي پيستون و نهايتاً تخليه گازها از سيلندر دارد.

در موتورهاي چهار زمانه، هوا از طريق سوپاپ هوا وارد سيلندر شده و گازهاي سوخته شده از راه سوپاپ دود كه در سرسيلندر تعبيه شده خارج ميشوند. در موتورهاي دو زمانه مجراهايي در ديواره سيلندر وجود داردكه از طريق آنها هوا وارد سيلندر مي گردد. با حركت پيستون در داخل سيلندر اين مجراها باز و بسته مي شوند. گازهاي خروجي نيز از طريق سوپاپهايي مانند موتورهاي چهارزمانه خارج ميشوند.

چرخه چهار زمانه:

موتور ديزل چهارزمانه با چرخه اي شامل چهاركورس پيستون دارد. مكش، تراكم، قدرت (احتراق) و تخليه سوپاپهاي هوا و دود بگونه اي تنظيم شده اند كه باز وبسته شدن آنها دقيقاً متناسب با حركت پيستون انجام گردد. سوپاپها حركت خود را از ميل سوپاپ مي گيرند كه ميل سوپاپ نيز نيروي محرك خود را از ميل لنگ مي گيرد.

بدليل سهولت درك متن زير باز و بسته شدن سوپاپ ها در نقاط TDC و BDC در نظر گرفته مي گردد. در اقدام آنها دقيقاً در نقاط مرگ و مرگ پايين باز يا بسته نمي شوند اما بگونه اي تنظيم شده اند كه كمي قبل يا بعد از اين نقاط باز يا بسته شده تاهواي تازه بداخل سيلندر مكيده شده و گازهاي سوخته شده بطور كامل از سيلندر رانده شوند.

مراحل مختلف كار يك موتور ديزل چهار زمانه به توضیح زير مي باشد.

مكش هوا يا تنفس – كورس مكش هوا با باز شدن سوپاپ هوا و حركت پيستون به سمت پايين آغاز ميشود. هوا از طريق سوپاپ هوا بداخل سيلندر مكيده مي گردد و در نقطه BDC محفظه سيلندر از هواي تازه پر شده می باشد.

تراكم – پس از رسيدن به نقطه BDC پيستون به سمت بالا حركت كرده و هواي مكيده شده به داخل سيلندر را متراكم مي سازد. در اين حالت سوپاپ هوا بسته می باشد. سوپاپ دود نيز بسته می باشد،‌بنابراين محفظه سيلندر آب بندي شده و هيچ منفذي باز نيست. با بالا رفتن پيستون در اثر گردش ميل لنگ، هوا متراكم مي گردد. وقتي پيستون به نقطه TDC مي رسد هوا تقريباً به نسبت يك شانزدهم حجم اوليه فشرده شده می باشد. متراكم شدن هوا در سيلندر نه تنها فشار آنرا افزايش مي دهد بلكه حرارت آن نيز بالا مي رود. اكنون هوا در محفظه كوچك بالاي پيستون (محفظه احتراق) آنقدر داغ شده می باشد كه مي تواند سوخت ديزلي را كه از طريق انژكتور به اين محفظه تزريق ميشود، مشتعل سازد.

قدرت – درست كمي قبل از رسيدن پيستون به TDC مقدار متناسبي سوخت ديزل از طريق انژكتور بداخل محفظه احتراق پاشيده مي گردد و احتراق صورت مي گيرد. هواي داغ محفظه نه تنها يك مخلوط قابل احتراق رابا ذرات سوخت پاشيده شده تشكيل ‌ ‌
مي‌دهد بلكه باعث مشتعل شدن آن نيز مي گردد. احتراق يا اشتعال بسرعت اتفاق مي افتد و فشار داخل سيلندر راافزايش مي دهد. گازهاي انبساط يافته در اثر احتراق در داخل سيلندر و بر روي سر پيستون نيرويي اعمال مي كنند كه باعث رانش پيستون به سمت پايين ميشود. اين حركت از طريق شاتون به ميل لنگ انتقال يافته و باعث چرخش آن و عمليات بعدي موتور مي گردد. در زمان احتراق هر دو سوپا بسته هستند اما در انتهاي كورس سوپاپ دود باز مي‌گردد.

تخليه دود – در اين زمان سوپاپ دود باز ميشود، پيستون به سمت بالا حركت كرده و گازهاي سوخته شده را از طريق مجراي سوپاپ دود به بيرون مي راند. در اين حالت سوپاپ هوا بسته می باشد. وقتي پيستون به نقطه TDC مي رسد سوپاپ دود بسته مي‌گردد.

به اين ترتيب چرخه چهار زمانه موتور كامل مي گردد. با ادامه كار موتور سوپاپ هوا مجدداً باز ميشود و هواي تازه با شروع پايين رفتن پيستون بداخل سيلندر مكيده مي گردد و چرخه مكش تكرار مي گردد. سوپاپ هوا درست قبل از بسته شدن كامل سوپاپ دود باز مي گردد. اين حالت قيچي كردن سوپاپها ناميده مي گردد. قيچي كردن سوپاپها باعث ميشود گازهاي سوخته شده بسرعت از سيلندر خارج شده و سيلندر تميز گردد.

همانطور كه قبلاً ذكر گردید موتورهاي ديزل بگونه اي طراحي شده اند كه نسبت تراكم در آنها بسيار مي باشد و اين نسبت تراكم باعث توليد فشار و حرارت بسيار زيادي

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

مي گردد تا جائيكه پس از پاشش سوخت در محفظه احتراق، حرارت موجود، مخلوط سوخت را مشتعل مي سازد.

يكي از قوانين اساسي علوم (قانون گازها) به اين موضوع ارتباط پيدا مي كند به اين صورت كه بطور اختصار افزايش فشار در يك سيلندر باعث افزايش دما مي گردد بنابراين حرارت هوا آنقدر بالا مي رود كه موجب اشتعال مي گردد.

موتور ديزل دو زمانه :

موتور ديزل دو زمانه با دو كورس پيستون يك چرخه كامل خود را طي مي كند: يك كورس بطرف بالا و يك كورس به طرف پايين. در موتورهاي ديزل دو زمانه مجراهايي در ديواره سيلندر تعبيه شده اند كه حركت پيستون به بالا و پايين سبب بسته و باز شدن آنها ميشود.

اين مجراها بعنوان مجاري هوا و دود طراحي شده اند. در موتورهاي ديزل معمولاً هم از مجرا و هم از سوپاپ (مجرا براي ورود هوا و سوپاپ براي خروج دود از سيلندر ) بهره گیری ميشود.

اين موتورها به يك پمپ باد يا دمنده مجهز شده اند كه هوا را با فشار اندكي از فشار دود خروجي سيلندر به داخل آن مي دمد. اين پمپ نه تنها سيلندر را از هواي تازه كاملاً پر مي كند بلكه به خروج سريعتر و بهتر گازهاي سوخته پس از احتراق كمك مي كند و اين به تميز شدن محفظه سيلندر از دود و گازهاي سوخته شده تصریح دارد.

عمليات كار موتور دو زمانه به توضیح زير می باشد:

(a) پيستون در نقطه BDC می باشد.هوا بوسيله پمپ دمنده و از طريق مجراهاي ورود هوا در ديواره سيلندر به داخل دميده ميشود اين اقدام باعث پر شدن محفظه سيلندر از هواي تازه و خارج شدن گازهاي سوخته از طريق سوپاپ دود در سيلندر خواهد گردید كه در اين زمان باز مي باشد.

(b) پيستون در اين زمان رو به بالا حركت كرده و مجراي ورود هوا را مي بندد تا ورود هواي دميده شده توسط پمپ قطع گردد. حركت پيستون به سمت بالا ادامه مي يابد و هواي محبوس در قسمت فوقاني پيستون به نسبت حدود يك شانزدهم حجم اوليه فشرده مي گردد. بنابراين حرارت هواي فشرده افزايش مي يابد.

(c) پيستون تقريباً در كورس تراكم به نقطه TDC رسيده می باشد. سوخت پودر شده از طريق انژكتور به داخل اطاقك احتراق پاشيده مي گردد و بدليل وجود حرارت بسيار زياد در هواي متراكم اين محفظه مشتعل مي گردد. فشار حاصل از احتراق در كورس قدرت پيستون را به سمت پايين مي راند.

(d) پيستون تقريباً در كورس قدرت به نقطه BDC رسيده می باشد. سوپاپ دود طوري تنظيم شده می باشد كه درست قبل از BDC باز گردد و اجازه دهد گازهاي سوخته شده از سيلندر خارج شوند. همچنانكه ميل لنگ به گردش خود ادامه مي دهد پيستون به نقطه BDC مي رسد و جلوي مجراي ورود هوا را باز مي كند و مجدداً پمپ، هواي تازه را به داخل سيلندر مي دمد و چرخه همانند قبل ادامه مي يابد. با هر دور گردش ميل لنگ يك چرخه كامل مي گردد.

تخليه دود :

همانطور كه گفته گردید ورود هواي تازه به محفظه داخل سيلندر به خروج گازهاي سوخته شده كمك مي كند. در موتور چهارزمانه اين اقدام در زمان قيچي كردن سوپاپها اتفاق
مي‌افتد،‌در اين حالت براي مدت كوتاهي سوپاپ هوا و سوپاپ دود هر دو باز هستند و طراحي شكل اطاقك احتراق نيز به اين اقدام كمك مي نمايد.

در موتور دو زمانه پاك شدن سيلندر از گازهاي سوخته شده وقتي كامل مي گردد كه پيستون جلوي مجراي ورودي را باز كرده و پمپ دمنده هواي تازه را بداخل سيلندر
مي دمد.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

دمنده هوا كه نوعي پمپ باد مي باشد و قادر می باشد هوا را به مقدار زياد و با فشاري كم تأمين كند در بالاي موتور و ما بين سيلندرها قرار گرفته می باشد وقتي موتور در حال كار می باشد اين پمپ بمحض باز شدن مجراي هوا توسط پيستون هواي تازه را بداخل سيلندر مي دمد. در وضعيت (a) سوپاپ دود باز می باشد و پيستون، جلوي مجراي ورود هوا را باز كرده می باشد و اقدام فوق انجام مي گردد.

در اطراف ديواره سيلندر مجراهايي هست كه از طريق آنها هواي پمپ دمنده بدون اصطكاك وارد سيلندر مي گردد. پمپ هوا را بداخل محفظه اي مي دمد كه اين محفظه اطراف سيلندر را احاطه كرده و به مجراهاي ورود بداخل سيلندر منتهي مي گردد. چرخه سيلندر با مراحل (a) تنفس (b) تراكم (c)قدرت (d) تخليه دود كامل مي گردد،‌بطوريكه سوپاپ دود مجدداً باز شده و گازهاي سوخته شده خارج مي شوند. پيستون در اين حالت در پايين كورس خود قرار دارد و جلوي مجراي هوا را باز كرده می باشد. با ادامه چرخه، سيلندر از هواي تازه پر شده و دودها خارج مي گردند. طراحي سيلندر بگونه اي می باشد كه هواي ورودي از پايين به محفظه وارد شده و گازهاي سوخته از قسمت بالاي محفظه خارج مي شوند.

پمپ باد (دمنده) :

پمپ نيروي محرك خود را از موتور مي گيرد.اين پمپ شامل دو پره يا روتور مي باشد كه در جهت مخالف يكديگر درون پوسته اي مي گردند. گردش پره ها سبب مي گردد هوا از يكطرف آنها مكيده گردد و از طرف ديگر دميده گردد. قسمت خروجي پمپ بوسيله يك منيفولد يا محفظه هوا به مجراي ورود هواي سيلندر مرتبط مي گردد. همانطوريكه قبلاً نيز ذكر گردید پمپ باد براي ارسال هواي تازه به داخل محفظه سيلندر مورد بهره گیری قرار مي گيرد.

چرخ دنده تايمينگ :

ميل سوپاپ حركت خود را از طريق چرخ دنده هايي از ميل لنگ مي گيرد. براي يك موتور چهارزمانه، به ازاي هر دو دور گردش ميل لنگ ، ميل سوپاپ يك دور
مي چرخد. درموتورهاي دو زمانه سرعت چرخش ميل لنگ و ميل سوپاپ با هم برابر
مي باشد. در شكل 19-5 چرخ دنده سر ميل لنگ و چرخ دنده سر ميل سوپاپ نشان داده شده می باشد. تعداد دندانه هاي چرخ دنده سرميل سوپاپ دو برابر دندانه سر ميل لنگ
مي باشد، پس به اين ترتيب مي توان يك موتور چهارزمانه را شناسايي كرد. براي اطمينان از اينكه هنگام بستن چرخ دنده ها ،‌دندانه هاي آنها در موقعيت صحيح با هم درگير گردد يك علامت بر روي آنها حك مي گردد. حركت ميل سوپاپ بايد متناسب با حركت ميل لنگ تنظيم شده باشد تا سوپاپها متناسب با حركت پيستون باز و بسته شوند.

در جهت عقربه هاي ساعت موارد زير رخ مي دهد:

1- شروع پاشش در 17 درجه قبل از TDC

2- توقف پاشش، پاشش براي مدت كوتاهي تقريباً براي 13 درجه چرخش ميل لنگ ادامه دارد. كورس قدرت در نقطه مرگ بالا شروع شده و سوخت پاشيده شده ، مي‌سوزد. اقدام احتراق تا بعد از نقطه مرگ بالا ادامه دارد تا زمانيكه تمام سوخت پاشيده شده بسوزد.

3- سوپاپ دود تقريبا در 95 درجه باز مي گردد و اجازه مي دهد گازهاي سوخته شده سيلندر را ترك كنند. توجه داشته باشيد كه سوپاپ تحت اثر بادامك كار مي كند و به تدريج شروع به باز شدن مي كند و بطور ناگهاني به حالت كاملاً باز در نمي آيد.

4- مجراهاي ورود هوا در ديواره هاي سيلندر شروع به باز شدن مي كنند، همچنانكه پيستون به سمت پائين حركت مي كند سريعاً مجراي بزرگي براي ورد هوا باز مي گردد. هوا وارد سيلندر شده و گازهاي سوخته شده را به خارج از سيلندر مي راند.

5- با حركت پيستونها به سمت بالا مجاري ورود هوا نيز بسته مي شوند اين اقدام در موقعيت 230 درجه اتاق مي افتد.

6- سوپاپ دود كاملا بسته شده می باشد. پيستون در حال بالا آمدن مي باشد تا هواي داخل سيلندر را متراكم ساخته و در نقطه (1) چرخه موتور را كامل نمايد.

دانلود فرمت ورد: دانلود پروژه رشته محیط زیست درمورد يك قرن همراه با بلاياي طبيعي – قسمت پنجم

اندازه گيري حركت ها

به نظر مي رسد كه بعضي زمين لرزه ها، قبل از وقوع،هيچ علامت و نشاني بروز نمي دهند.ممكن می باشد علائمي وجود داشته باشد، اما اندازه گيري و تشخيص آن ها امكان پذير نيست. احتمالاً دانشمندان نمي دانند چه چيزي را بايد اندازه گيري كنند. آنان مي دانند كه بايد تا حدامكان درمورد رفتارهاي زمين اطلاعاتي به دست آورند و لازم می باشد هر حركت و تغييري را اندازه بگيرند. اين تنها راه براي انجام پيش بيني هاي مفيد در مورد وقوع زمين لرزه می باشد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

دستگاه هاي اندازه گيري

زمين لرزه هنگامي رخ مي دهد كه تنش بين سنگ ها بسيار بالا مي رود و سنگ ها به گونه ناگهاني به حركت درمي آيند تا اين تنش رها و آزاد شو. تنش موجود در سنگ ها را با دستگاهي به نام تنش سنگ اندازه مي گيرند. مشكل لصلي هنوز هم اطلاع از نقطه حدي افزايش تنش می باشد.

بعضي وقت ها فشار مؤثر بر سنگ ها آن ها را بالا مي دهد و يا برآمده مي كند. اين پديده را هنگامي مي توان نظاره كرد كه شيب هي زمين تغيير مي كنند. اين تغييرات بسيار جزئي هستند، اما بوسيله دستگاههاي حساس مي توان قبل از آن كه به چشم مردم ديده شوند، آن ها را اندازه گيري كرد. از دستگاهي به نام شيب سنج براي نشان دادن نحوه تغيير شيب هاي زمين بهره گیری مي كنند. شيب سنجي كه ده متر طول داشته باشد مي توان تغيير زاويه را تا حد يك ده ميليونيم درجه اندازه بگيرد.

يك تغيير كوچك مي تواند نقطه آغاز حوادث بزرگ باشد.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

از مغناطيس سنج براي اندازه گيري ميزان حركات زمين بهره گیری مي گردد و اين كار با اندازه گيري منظم ميدان مغناطيسي زمين انجام مي گيرد. اندازه گيري انجام شده در دو ظرف خط گسل با اندازه گيري هاي نقاط دور از جابجايي ها مقايسه مي گردد و هر تفاوتي در اين مقادير، نشان دهنده حركت زمين می باشد. نظاره عدم وجود حركت در هر نقطه از اهميت فراواني برخوردار می باشد، زيرا اين امرنشان مي دهد كه تنش هاي عظيمي در زيرزمين انباشته شده اند.

گرانش، ليزرها و جانوران

هر چيزي كه در سطح زمين می باشد،به وسيله جاذبه يا گرانش آن به سمت پايين كشيدهمي گردد. اين نيرو را مي توان با دستگاه هاي گرانش سنج اندازه گيري كرد. اگر خشكي برآمده گردد و يا فرو رود، نيروي گرانش تغيير مي كند.

تغييرات چگالي سنگ ها نيز حوادثي را به دنبال مي آورد. اين حالت زماني رخ مي دهد كه ماگما از گوشته بالا مي آيد يا سنگ به شكلي دچار تغيير مي گردد. اين تغييرات مي توانند نشان دهنده آن باشند كه حركات در پوسته زمين آغاز شده اند و ممكن می باشد زمين لرزه اي را به دنبال آورند.

با بهره گیری از ليزر مي توان حركت هاي زمين را به دقت اندازه گيري كرد. ليزرها باريكه هايي از نور هستند كه با سرعت 790/299 كيلومتر در ثانيه حركت مي كنند. پرتو ليزر را مي توان به سمت هدفي در آن سوي خط گسل نشان گرفت و انعكاس آن را دريافت كرد. به اين ترتيب زمان رفت و برگشت پرتو قابل اندازه گيري می باشد. اگر زمين حركت كند،اين زمان هم تغيير مي كند و ميزان جابجايي قابل اندازه گيري می باشد. در اطراف خطوط گسل دركاليفرنيا پرتوهاي ليزري را بكار گرفته اند ت هر گونه حركت زمين را ثبت كنند.

در چين و ژاپن،واكنش جانوران نسبت به وقوع زمين لرزه مورد مطالعه قرار مي گيرد. جانوران كوچكي زیرا مورچه ها درون زمين زندگي مي كنند و بايد بتوانند لرزش هاي بسيار خفيف را حس كنند. آن ها احتمالاً تغييرات بوي گازهايي را كه ازراه شكاف سنگ ها بالا مي آيند تشخيص مي دهند. جانوران بزرگ تر نظيرمرغ و خروس ها،خوك ها و پانداها نيز اين تغييرات را حس مي كنند يا بو مي كشند. اگر اين تغييرات آرامش آن ها را برهم بريزد، رفتارهايي غيعادي از خود بروز مي دهند.البته تمام دانشمندان در مورد مفيد بودن مطالعه رفتارهاي حيوانات در پيش بيني زمين لرزه، هم عقيده نيستند.

تمام اين وسايل و امكانات به دانشمندان كمك مي كنند تا نحوه حركت و تغيير زمين را زير نظر بگيرند و درك كنند. آنان اميدوارند كه بتوان از اين اطلاعات براي پيش بيني بهتر و دقيق تر زمين لرزه بهره گیری كرد.

مناطق كم خطر

كمربندهاي زمين لرزه، به شكل دايره هاي بزرگ، زمين را فرا گرفته اند. در نقاط دور از اين كمربندها معمولاً از زمين لرزه خبري نيست. در اين مناطق ممكن می باشد فقط لرزش هاي خفيفي رخ دهد كه يا فاقد خسارات و يا كم خسارت می باشد. اما وقتي به ندرت پيش مي آيد كه زمين لرزه نسبتاً شديدي رخ دهد، مردم آمادگي روبرو شدن با آن را ندارند و خانه هايشان نيز براي ايستادگي در برابر چنين پديده اي طراحي و ساخته نشده می باشد.

اولين كشته ها

در استراليا، اولين مورد كشته شدن مردم بر اثر زمين لرزه در دسامبر 1989 گزارش شده می باشد. نيوكاسل يك شهر صنعتي و معدني در ساحل شرقي استراليا می باشد و حدود 150 كيلومتر با شمال سيدني فاصله دارد. در گذشته اين شهر هيچ موردي از وقوع زمين لرزه گزارش نشده بود. بيشتر نقاط استراليا از سنگ هاي پايدار و سخت ساخته شده می باشد كه به ندرت حركت مي كنند.

اولين امواج ضربه اي در ساعت ده و بيست و هشت دقيقه صبح از راه رسيدند و شدت آن ها برابر 5/5ريشتر ثبت گردید.كانون خارجي زمين لرزه فقط چند كيلومتر با غرب شهر فاصله داشت. لرزش حدود 30 ثانيه ادامه يافت و تعدادي از ساختمان هاي مركزي شهر تخريب شدند و بقيه صدمه ديدند.دوازده نفر از مردم شهر زير آوار ماندندو جان خود را از دست دادند.خانه ها و مغازه هاي واقع در حومه شهر نيز صدمه ديدند. مردم سيدني نيز امواج ضربه اي را حس كردند. خطوط برق و تلفن قطع شدند و به همين دليل كار امداد رساني به دشواري انجام گرفت. مراكز اورژانس و آتش نشانينيز تخريب شده بودند.

عامل اصلي و دقيق اين زمين لرزه ممكن می باشد هیچگاه شناخته نشود. خطوط گسل قديمي در ناحيه امتداد دارند و ممكن می باشد سنگ هاي اطرلف آن ها حركت كرده باشند. براساس يك نظريه، اين احتمال وجوددارد كه معادن قديمي زغال سنگ موجب سستي سنگ ها شده باشند.

گسل هاي دشت راين

همه زمين شناسان دشت راين در آلمان را به عنوان منطقه اي مي شناسند كه از طريق گسلش شكل گرفته می باشد. بلوك هاي بزرگ زمين مرتفع به بالا رانده شده اند و زمين هاي مرتفع را پديد آورده اند. اين نوع زمين هاي مرتفع را هورست مي نامند. سرزمسن هاي مرتفع ايفل در غرب بن، يك بلوك هورست می باشد. بلوك هاي خشكي همچنين ممكن می باشد به پايين بلغزند و دره هاي نشستي را پديد آورند كه گرابن ناميده مي شوند. اين مورد حدود 30 ميليون سال قبل در آلمان و همزمان با چين خوردگي كوه هاي آلپ به وقوع پيوست. سنگ ها مي توانند در امتداد هر يك از خطوط گسل قديمي حركت كنند، هر چند كه هيچ يك از آن ها خيلي فعال نيستند.

در سال 1992، زمين لرزه اي با شدت 3/6 در مقياس ريشتر، شهرها و دهكده هاي هر دو سمت دشت راين در شمال آلمان، هلند و بلژيك را لرزاند. كانون خارجي زمين لرزه در «روارموند» درست در شمال نواحي مرتفع ايفل در نزديكي ماستريخت قرار داشت. حدود 200 خانه در طول لرزه 15 ثانيه اي ويران شدند.بعضي از مردم تصور كردند كه بمبي در كلن كه 80 كيلومتر از محل فاصله داشت، منفجر شده می باشد. در يكي از شهرها مردم وحشت زده به بيرون هجوم آوردند تا ببينند چه اتفاقي افتاده می باشد و تعدادي از آنان زخمي شدند. آجرها و شيشه ها بر سر مردم فرو ريختند. يك نفر نيز در اثر وارد آمدن شوك ناگهاني و حمله قلبي درگذشت. در اين ناحيه تاريخچه اي از وقوع زمين لرزه هاي گوناگون هست، اما اين زمين لرزه ها معمولاً خفيف هستند و در فواصل زماني طولاني رخ مي دهند. به هر حال مردم اين ناحيه احتمال وقوع زمين لرزه را در ذهن دارند، اما خطر را آنقدر جدي نمي دانند كه خانه هايشان را محكم تر بسازند و براي مقابله با زمين لرزه بعدي طرح ريزي كنند. به همين دليل می باشد كه يك زمين لرزه ناگهاني و كوچك مي تواند به همان اندازه وقوع زمين لرزه اي بزرگ تر در يك منطقه زلزله خيز، خسارت و ويراني بر جاي بگذارد.

تأثیر بشر در ايجاد زمين لرزه

به دشواري مي توان نيروي لازم براي ايجاد زمين لرزه را برآورد كرد. در گذشته چنين تصور مي گردید كه گرانش يا جاذبه ماه مي تواند بر سنگ ها نيرو وارد آورد. نظريه ديگر آن بود كه افزايش وزن آب هنگام مد، مي تواند زمين لرزه را به وجودآورد. اكنون در زمينه تأثیر فعاليت هاي بشر در ايجاد زمين لرزه سؤالات زيادي مطرح می باشد.

معدنكاري و انفجار

مردم به روش هاي گوناگون چهره زمين را تغيير مي دهند.با استخراج كاني ها از معادن روباز و زير زميني، مقدار عظيمي از سنگ هاي كنده و جابجا مي گردد.

اين كار مي تواند موجب فرونشستن زمين گردد، اما به دشواري مي توان ثابت كرد كه درپديد آمدن زمين لرزه نيز تأثیر دارد. شايد معدنكاري در ايجاد زمين لرزه سال 1989 در نيوكاسل استراليا مؤثر بوده می باشد، اما نمي توان اين مسأله را اثبات كرد.

انفجارهاي هسته اي زمين را به شدت تكان مي دهند،اما امروزه آزمايش بمب هاي اتمي خيلي كم شده می باشد. اكثر كشورها توافق كرده اند كه اين نوع آزمايش ها را ادامه ندهند.

مقادير عظيمي آب، نفت و گاز از لايه هاي سنگي زمين بيرون آورده مي گردد. اگر سنگ ها سبك تر شوند زمين مي تواند حركت كند، اما هيچ مدركي براي اثبات تأثير اين مورد وقوع زمين لرزه،وجود ندارد.

شواهدي موجود می باشد كه راندن آب به درون زمين مي تواند مشكلاتي به وجودآورد. اين مسأله در آمريكا و در ناحيه اي كه آب هاي آلوده را به اعماق زمين پمپ مي كردند، كشف گردید. با ادامه يافتن پمپاژ آب به درون زمين، بر تعداد زمين لرزه ها افزوده گردید، و هنگامي كه اين كار را متوقف كردند، اين تعداد كاهش يافت . ارتباط واضحي بين اين دو پديده نظاره مي گردید.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

سدسازي

با ساختن سد و مخزن آن، ميليون ها ليتر آب در پشت سد جمع مي گردد و وزن آن بر سنگ ها فشار زيادي وارد مي آورد. همين وزن اضافي مي تواند براي فعال كردن زمين كافي باشد و موجب زمين لرزه گردد. به نظر مي رسد كه در سال 1963 پس از تكميل سد هور در امتداد رودخانه كلورادو، نظير همين واقعه رخ داده باشد. خود سد، ديواره اي سيماني به ارتفاع 221 متر می باشد. درياچه ميد كه در پشت سد ايجاد شده، 185 كيلومتر امتداد مي يابد و در بعضي نقاط، عرض آن به 16 كيلومتر مي رسد. به اين ترتيب، مقدار آب آب ذخيره شده در پشت سد، بسيار عظيم می باشد.

وزن آب فقط يكي از مشكلات می باشد. مقداري از آب نيز به درون سنگ ها نفوذ مي كند. آب از محل ترك ها در سنگ هاي مناطق واقع در كمربندهاي زمين لرزه، عادي و معمول می باشد. آب لايه هاي سنگ را روانكاري و حركت آن ها را ساده تر مي كند. اگر نفوذ آب رخ ندهد، ممكن می باشد سنگ ها براي مدت طولاني تري ساكن بمانند و يا اصلاً حركت نكنند.

ساخت يك سد جديد در «تمري»هندوستان در دشت «باهاگرياتمي» نگراني هايي را دامن زده می باشد. اين سد به گونه اي طراحي شده می باشد كه سه كيلومتر مكعب آب را در مخزن پشت خود نگهداري كند. در سال 1991، زمين لرزه شديدي ناحيه نزديك به محل احداث سد را لرزاند. بسياري از مردم ترس آن را دارند كه سد ومخزنش احتمال وقوع زمين لرزه را افزايش دهند و خود سد نيز نتواند درمقابل لرزش هاي شديد و اصلي مقاومت كند.

زمين شناسان در مورد روشي فكر و مطالعه كرده اند كه آب در مناطق زلزله خيز مفيد واقع گردد. زمين لرزه ها وقتي به وجودمي آيند كه صفحات زمين به حركت درمي آيند و هيچ نقطه يا مانعي براي توقف اين حركت وجود ندارد. بنابراين شايد بهتر باشد در مناطقي كه صفحات به هم قفل شدهاند، كمك گردد تا آن ها بتوانند به حركت آرام خود ادامه دهند. براي اين مقصود مي توان آب را از طريق چاه هاي عميق ايجاد شده در امتداد خط گسل به درون زمين فرستاد تا سنگ ها روانكاري شوندو حركت آن ها تسهيل گردد. درحقيقت، در بيش تر موارد، حركات ناگهاني و شديد می باشد كه مشكل ساز مي گردد.

زمين لرزه و آينده

زمين لرزه يكي از نشانه هاي نيروهاي طبيعي عظيمي می باشد كه زمين را شكل مي دهند و بر زندگي مردم ساكن بررويزمين اثر مي گذارد. مردم بايد بدانند كه چگونه با اين نيروها زندگي كنند تا نابود نشوند؛ نيروهايي كه به قدري بزرگ هستند كه بشر توان و قدرت كنترل آن ها را ندارد.

حقايق علمي و تخيلات علمي

صفحات زمين حدود 300 ميليون سال می باشد كه در اين كره جابجا مي شوند. نيرويي كه آن ها را به حركت درمي آورد، درون زمين قرار دارد و تا زماني كه اين سياره سرد و مرده گردد، باقي خواهد بود. صفحات موجود بر روي نقشه كنوني، ده ميليون سال بعد هم تقريباً چنين وضعي خواهند داشت. بعضي از آن ها در لبه اي كه به زير صفحه اي ديگر ميلغزند و به درون ناحيه فرورانش مي طریقه، مقداري كوچك تر خواهند گردید. همچنين درمحل هايي كه گدازه بالا مي آيد و سرد مي گردد، سنگ ها شكل خواهند گرفت و نواحي جديدي پديد خواهند آمد.

مناطق زلزله خيز همچنان زلزله خيز باقي خواهند ماند. مردم ساكن در اين مناطق، هيچ انتخابي ندارند غیر از آن كه ياد بگيرند چگونه با اينپديده كنار آيند و زيان هاي آن را به حداقل برسانند. دانشمندان ممكن می باشد بتوانند در مناطقي كه صفحات درگير شده اند، با اقداماتي به حركات صفحات كمك كنند و مانع انباشته شدن تنش شوند.

در حال حاضر، اين گونه ايده ها و نظريه ها در حد داستان هاي تخيلي هستند. هزينه چنين اقداماتي سرسام آور می باشد. علاوه بر آن، اين ريسك هست كه زيان هاي اقدامات مزبور، بيش از فوايد آن ها باشد.

بعضي اقدامات نيازمند كسب دانش بيشتر درمورد زمين لرزه می باشد. راه هاي بهتري براي اندازه گيري و ثبت رفتار سنگ ها ابداع خواهد گردید. ممكن می باشد در سنگ هاي مناطقي كه اكنون غيرقابل دسترس هستند، وسايل و تجهيزاتي قرار داده گردد.

ماهواره ها از مدت ها قبل به اندازه گيري و نمايش دادن تغييرات زمين مشغولند. اين وسايل براي كسب اطلاعات در مناطق صعب العبور- نظير كوهستان ها- مورد بهره گیری قرار خواهندگرفت. زيردريايي هاي تحقيقاتي،وسايل و تجهيزات لازم را به اعماق درياها و بستر اقيانوس ها خواهند برد تا وقايع و تغييرات آن جا نيز ثبت و گزارش گردد. دانشمندان از چيزي قبل در نزديكي ژاپن دستگاه هايي را در بستر دريا مستقر كرده اند تا در مورد زمين لرزه اطلاعاتي به دست آورند.

زندگي با زمين لرزه

خطر فاجعه آفريني زمين لرزه ها هر سال با افزايش جمعيت زمين، افزايش مي يابد. با ادامه طریقه كنوني،در پنجاه سال آينده، جمعيت زمين دو برابر خواهد گردید و افراد بيش تري در شهرهاي بزرگ سكونت خواهند كرد. در سال 2000، جمعيت شهر ميكزيكوسيتي به 25 ميليون خواهد رسيد. اين شهر بارها زمين لرزه هاي شديد را تجربه كرده می باشد و انتظار مي رود كه زمين لرزه ها در آينده نيز تكرارشوند، در شهر كايرو و ساير شهرهاي واقع بر كمربندهاي زمين لرزه نيز همين افزايش جمعيت وجود خواهد داشت. در مناطق حومه شهرها و روستاها نيز مردم بيش تري ساكن خواهند گردید،در حالي كه خانه هايشان براي مقاومت در بابر زمين لرزه ساخته نشده می باشد. ناگوارتر از همه آن می باشد كه بيشترين ميزان افزايش جمعيت مربوط به كشورهاي فقير خواهد بود كه برايشان حمايت از مردم پیش روی بلاياي طبيعي دشوارتر می باشد.

متن کامل: دانلود پروژه رشته محیط زیست درمورد يك قرن همراه با بلاياي طبيعي – قسمت چهارم

ساختن براي زنده ماندن

ميزان ويراني هاي يك زمين لرزه، از نقطه اي به نقطه ديگر تفاوت مي كند. شدت زمين لرزه بر ويرانگري آن تأثير مي گذارد، اما اين تنها عامل مؤثر در پديد آمدن يا نيامدن فجايع انساني نيست. بزرگ ترين تفاوت به استحكام خانه ها و ساير ساختمان ها مربوط مي گردد. مردمي كه در كشورهاي توسعه يافته و ثروتمند زندگي مي كنند، در مقايسه با مردم ساكن در كشورهاي فقير و توسعه نيافته، شانس بيشتري براي سالم بيرون آمدن از چنين وقايعي دارند.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

پي ريزي صحيح

يكي از اولين نكات لازم، در نظر داشتن مكان ساختمان سازي می باشد. اكثر تلفات و جراحاتي كه هنگام زمين لرزه به وجود مي آيد، به فرو ريختن ساختمان ها مربوط مي گردد. ساختمان ها به فوندانسيون يا پي ريزي صحيح نياز دارند و بايد حتي الامكان روي سنگ هاي سخت بنا شوند. در نقاط سنگي، زمين به لرزه در مي آيد اما اين لرزه خيلي زود عبور مي كند. ويراني در نقاطي شديد می باشد كه ساختمان ها روي سنگ هاي نرم تر و يا ماسه و خاك ساخته شده اند. اين نقاط با شدت بيشتر وبراي مدت طولاني تري به لرزه در مي آين. ميكزيكوسيتي در مكان يك درياچه باستاني ساخته شده می باشد. فونداسيون ساختمان ها روي بستر گلي و نرم درياچه قرار دارد. مردمي كه در آپارتمان هاي چند طبقه و بلند زندگي مي كنند، بيشتر در معرض خطر هستند.در سال 1985 زمين لرزه اي در اين شهر به وقوع پيوست و حدود 7000 كشته و 30000 بي خانمان برجاي گذاشت. ساختمان هاي آپارتماني فرو ريختند و افراد نگون بختي كه درون آن ها بودند، جانشان را از دست دادند. اكنون ديگر براي اين تصميمكه شهر در مكان ديگري بنا گردد، خيلي دير می باشد.بنابراين بايد راه هاي بهتري براي آپارتمان سازي يافت. يكي ديگر از راه حل ها، جلوگيري از ساختمان سازي در نزديكي خطوط گسل می باشد. از اين زمين ها مي توان براي كارهاي ديگر مثل كشاورزي و يا احداث پارك ها و تفريحگاه هاي روباز بهره گیری كرد.اما اقدام به اين كار به سادگي گفتن آن نيست. نقاطي كه از زمين لرزه تأثير مي گيرند تا چندين هكتار در دو طرف خط گسل امتداد دارند. ممكن می باشد خطوط گسل متقاطعي نيز وجود داشته باشد. نظارت سخت و شديدي بر كار ساخت وساز در شهر لازم می باشد كه معمولاً به سادگي امكان پذير نيست. اين قبيل نظارت ها خصوصاًدر كشورهاي فقير كه با مشكلات بزرگتري نيز دست به گريبان هستند، به دشواري ممكن مي گردد.

طراحي ساختمان ها

استحكام ساختمان، بر ميزان وارد آمدن خسارات به آن تأثير مي گذارد. در كشوهاي پيشرفته و ثروتمند، در نقاط زلزله خيز فقط از مواد مستحكم براي ساختمان سازي بهره گیری مي گردد.مردم كشورهاي فقير معمولاًخانه هاي خود را از مواد ارزانتر مثل چوب و خشت مي سازند. هنگام زمين لرزه، سقف چنين ساختمان هايي فرو مي ريزد و ساكنين زير آوار مدفون مي شوند.

شكل ساختمان و نحوه ساختن آن نيز در استحكامش مؤثر می باشد. ساختمان هاي بلند و محكم مي توانند پیش روی زمين لرزه مقاوم باشند. اگر ساختمان بتواند كمي خم گردد، مقداري از انرژي زمين لرزه را جذب مي كند و پابرجا مي ماند. در شهر سانفرانسيسكوي آمريكا كه از نقاط زلزله خيز جهان می باشد، ساختماني هست كه به شكل يك هرم باريك وبلند ساخته شده می باشد.اين شكل به ساختمان استحكام مي دهد. در بعضي ساختمان ها از نوعي لاستيك در فوندانسيون بهره گیری مي گردد كه لرزه ها را جذب مي كند و نمي گذارد به ساختمان منتقل شوند. ساختمان هايي كه بر روي فنرهاي بزرگ ساخته مي شوند نيز همين اثر ومقاومت را دارند.

در كشورهاي فقير نيز مي توان با بهره گیری از ايده هاي ساده، مقاومت ساختمان ها را افزايش داد. شكل مكعب، از مقاوم ترين اشكال می باشد. گوشه ها بايد مقاوم و مستحكم باشند و به همين دليل بايد درها و پنجره ها را دور از آن ساخت. در لابلاي آجرها مي توان از قطعات سنگي بزرگ بهره گیری كرد تا ديوارها محكم به هم پيوند بخورند. تيرهاي نگهدارنده سقف بايد محكم به ديوارهاي خارجي متصل شوند و لازم می باشد از بروز نقاط ضعيف كه فروريختن سقف را بدنبال مي آورند، جلوگيري گردد. هر اتاق و فضاي جديدي كه به ساختمان اضافه مي گردد، بايد اتصال محكم و مناسبي با بقيه خانه داشته باشد.زمين لرزه آغاز بر ضعيف ترين نقطه اثر مي گذارد و به همين دليل هيچ نقطه ضعيفي نبايد در ساختمان وجود داشته باشد.

دكوراسيون و مبلمان داخلي خانه نيز اهميت زيادي دارد. مبلمان شل و چيزهايي كه روي آن قرار دارند، هنگام زمين لرزه فرو مي ريزند و مي توانند به افراد صدمه بزنند و يا آنان را گير اندازند.خطوط برق و لوله هاي گاز بايد استحكام لازم را داشته باشند. اگر اين خطوط شكسته شوند، آتش سوزي ايجاد مي گردد و ويراني زمين لرزه را كامل مي كند.

وقتي تمام تدابير و نكات ايمني لازم رعايت مي گردد، ديگر از بشر كار چندانيجز انتظار برنمي آيد. حداقل مي توان گفت كه در اين حالت كسي بر عدم آمادگي ويا رعايت نكردن نكات ايمني،جان خود را از دست نمي دهد.

برنامه ريزي و آمادگي براي كاستن از خسارات زمين لرزه

اگر مردم بدانند كه هنگام وقوع زمين لرزه انتظارچه چيزهايي را بايد داشته باشند و چه كارهايي را بايد انجام دهند، مي توانند از اين بلاي طبيعي جان سالم به در ببرند.

آنان بايد بدانند هنگام وقوع زمين لرزه،امن ترين مكان كجاست. براي آن كه گروه هاي امداد به سرعت اقدام كنند و خسارات را به حداقل برسانند، به برنامه ريزي و تمرين هاي دقيق نياز می باشد. مهم تر از همه، مردم نبايد سراسيمه و وحشت زده شوند.

تجربه كايرو

در سال 1992،زمين لرزه اي شهر كايرو را به لرزه درآورد. ساختمان هاي باستاني ترك برداشتند و آپارتمان هاي نوساز فرو ريختند. حدود 560 نفر كشته و 4000 نفر زخمي شدند. مردمي كه گير افتاده بودند، سعي در فرار داشتند و آشفتگي و وحشت زيادي ايجاد شده بود. به مردم هيچ آموزش و اخطاري داده نشده بود و آنان نمي دانستند كه چه كاري بايد انجام دهند.

كايرو شهري با پانزده ميليون جمعيت می باشد و با وجود روستاييان اطراف به اين شهر، برجمعيت آن روز به روز افزوده مي گردد مردم با كمبود مسكن مواجه هستند و به همين دليل حدود نيم ميليون نفر روي پشت بام ها زندگي مي كنند.

آپارتمان هايي ساخته شده اند،اما سازندگان معمولاًقوانين ساخت و ساز را رعايت نمي كنند. فوندانسيون ها ضعيف هستند و آن قدر سريع و كم هزينه ساخته شده اند كه آمادگي ايستادگي در برابر زمين لرزه را ندارند.مردم هم براي مقابله با اثرات زمين لرزه هيچ آموزشي نديده اند.

وضعيت كايرو در بسياري از شهرهاي كشورهاي توسعه نيافته به چشم مي خورد. حكومت ها بودجه لازم براي ساختن خانه هاي اساسي، آموزش مردم و تشكيل، تجهيز و آموزش گروه ها و واحدهاي امداد و كمك رساني را ندارن. بنابراين مردم براي برخورد با شرايطي كه هنگام وقوع زمين لرزه و پس از آن پديد مي آيد، هيچ آمادگي و آگاهي اي كسب نكرده اند و همين مسأله بر وخامت اضاع مي افزايد.

طرح هاي اجرا شده در ژاپن

ژاپن يكي از ثروتمندترين كشورهاي جهان استف در اين كشور هر لحظه احتمالوقوع زمين لرزه و آتشفشان هست. اكثر مردم در شهرهايي كار و زندگي مي كنند كه در نوارهاي باريك زمين پست و ساحلي ساخته شده اند. در اين نقاط، احتمال وقوع زمين لرزه خيلي زياد می باشد. به همين دليل تمام افراد هر سال بايد يك دوره آموزش زمين لرزه را بگذارنند.

در ژاپن،روز اول سپتامبر را به عنوان روز پيشگيري از فاجعه اعلام كرده اند. اين روز، سالروز وقوع زمين لرزه سال 1923 درتوكيو می باشد كه موجب مرگ 000/140 نفر گردید. درساعت معيني، تمام افراد خود را به نزديك ترين مكان روباز مي رسانند. علائم راهنما، مسير را به آنان اعلام مي كنند.گروه هاي داوطلب تجهيزات اضطراري و امداد رساني را بيرون مي آورند تا نحوه خاموش كردن آتش و نجات مجروحان را تمرين كنند. به مردم توصيه مي گردد كه وسايل و كمك هاي اوليه لازم را در خانه داشته باشند. بيمارستان ها و ايستگاه هاي آتش نشاني همگي در مورد وظايفشان توجيه هستند.

زمين لرزه در توكيو و ساير شهرهاي ژاپن رخ مي دهد. اما از سال 1923 تاكنون، در هيچ شهري زمين لرزه اصلي اتفاق نيفتاده می باشد و به همين دليل ساختمان ها پابرجا مانده اند.اگر يك زمين لرزه اصلي رخ دهد، طرح ها و برنامه ها همانند زمان تمرين بطور كامل و آنطور كه انتظار مي رود، عملي نخواهد گردید. اما يقيناً با اجراي اين برنامه ها تعداد كشته ها و مجروحين به ميزان قابل ملاحظه اي كاهش خواهد يافت.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

يكي از مشكلات اين می باشد كه اجراي طرح ها تا حدود زيادي بستگي به اطلاع مردم از زمان وقوع زلزله دارد. اگر هيچ اخطاري در ميان نباشد، افراد بيشتري كشته مي شوند و يك فاجعه بزرگ پديد مي آيد.

مطالعه زمين لرزه

بخشي از كار يك دانشمند آن می باشد كه پيش بيني كند كه پديده در چه زماني،چگونه و چرا رخ مي دهد. بعضي دانشمندان در آزمايشگاه و با مقادير كمي از مواد شيميايي و ديگر مواد به انجام آزمايش مشغولند. آنان مي توانند كارهايشان را به دقت اندازه گيري كنند و با بهره گیری از اعداد دقيق، آن چه را كه رخ داده می باشد توضيح دهند.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

دانشمنداني كه زمين لرزه ها را مورد مطالعه قرار مي دهند نيز در کوشش هستند تا مكان، زمان و چگونگي وقوع زمين لرزه را پيش بيني كنند. اما اندازه گيري زمين لرزه ها به همان ميزان پيش بيني دقيق آن ها دشوار می باشد.

مطالعه گذشته

كانون زمين لرزه در اعماق پوسته زمين قرار دارد. زمين شناسان، براي فهم زمين لرزه، بايد در مورد آن چه در مورد اين اعماق هست و حوادثيكه در آن جا رخ مي دهد، اطلاعاتي بدست آورند. يكي از مشكلات آن می باشد كه اين نقاط را نمي توان به چشم ديد، زيرا در اعماق زمين قرار گرفته اند و دمايشان بسيار بالاست.

حتي اگر بتوان سوراخي تا اين عمق ايجاد كرد، اگر دستگاه هاي اندازه گيري پايين فرستاده شوند، بلافاصله ذوب مي شوند. بنابراين دانشمندان ناچارند اطلاعات مربوط به مكان و نحوه شروع زمين لرزه را از امواج ضربه اي حاصل به دست آورند.

مشكل ديگر آن می باشد كه زمين لرزه ها در مقياس زمين شناسي رخ مي دهند. در اين مقياس، يك يا چند ده ميليون سال هم خيلي كوتاه می باشد. دانشمندان نمي توانند يك زمين لرزه واقعي را در آزمايشگاه بسازند يا شبيه سازي كنند. بنابراين بايد در انتظار وقوع زمين لرزه بنشينند.

اطلاعات مربوط به زمين لرزه هاي گذشته، در مورد احتمال وقوعزمين لرزه در آينده، شواهدي در اختيار قرار مي دهد. حركت سنگ ها در امتداد خطوط گسل نيز مورد مطالعه قرار مي گيرد تا مشخص گردد كه در چه زمان هايي لايه هاي به هم ريخته اند. به اين ترتيب، فاصله زماني بين زمين لرزه ها حدوداً به دست مي آيد.اما اين مقدار متوسط و حدودي چندان قابل بهره گیری نيست، زيرا فاصله ارقام با ميانگين آن ها بسيار زياد و متفاوت می باشد.

از سال 1755 تاكنون در شهر ليسبون زمين لرزه شديد ديگري رخ نداده می باشد. دانشمندان حدس مي زنند كه فاصله زمين لرزه ها در ليسبون 200 سال می باشد، اما در سال 1955 هيچ نشاني از وقوع زلزله وجود نداشت. به اين ترتيب احتمالاً زمين لرزه اصلي بعدي به تأخير افتاده و خيلي زود به وقوع خواهد پيوست، و يا زمين لرزه ديگري با همان ابعاد هیچگاه به وجود نخواهد آمد. هيچ راهي براي رسيدن به اطمينان وجود ندارد.

نظريه هاي مربوط به زمين لرزه

در طول ساليان، زمين شناسان درك بهتري در مورد نحوه رفتار بعضي زمين لرزه ها بدست آورده اند. خطرناك ترين نقاط مكان هايي هستند كه براي مدت طولاني هيچ حركتي نداشته اند. مادامي كه صفحات به حركت ادامه مي دهند، زمين لرزه هاي كوچك به وقوع مي پيوندند. اما وقتي زمين براي چندين سال حركت نمي كند، تنش در سنگ ها انباشته مي گردد. نقاطي از زمين را كه در سال هاي اخير حركت كمي داشته اند، شكاف هاي زمين لرزه مي نامند. زمين شناسان پيش بيني مي كنند كه در اين نقاط زمين لرزه هاي اصلي و شديدي رخ خواهد داد، اما زمان دقيق آن را نمي دانند.

فایل تحقیق : دانلود پروژه رشته محیط زیست درمورد يك قرن همراه با بلاياي طبيعي – قسمت سوم

رفتار امواج «پي» و «اس» از چند نظر با هم متفاوت می باشد. در وهله اول، اين امواج با سرعت هاي مختلفي حركت مي كنند. سرعت حركت امواج «پي» در سنگ ها حدود پنج كيلومتر در ساعت می باشد. در حالي كه اين سرعت براي امواج «اس» خيلي كم تر و حدود سه كيلومتر برآورده ميشود.

تفاوت دوم آن می باشد كه امواج «پي» مي توانند از درون تمام مواد و حتي سخت ترين سنگ ها نيز بگذرند. امواج «اس» گرچه از درون سنگ ها عبور مي كنند، اما نمي توانند از مايعات بگذرند.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

بعضي امواج زمين لرزه سطحي كه امواج لاور امواج ريلي ناميده مي شوند، زمين را هم در جهات جانبي و هم در جهات عمودي وافقي به لرزه در مي آورند.

يافتن كانون زمين لززه

با بررسي تفاوت سرعت امواج «پي» و «اس» مي توان كانون يا مركز زمين لرزه را تشخيص داد. اين امواج را در لحظه خروج از كانون خارجي زمين لرزه اندازه گيري مي كنند. امواج از كانون خارجي زمين لرزه پشت سر هم و با فاصله زماني كم خارج مي شوند.

با دور شدن امواج، به دليل تفاوت سرعت هايشان، فواصل زماني بين آنها طولاني تر مي گردد. ده اتومبيل را فرض كنيد كه حركتشان را از يك نقطه و در يك جهت ولي با سرعت هاي متفاوت آغاز مي كنند. اين اتومبيل ها هرچه جلوتر طریقه، از هم بيش تر فاصله مي گيرند.

با ثبت امواج زمين لرزه در سه مكان، مي توان دايره هايي را ترسيم كرد كه مسافت طي شده به وسيله امواج را نمايش مي دهند. مركز خارجي زمين لرزه، نقطه تلاقي اين سه دايره می باشد.

اطلاعات بر گرفته از امواج ضربه اي نيز به دانشمندان كمك مي كند تاآنچه را زير پوسته زمين مي گذرد تشخيص دهند. امواج زمين لرزه همان گونه كه به سمت سطح زمين مي آيند، به سمت درون گوشته نيز حركت مي كنند. اين امواج پس از گذر كامل از درون زمين، در سوي ديگر به وسيله لرزه نگاره ها ثبت مي شوند. دانشمندان سرعت حركت امواج زمين لرزه در انواع مختلف سنگ را مي دانند و به اين ترتيب ميتوانند حدس بزنند كه اين امواج از درون چه نوع ماده اي گذر كرده اند.

امواج «پي» مي توانند مستقيماً از هسته زمين عبور كنند و به نقطه مقابل مركز زمين لرزه لرزه در سوي ديگر زمين برسند. بعضي از امواج «پي»، با رسيدن به لايه هاي مختلف درون زمين، تحت زاويه كوچكي منحرف مي شوند. به اين ترتيب فواصلي پديد مي آيد كه نواحي سايه ناميده مي شوند و در آنجا نمي توان مدرج را اندازه گيري كرد. امواج «اس» از هسته عبور نمي كنند و به همين دليل مي توان چنين نتيجه گرفت كه مواد مذاب همچون مايع رفتار مي كنند.

دانشمندان براي آن كه زمان وقوع زمين لرزه را دقيق تر پيش بيني كنند، بايد اطلاعات بيش تري در مورد امواج ضربه اي در اختيار داشته باشند. از اين اطلاعات مي توان به مقصود طراحي ساختمان هاي مقاوم تر نيز بهره گیری كرد.

اندازه گيري شدت زمين لرزه

دانشمندان براي انجام كارهايشان نياز به عدد و رقم دارند. اما چگونه مي توان شدت يك زمين لرزه را اندازه گرفت؟ اين مواد شباهتي به انجام آزمايش در آزمايشگاهي كه همه چيز تحت كنترل می باشد ندارد. انرژي رها شده در يك زمين لرزه بسيار عظيم می باشد و در جهت هاي مختلف پخش مي گردد.

اندازه گيري ميزان ويراني

يكي از راه هاي اندازه گيري زمين لرزه، مطالعه ميزان و نوع خساراتي می باشد كه به وجود مي آيد. اين نوع اندازه گيري در سال 1902 به وسيله يك فرد ايتاليايي به نام «جوزفه» مركالي» ابداع گردید. او در فهرست انواع خرابي هايي را ممكن بود پس از يك زمين لرزه به وجود آي، برر يو كاغذ آورد. اين مقياس را مقياس شدت مركالي مي نامند.

مقياس مركالي از 1 تا 12 درجه بندي مي گردید. در يك لرزه با تكان آرام، فقط تعداد محدودي از مردم كم و بيش چيزي را حس مي كردند. اما در شديدترين زمين لرزه ساختمان هاي چوبي و حتي سنگي فرو مي ريختند، جاده ها و خطوط راه آهن دچار شكست و جدايي مي شدند، و رودها تغيير مسير مي دادند. به اين ترتيب، پس از وقوع هر زمين لرزه، گزارش ويراني را با مطالب نوشته در مقياس مقايسه مي كردند. تا شدن زمين لرزه را بدانند.

يكي از اشكالات اين مقياس آن می باشد كه مقدار ويراني به استحكام ساختمان ها بستگي دارد. نوع سنگ هاي هر منطقه و ميزان دقت در نحوه ثبت خرابي هاي ناشي از زمين لرزه نيز بر اين مطأله تأثير مي گذارد. در حقيقت، مقياس مركالي انرژي زمين لرزه را اندازه گيري نمي كند، بلكه فقط اثرات آن را اندازه مي گيرد.

در سال 1935 ميلاديف چارلز ريشتر، به مقصود حل اين مشكلات روش جديدي را براي اندازه گيري، زمين لرزه ها ابداع كرد. اعداد او با مطالعه ارتفاع امواج زمين لرزه بر روي دستگاه لرزه نگار به دست مي آمد. ريشتر مي دانست كه ارتفاع امواج با دور شدن از منبع زمين لرزه كاهش مي يابد. به اين ترتيب، با مشخص بودن منبع يا مركز زمين لرزه، هر يك از مراكز لرزه نگاري مي توانست زمين لرزه را اندازه گيري كند.

مقياس ريشتر

ريشتر نظاره كرد كه زمين لرزه ها از نظر شدت، تفاوت هاي زيادي دارند و بعضي ميليون ها بار قوي تر از بعضي ديگر هستند. او مي خواست كه مقياسش تمام زمين لرزه ها را از آرام ترين آنها تا شديدترينشان را در بر گيرد؛ به همين دليل، به جاي مقياس حسابي، از مقياس لگاريتمي بهره گیری كرد. در اين مقياس ، هر يك شماره كه به عدد زمين لرزه افزوده مي گردد، قدرت زمين لرزه ده برابر مي گردد.

بنابراين زمين لرزه اي كه مقياس آن 6 اندازه گيري شده، ده برابر قوي تر از زمين لرزه اي با مقياس 5 می باشد. مقياس ريشتر، بزرگي زمين لرزه را اندازه گيري مي كند و روشي براي بيان اين مطلب می باشد كه زمين لرزه مي تواند كوچك يا بزرگ باشد.

در گزارش هاي جديد، براي بيان قدرت زمين لرزه، معمولاً از مقياس ريشتر بهره گیری مي گردد. يك لرزه كوچك، برابر عدد 3 در مقياس ريشتر می باشد. اما يكزمين لرزه شديد، بزرگي اي برابر 6 تا 7 ريشتر دارد. بزرگي زمين لرزهاي كه در سال 1946 قسمتي از آلاسكا را ويران كرد، 9/8 بود. مقياس ريشتر، حد بالا ندارد. در سال 1992، در يكي از كوه هاي مجاور كشور چين، زمين لرزه اي با شدت 10 ريشتر ثبت گردید. بزرگي 5 به بالا معمولاً مي تواند تلفات جاني و خسارات مالي گتسرده به بار آورد.

مقياس ريشتر، بيانگر مقدار انرژي اي می باشد كه به صورت امواج لرزه اي درون زمين حركت مي كند. اما انژري زمين لرزه در مسيرهاي ديگري نيز مصرف مي گردد كه اندازه گيري آنها چندان ساده نيست.

مقدار زيادي از اين انرژي، آنجا به مصرف مي رسد كه ميليون ها تن سنگ در امتداد گسل جا به جا مي شوند. مقدار بيشتري از انرژي نيز در جريان شكسته و ذوب شدن سنگ ها مصرف مي گردد. كل انرژي يك زمين لرزه را اندازه حركت زمين لرزه مي نامند. اين همان عددي می باشد كه دانشمندان اكنون در تلاشند تا آن را همانند مقياس ريشتر محاسبه كنند.

پس لرزه

قدرت ويران كننده بعضي از زمين لرزه ها غيرقابل تصور می باشد. به دشواري مي توان ارقام هزاران كشته و زخمي را در نظر آورد. تصور ويراني هاي زمين لرزه و بي خانمان شدن ده ها هزار بشر و نابود شدن تمام امكانات زندگي آنان نيز بسيار دشوار می باشد. بازماندگاني كه بايد زندگي خود را دوباره بر روي ويراني ها بسازند، عمق فاجعه ويراني را با تمام وجود حس مي كنند.

كمك رساني و امداد

شناسايي مشكلاتي كه بلافاصله بعد از زمين لرزه پديد مي آيد، ساده می باشد. امدادگران بايد در ساختمان هايي به جستجوي قربانيان مشغول شوند كه هر لحظه امكان فروپاشي آنها هست. در زمين لرزه سال 1985 در مكزيوكوسيتي، گروهي از مردم كه زير آوار آپارتمان ها مانده بودند، چند روز در انتظار كمك امدادگران ماندند. در اين موارد، بهره گیری از ماشين آلات سنگين به دشواري امكان پذير می باشد؛ زيرا همواره اين احتمال هست كه فردي زيرآوار زنده باشد. سگ ها و دستگاه هاي حرارت ياب مي توانند امدادگران را در يافتن مصدومين ياري دهند.

بايد اتش سوزي ها را خاموش و مكان هاي ويران شده را پاك سازي كرد تا امكان شروع كار بازسازي فراهم آيد. براي تدمين غذا، پوشاك و سرپناه مردم زلزله زده، به كمك هاي اضطراري نياز می باشد. براي افرادي كه بي خانمان شده اند بايد تعداد زيادي چادر بر پا كرد. در چنين موقعيتي ، بسياري از سازمان ها و گروه هاي داوطلب به ياري مي شتابند و سعي در انجام كاري دارند. در بعضي موارد، بي نظمي در كار كمك رساني باعث مي گردد كه بعضي از اقلام مازاد نياز باشد و هدر رود.

حمل كمك ها به محل حادثه نيز ممكن می باشد با مشكل مواجه گردد، زيرا همواره احتمال ويراني پل ها، جاده ها، خطوط راه آهن و فرودگاه ها هست.

به دليل شكسته شدن لوله هاي آب و فاضلاب، آب آشاميدني معمولاً آلوده مي گردد و خط شيوع انواع بيماري هست. در اين شرايط بايد آب را جوشاند، اما مردم براي اين كار وسيله اي در اختيار ندارند. بعد از مدتي كوتاه، در نقطه اي دگير حادثه اي رخ مي دهد و توجه گزارشگران و خبرنگاران به آن نقطه جلب مي گردد و كمك رساني متوقف مي گردد. پس از آن بايد در تدارك بازسازي بود و هرچه زودتر و بهتر اثرات ويراني را از بين برد.

بازسازي

بعد از اتمام كار امدادرساني، كار و فعاليتي طولاني براي بازسازي ويراني ها آغاز مي گردد. خانه ها نياز به بازسازي دارند و تا آن وقت مردم بايد در جايي اسكان داده شوند. بعد از زمين لرزه هند در سال 1993، بايدحدود 000/200 خانه جديد ساخته مي گردید. مردم بايد به كارشان نيز ادامه دهند و بنابراين مزارع، كارخانه ها، كارگاه ها و دفاتر كار نيز به بازسازي و تعميرات فوري نياز دارند. بعضي از مردم، براي انجام كار بازسازي، در محل مي مانند؛ اما گروهي از آنان به نقاط ديگر مهاجرت مي كنند. براي اينان همواره ترس از بازگشت هست، و به زبان ساده، دليلي براي بازگشت نمي بينند.

بازسازي نياز به امكانات مالي گسترده دارد و معمولاً دولت ها بايد مردم را در اين زمينه به اعطاي وام ياري دهند. به اين ترتيب، بودجه اي كه مي تواند صرف بالا بردن سطح زندگي مردم گردد، به مصرف بازسازي ويرانه ها مي رسد.

در سال 1998 در ارمنستان زمين لرزه اي رخ داد كه بخش وسيعي از شهر لنيناكان را ويران كرد. در اين حادثه 25000 نفر جان خود را از دست دادند و ده ها هزار نفر بي خانمان شدند. محل هاي كار و كسب مردم نيز از بين رفت و آنان به ناچار به كمك هاي نقدي و غيرنقدي دولت متكي بودند. بعد از پنج سال، هنوز عده اي از مردم در آلونك ها زندگي مي كردند و مغازه ها هنوز بسته بودند و كمبود همه چيز به چشم مي خورد. مدارس و بيمارستان ها نيز تعطيل بودند.

براي بازسازي شهر طرحها و نقشه هايي تهيه شده می باشد، اما بخش ناچيزي از آنها به مرحله اجرا رسيده اند. شهرجديد را «گمري» يم نامند، تغييرات سياسي و جنگ هاي ناحيه سبب شده كه ادامه كار بازسازي غير ممكن گردد.

بازسازي پس از زمين لرزه، هیچگاه ساده اي نيست. در كشورهايي زیرا هند و ارمنستان كه با فقر و تنگناي مالي روبه رو هستند، مشكلات بسيار بزرگ تر و جدي تر مي گردد. اثرات زمين لرزه مي تواند براي هميشه در زندگي مردم باقي بماند.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              
شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

تسونامي

تمام ويراني هاي زمين لرزه به امواجي كه زمين را به لرزه درمي آورند برنمي گردد و مردم ساكن در نزديكي ساحل را خطر ديگري هم تهديد مي كند؛ خطري كه از دريا برمي خيزد و به شكل امواجي عظيم ظاهر مي گردد اين امواج را بعضي وقت ها امواج جزر ومدي مي نامند، در حاليكه هيچ ربطي به جزر و مد ندارند و عامل بوجودآمدن آن ها، برخورد امواج زمين لرزه با بستر درياست.

امواج قاتل

در ژوئيه 1993 خبرهايي گزارش گردید كه حاكي از هجوم امواج به بلندي پنچ متر به نواحي ساحلي هوكايدوو كشته شدن 12 نفر و ناپديد شدن 30 نفر ديگر بودند. هوكايدو يكي از مجموعه جزايري می باشد كه كشور ژاپن را تشكيل مي دهند.

علاوه بر تلفات جاني، حدود چهل خانه ويران شدند وتعدادي اتومبيل نيز در جريان آب از بين رفتند.قايق هاي ماهيگيري درهم كوبيده شدند و خطوط انتقال نيرو فرو ريختند.مردم در انتظار اين امواج بودند و بنابراين از قبل به آنان اختارهاي لازم داده شده بود. مردم ژاپن مي دانند كه هنگام زمين لرزه وقوع چه چيزي محتمل می باشد و بنابراين مي توانند پيش بيني هاي قابل قبولي در مورد زمين لرزه انجام دهند و از تلفات جاني و مالي آن بكاهند. وقوع پنج زمين لرزه پي در پي دربستر دريا، عامل پديد آمدن امواج بود. قدرت بزرگترين زمين لرزه 9/7 در مقياس ريشتر برآورد گردید. كانون خارجي زمين لرزه فقط 50 كيلومتر با ساحل فاصله داشت. دريا به لرزه درآمده بود و امواج شكل گرفته بودند. امواجي را كه با اين طريق پديد مي آيند، تسونامي مي نامند.فوران آتشفشان نيز مي تواند سبب به وجود آمدن تسونامي ژوئيه 1993 قط مثال كوچكي از آن چيزي می باشد كه اين امواج مي توانند در پي داشته باشند.

خطر تسونامي

در سرتاسر اقيانوس آرام، وقوع تسونامي محتمل می باشد. دراين اقيانوس هزاران جزيره وجوددارد كه اكثر آن ها جزاير مرجاني كم ارتفاع هستند و ساكنينشان به كشاورزي و دامپروري اشتغال دارند. در ژاپن، زمين هاي پست و هموار خيلي كم می باشد و اين نوع زمين ها را اکثراً مي توان در مناطق ساحلي يافت و به همين دليل بيشتر مردم نزديك ساحل زندگي مي كنند. شهرهاي اصلي سواحل غربي آمريكا و كانادا اکثراًكنار ساحل قرار گرفته اند. از اين سواحل به عنوان استراحتگاه هاي تابستاني نيز بهره گیری مي گردد و ويلاهايي به همين مقصود در آن جا ساخته شده می باشد. تمام اين نقاط در معرض خطر تسونامي قرار دارند.

وقوع زمين لرزه در هر نقطه از اقيانوس آرام مي تواند امواج تسونامي را هزاران كيلومتر به حركت درآورد. اگر بستر دريا شكست بردارد و بالا بيايد، آب بالاي آن نيز برآمده مي گردد و اين نقطه شروع تسونامي می باشد.

در آغاز، موج ها كوتاه هستند و به همين دليل با سرعت 800 كيلومتر در ساعت حركت مي كنند. با نزديك شدن موج ها به ساحل و كاهش عمق آب، از سرعت امواج كاسته مي گردد، اما ارتفاع آن ها افزايش مي يابد. درست قبل از رسيدن امواج، به نظر مي رسد كه جزر اتفاق افتاده و آب كمي به عقب مكش مي گردد؛ اما ناگهان بزرگ ترين امواج از راه مي رسند و تا ساعت ها ادامه مي يابند. به اين ترتيب ارتفاع تسونامي مي تواند به 30 متر برسد. در سال 1964، امواج تسونامي زمين لرزه آلاسكا، به ژاپن و كاليفرنيا رسيدند و تلفاتي بيشاز خود زمين لرزه برجا گذاردند. در سال 1964 در آلاسكا زمين لرزه اي رخ داد و امواج تسونامي با اندازه بسيار معمولي (ارتفاعي در حدود 2/5 متر) به ساحل هجوم آوردند. اين امواج قايق ها را از ساحل برداشتند و در وسط شهر پايين ريختند.

دانلود فرمت word : دانلود پروژه رشته محیط زیست درمورد يك قرن همراه با بلاياي طبيعي – قسمت دوم

صفحات پوسته زمين

نيروهايي كه لايه هاي سنگ را حركت مي دهند، در روي زمين ديده نمي شوند. اين لايه ها هزاران متر ضخامت دارند و وزنشان خيلي زياد می باشد. باد، باران، يخ، رودها و اقيانوس ها مي توانند منظره و چشم انداز زمين را تغيير دهند، اما قدرت آن را ندارند كه سنگ هاي لايه هاي زمين را خم كنند و يا بشكنند. نيروهايي كه چنين تواني دارند، درون زمين و زير همين سنگ ها انباشته شده اند.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

لايه هاي زمين

لايه خارجي و سخت زمين را پوسته مي نامند. پوسته لايه اي نازك می باشد و فقط 5 تا 50 كيلومتر عمق دارد. اين پوسته را از آن جهت نازك مي ناميم كه فاصله بين سطح زمين و مركز آن (يعني شعاع زمين) حدود 6000 كيلومتر می باشد.

حدود سي سال قبل زمين شناسان كشف كردند كه پوسته زمين يك قطعه سخت و يكپارچه نيست و به صفحات متعددي تقسيم مي گردد. اين صفحات همانند كلك هاي غول پيكري روي لايه زيري شناور هستند. پوسته و قسمت هاي بالايي گوشته زمين را كه لايه زير پوسته می باشد، ليتوسفر يا سنگ گره مي نامند.

حدود 300 ميليون سال قبل، زمين فقط داراي يك قاره بزرگ بود كه زمين شناسان نام آن را «پانگه آ» گذاشته اند. سپس اين قاره به تدريج شكسته گردید و صفحات مجزايي به وجود آمدند. از آن وقت تاكنون، صفحات در تمام جهات حركت كرده اند. نقاطي كه از پوسته كه در قديم نزديك خط استوا قرار داشته اند، اكنون مقدار زيادي به سمت شمال حركت كرده اند. به كمك اين نظريه مي توان توضيح دادن كه چرا سنگ هاي آهكي با فسيل هاي مرجاني در نقاطي پيدا مي شوند كه آب و هوايشان براي رشد مرجان ها بسيار سد و نامناسب می باشد.

امروزه پوسته زمين داراي پانزده صفحه بزرگ و چندين صفحه كوچك تر می باشد. اين صفحات بسيار آهسته و با سرعت 2 تا 4 سانتي متر در ثانيه حركت مي كنند. اين سرعت براي ما بسيار كند به نظر مي آيد، اما زمان زمين شناختي در مقياس ميليون سال اندازه گيري مي گردد.

با اين سرعت، در طول حدود 50 ميليون سال، اقيانوسي به پهناي 2000 كيلومتر شكل مي گيرد. اقيانوس آرام نيز همين گونه به وجود آمده می باشد. به اين ترتيب مي تواند فهميد كه چرا بعضي سنگ هاي قديمي تر، مثلاً نظير زغال سنگ، در هر دو سمت اقيانوس آرام يكسان و همانند هستند.

چرا صفحات حركت مي كنند؟

درون زمين بايد چيزي در جريان باشد كه صفحات حركت مي دهد. فهم دليل اين مورد خيلي ساده نيست، زيرا هيچ كس نمي تواند به درون زمين برود و وضعيت را از دهانه نزديك مطالعه كند. خروج سنگ هاي مذاب از دهانه آتشفشان ها تا حدودي نشان دهنده چيزي می باشد كه زير پوسته جريان دارد. امواج ضربه اي زمين لرزه ها نيز اطلاعاتي در اين مورد ارائه مي دهند.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

درون زمين آن قدر داغ می باشد كه سنگ ها ذوب مي شوند. با اين وجود، هسته زمين همچنان جامد باقي مي ماند، زيرا فشار خيلي زياد می باشد؛ اما توده سنگ هاي مذاب مي تواند به آهستگي حركت كند. جريان هاي مواد داغ ، از طريق گوشته به سمت پوسته حركت مي كنند. وقتي جريان مواد مذاب به گوشته مي رسد، در زير پوسته منشعب مي گردد و در جهت هاي مختلف به حركت در مي آيد. اين جريان ها را جريان هاي همرفتي مي نامند.

جريان هاي همرفتي درون سنگ ها مي توانند صفحات بالاي آنها را حركت دهند. وقتي صحات به حركت در مي آيند، به هم برخورد مي كنند، از هم دور مي شوند، و يا از روي هم مي گذرند. فشارهايي كه اين حركات را سبب مي شوند، بسيار عظيم و غيرقابل مهار هستند. صفحات به راحتي حركت مي كنند. وقتي صفحات به روي هم ساييده ميشوند. سنگ ها امواج ضربه اي بيرون مي فرستند. ما اين ارتعاشات را به شل زمين لزره روي زمين حس مي كنيم. بعضي وقت ها حركت بخشي از صفحات متوقف مي گردد كه اصطلاحاً مي گويند اين صفحات را به قفل شده اند و در اين هنگام، فشاري كه صفحات را به حركت در مي آورد انباشته مي گردد تا سرانجام صفحات مجدداً تكان بخورند و به حركت در آيند. به اين ترتيب، تمام انرژي به گونه ناگهاني رها مي گردد و زمين لرزه اصلي به وجود مي آيد.

بين آتشفشان ها و زمين لرزه ها ارتباط هست. هر دو واقعه زماني رخ مي دهند كه سنگ ها يا در حال گسسته شدن و يا در حال فشار آوردن بر هم هستند. سنگ مذاب مي تواند از شكاف ها بالا بيايد و به شكل گدازه روي زمين جاري گردد. همان نيرويي كه صفحات را به حركت در مي آورد، آتشفشان ها را هم به فوران وا مي دارد.

مناطق زلزله خيز

در طول تاريخ زمين لرزه ها همواره در مناطق خاصي اتفاق افتاده اند. در دهه هاي اوليه قرن بيستم كشورهاي ايران، تركيه، ژاپن و هند شاهد وقوع زمين لرزه بوده اند. به نظر مي رسد كه هيچ چيز تغيير نكرده می باشد؛ هر چند امروزه امروزه در مورد ساير نقاط زلزله خيز از قبيل كاليفرنياي آمريكا و اندونزي نيز اطلاعات بيشتري در دسترس ما قرار دارد.

نقشه زير نشان مي دهد كه براي نقاط زلزله خيز جهان الگو يا طرح خاصي هست. اين الگو يا طرح به ما كمك مي كند تا دليل وقوع زمين لززه را توضيح دهيم.

كمربندهاي زمين لرزه

«رابرت مالت» اولين كسي بود كه نقشه اي از مناطق زلزله خيز جهان تهيه كرد. اين مهندس از سال 1830 ميلدي اطلاعات مربوط به حدود 7000 زمين لرزه را جمع كرد و محل آنها را بر روي يك نقشه علامت زد. او مي دانست كه اگر بخواهد دليل وقوع زمين لززه را بفهمد بايد در مورد مكان وقوع زمين لرزه اطلاعاتي داشته باشد و در جستجوي نقطه اشتراك يا شباهت هاي اين نقاط بود.

به نظر مي رسد كه روي زمين نقطه اي وجود ندارد كه هيچ گاه به لرزه در نيامده باشد، اما اين لرزه هاي كوچك با حركات تند شديدي كه زمين لرزه ناميده مي شوند، خيلي تفاوت دارند.

زمين لرزه هاي كوچك اکثراً در امتداد خطوطي خاص از سطح كره زمين به وقوع مي پيوندند. اين خطوط را كمربندهاي زمين لرزه ناميده اند. تعدادي از كمربندهاي زمين لرزه در لبه يا كناره قاره ها قرار گرفته اند. سواحل غربي آمريكاي جنوبيف مناطق آمريكاي مركزي و سواحل غربي آمريكاي شمالي غالباً دچار زمين لرزه مي شوند. كمربند زمين لرزه ديگري نيز از سرتاسر اروپاي جنوبي مي گذرد و وارد آسيا مي گردد. يكي از فعال ترين كمربندهاي زمين لرزه در غرب اقيانوس آرام قرار گرفته می باشد.

مرز صفحات نقاط زلزله خيز يك جهان يك نقطه اشتراك دارند؛ تمام آنها نزديك به لبه صفحات تشكيل دهنده پوسته زمين قرار گرفته اند. در اين نقاط چيزي در حال رخ دادن می باشد كه موجب زمين لرزه مي گردد.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

هر حركتي كه در صفحات پديد مي آيد، به گونه اي زمين را تكان مي دهد. لرزه هاي كوچك معمولاً در نقاطي به وجود مي آيند كه صفحات از هم دور مي شوند و گدازه از بستر اقيانوس بيرون مي زند. در وسط اقيانوس اطلس، يعني مكاني كه صفحه آمريكاي شمالي و صفحه اوراسيايي از هم فاصله مي گيرند، چنين جرياني در حال وقوع می باشد.

در امتداد ساحل غربي آمريكاي شماليف دو صفحه در حال گذر و لغزيدن از كنار هم هستند. مرز بين اين دو صفحه را گسل سن آندرياس مي نامند. لرزه هاي كوچك و زمين لرزه هاي بزرگ در اين حايه نيز متداول هستند.

در بخش غربي اقيانوس اطلس، صفحات پوسته در حال تصادم هستند. صفحاتي كه به سمت غرب در حركت هستند، به زير صفحه بزرگ اوراسيايي فرو مي طریقه و با باز كردن راه خود، به حركت ادامه مي دهند. در امتداد اين خط، سنگ هاي مذاب راهشان را از درون پوسته به سمت بالا مي گشايند و به صورت آتشفشان به بيرون فوران مي كنند.

بعضي زمين لرزه ها از خطوط زمين لرزه و مرز صفحات دور هستند و در نقاطي رخ مي دهند كه خطوط گسل قديمي و تقريباً ساكن وجود دارند. پيش بيني وقوع اين زمين لرزه ها خيلي دشوار می باشد، زيرا در اكثر موارد وقوع آنها غيرقابل انتظار می باشد. بعضي از خطوط گسل قابل تشخيص نيستند، مگر آن كه زمين لرزه اي وجود آنها را آشكار كند.

مركز زمين لرزه

سنگي را در يك آبگير يا استخر بيندازيد و آن چیز که را كه اتفاق مي افتد، ببينيد. موج هاي كوچك حلقوي از مركز (نقطه برخورد سنگ به آب) به سمت خارج حركت مي كنند. سنگ، با انرژي اي كه در اثر سقوط به دست آورده، آب را آشفته مي كند و همين انرژي می باشد كه موج ها را به وجود مي آورد. زمين لرزه ها هم به وسيله انرژي اي كه وجود مي آيند كه در اثر ناگهاني سنگ ها ايجاد مي گردد. در اين حالت نيز موج هايي به وجود مي آيند و همان گونه كه انرژي آنها از محل به حركت در آمدن زمين (مركز زمين لرزه) به اطراف پخش مي گردد، تكان هايي ايجاد مي كنند و حتي مي توانند موجب شكاف برداشتن زمين شوند.

در اعماق زمين

بعضي از شديدترين زمين لرزه ها درنقاطي به وجود مي آيند كه صفحه اي از پوسته زمين با فشار به زير صفحه اي ديگر رانده مي گردد. در اين حالت، درجايي كه بستر دريا شكسته مي گردد و پايين مي رود، يك گودال اقيانوسي عميق به وجود مي آيد. اين پديده، عميق ترين گودال هاي اقيانوسي را در امتداد ساحل آمريكاي جنوبي و بخش غربي اقيانوس آرام به وجود آورده می باشد.

وقتي يك صفحه به درون گوشته فرو مي رود، به زير صفحه بالايي ساييده مي گردد. چنين منطقه اي را ناحيه فرورانش مي نامند. صفحه فرورنده به تدريج شكسته مي گردد و گرماي گوشته آن را ذوب مي كند. فرآيند شكسته و ذوب شدن ، با توليد مقادير عظيمي انرژي همراه می باشد. اين حركات مي تواند سنگ هاي سخت و يكپارچه صفحه بالايي را نيز دچار شكاف كند.

انرژي رها شده را انرژي زمين لرزه، و نقطه رها شدن انرژي را مركز يا قانون زمين لرزه مي نامند. كانون زمين لرزه مي تواند در عمق 600 كيلومتري زمين لرزه نيز قرار داشته باشد، اما كانون اكثر زمين لرزه ها در عمق كمتر و حدود 50 كيلومتري سطح زمين قرار دارد. در موارد معدودي كانون زمين لرزه از اين هم به سطح زمين نزديك تر می باشد.

امواج زمين لرزه

با رها شدن نرژي، امواج ضربه اي از كانون زمين لرزه به بيرون پخش مي شوند. اين امواج را امواج زمين لرزه مي نامند. امواج در تمام جهات حركت مي كنند و به سمت سطح زمين و همچنين مركز آن مي طریقه. امواج زمين لرزه در نقطه اي از سطح زمين كه درست بالاي كانون زمين لرزه قرار دارد، قوي تر از هرجاي ديگري هستند. اين نقطه را كانون خارجي زمين لرزه مي نامند.

امواج ضربه اي، پس از رسيدن به كانون خارجي، به صورت موجي در سطح زمين پخش مي شوند. اين همان پديده اي می باشد كه موجب شكاف برداشتن و جا به جا شدن زمين مي گردد. قدرت امواج زمين لرزه، با دور شدن از كانون خارجي كاهش مي يابد.

معمولاً بيشترين ميزان خرابي و تلفات در نزديكي كانون خارجي زمين رزه به جود مي آيد؛ البته اين مطلب همواره صحيح نيست. امواج ضربه اي بر زمين هاي مختلف تأثيري متفاوت دارند. سنگ هاي سخت، دشوارتر از سنگ هاي نرم تكان مي خورند. قرار داشتن بر روي يك زمين مستحك، مهم تر از دورتر بودن از كانون خارجي زمين لرزه می باشد و ضريب ايمني را بالا مي برد.

در بعضي زمين لرزه ها، قبل از زمين لرزه اصلي، لرزه ها خفيفي حس مي شوند كه امواج ضربه اي اصلي را به دنبال دارند. زمان وقوع اين لرزه هاي خفيف مي تواند ماه ها، روزها و يا فقط چند ساعت قبل از موج اصلي باشد. سپس موج اصلي با حداكثر قدرت از راه مي رسد. زمان عبور اين موج و لرزه هاي شديد زمين ممكن می باشد فقط چند ثانيه باشد، اما همين مان معمولاً كافي می باشد تا ساختمان ها به توده اي ازسنگ و آهن و آجر تبديل شوند. بعد از موج اصلي مي توان انتظار لرزه هاي كوچك تري را داشت كه پس لرزه ناميده مي شوند. گاهي اوقات بشر هايي كه از موج اصلي جان به در برده اند، گرفتار ويراني هاي ناشي از پس لرزه ها مي شوند.

در سال 1964 ميلادي در آلاسكا زمين لرزه اي اتفاق افتاد كه حدود 300 پس لرزه را در طول سه روز به دنبال داشت. حدوداً تا دو سال بعد، وقوع پس لرزه هاي خفيف در اين ناحيه ثبت و گزارش گردید.

چه در حالتي كه صفحات از هم دور مي شوند و چه در حالتي كه صفحات با سايش از كنار هم عبور مي كنند، حركت امواج ضربه اي، يكسان و مشابه می باشد. منشاء زمين لرزه در هر دو حالت يكي می باشد، هرچند، دليل به وجود آمدن حركت تفاوت مي كند.

مطالعه امواج ضربه اي

بشر همواره با مشاهدهويراني هايي كه زمين لرزه ها به بار آوردهاند، در مورد اين پديده مخرب اطلاعاتي به دست آورده می باشد. فروريختن ساختمان ها از قدرت امواج ضربه اي حكايت مي كرد. جهت حركت اين امواج نيز با نظاره رد ويراني و نحوه پيچيدگي ساختمان ها مشخص مي گردید. اما تا قبل از آن كه بشر بتواند امواج ضربه اي را اندازه گيري كند، طرز اقدام اين امواج در پرده ابهام مانده بود.

انواع امواج

امواج زمين لرزه را با بهره گیری از دستگاهي به نام لرزه نگار را اندازه گيري مي كنند. به محض آن كه زمين تكان مي خورد، حركت آشكار و ثبت مي گردد. ثبت اطلاعات يا به وسيله يك سوزن بر روي استوانه اي چرخان انجام مي گيرد و با براي اين كار از تجهيزات الكترونيكي پيشرفته تري بهره گیری مي گردد. بعضي لرزه نگارها آن قدر كوچك هستند كه مي توان آنها را به محل وقوع زمين لرزه حمل كرد. ساير لرزه نگاره ها در ايستگاه هاي لرزه نگاري ثابت شده اندو مي توانند حركت هاي زمين را از تمام نقاط جهان دريافت و ثبت كنند.

جدید: دانلود پروژه رشته محیط زیست درمورد يك قرن همراه با بلاياي طبيعي – قسمت اول

بشر همواره از زمين لرزه وحشت دارد . هر سال در اثر خرابي هاي عظيمي كه زمين لرزه ها به وجود مي آورند ، افراد زيادي جان خود را از دست ميدهند .زمين لرزه ها اگر شديد باشند ، بزرگترين سوانح و بلاياي طبيعي را باعث مي شوند . سالانه حداقل دو زمين لرزة‌بزرگ و هزاران لرزة كوچك تر در زمين رخ ميدهد فقط در موارد معدودي مي توان زمين لرزه را پيش بيني كرد از قبل اخطارها و توصيه هاي لازم را به اطلاع مردم رساند.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

از زماني كه بشر توانايي نوشتن و طراحي كردن را به دست ‌آورده ، گزارش هايي در مورد وقوع زمين لرزه به ثبت رسيده می باشد. به نظر مي رسد كه شهر باستاني « تروي » حدود3000 سال قبل در اثر زمين لرزه ويران شده باشد . حوادث ناشي از زمين لرزه در تمام قرون وجود داشته و بعضي وقت ها با تلفات جاني بسيار همراه بوده می باشد . در سال 1755 ميلادي ، وقتي شهر ليسبون (‌پايتخت كشور پرتغال ) به شدت تكان خورد ، حدود 30000 نفر از مردم جان با ختند . در قرن نوزدهم زمين لرزه هاي بزرگي در ايران ، هند ، ژاپن و ايتاليا و كشورهاي آمريكاي جنوبي و مركزي به وقوع پيوسته می باشد . در تمام موارد‌، قبل از وقوع زمين لرزه هيچ اطلاع و اخطاري وجود نداشته می باشد . اما تمام زمين لرزه ها در مناطقي رخ داده اند كه سابقه اي طولاني از زمين لرزه داشته اند ؟؟؟؟؟؟

صد سال آخر

در ابتداي قرن حاضر ، جمعيت زمين يك ميليارد نفر بود .اكنون جمعيت زمين به 6ميليارد رسيده می باشد و اين رشد هنوز ادامه دارد. شهرها گسترش يافته اند و افراد بيش تري در مناطق حومة شهرها ساكن شده اند. بسياري از مردم جهان در نقاطي زندكي مي كنند كه زلزله خيز به شمار مي آيند و سابقة‌زمين لرزه داشته اند و به همين دليل، وقوع فجايع انساني بزرگتر ، متحمل به نظر مي رسد .

بعضي از شهرهاي بزرگ در معرض خطر قرار دارند . در سال 1906 ميلادي زمين لرزه اي سانفرانسيسكو را تكان داد و بخش وسيعي از شهر را ويران كرد و وقوع آتش سوزي هاي گسترده نيز بر ابعاد ويراني افزود. توكيو هم در سال 1923 زمين لرزه را بار ديگر تجربه كمرد و مكزيكوسيتي نيز چندين بار به لرزه درآمد.يكي از بدترين زمين لرزه ها در سال 1976 در شهر صنعتي تانگشان در چين به وقوع پيوست كه حدود 000/650 نفر را به كام مرگ فرو برد .

قدرت يك زمين لرزه را مي توان از آن چه بر سر زمين مي آورد فهميد . در سال 1968 يكي از شديدترين زمين لرزه هاي اين قرن در شهر « انكوريچ» در الاسكا به وقوع پيوست.

خيابان ها شكاف برداشتند و دهان بازكردند و در بعضي نقاط زمين حدود 11متر بالا آمد .خشكي مثل ژله به لرزه در آمد و موجب لغزش هاي زمين گردید . امواج عظيمي از دريا به سمت ساحل هجوم مي آوردند و ويراني را كامل كردند . به دشواري مي توان چيزي ساخت كه درچنين زمين لرزه اي دوام آورد وبر جا بماند .

امروزه ، چه در مناطق شهري و چه در مناطق روستايي ، سكونت در يك ناحية زلزله خيزي امري عادي شده می باشد . هر بار پس از وقوع زمين لرزه ، خرابي ها ترميم مي گردد و بشر درس هايي مي آموزد كه چگونه هنگام زمين لرزة‌ بزرگ بعدي بقاي خود را حفظ كند اما همواره هر فردي اميدوار می باشد كه زمين لرزة بعدي در نقطه‌اي ديگر رخ دهد .

سنگ هاي متحرك

به سادگي مي توان شواهدي يافت كه زمين زير پاي ما آن گونه هم كه به نظر ميرسد ، آرام و پايدار نيست . به ناحيه‌اي كه لايه هاي سنگي زمين در معرض ديد قرار دارند نظر اندازيد . تپه هاي ساحلي مكان خوبي براي آغاز اين جستجو هستند . خطوط سنگ ها را بررسي كنيد و ببينيد آيا مستقيم هستند . اگر چنين باشد ، اهالي آن محل خوش شانس هستند .اما اگر سنگ ها شكسته و خم شده و زاويه دار باشند ، مشخص مي گردد كه در گذشته نيروي بزرگي آن هارا به حركت و جابجايي واداشته می باشد . اين نيرو ممكن می باشد زمين لرزه هايي را به وجود آورده باشد.

لايه هاي سنگ

بيشتر سنگ هايي كه برروي آن ها قدم مي گذاريم ، از قطعات كوچكي ساخته شده اند كه به هم فشرده شده اند . اين تكه ها و قطعات يا در اثر خرد شدن سنگ هاي قديمي به وجود آمده اند و يا از بقاياي گياهان و جانواران شكل گرفته اند . اين نوع سنگ ها را سنگ رسوبي مي نامند. بعضي وقت ها بقاياي گياهان و جانوران ، درون سنگ هاي رسوبي به شكل فسيل حفظ مي گردد .

بعضي رسوبات به وسيله آب دريا شسته شده اند و به بستر دريا انتقال پيدا كرده اند . ساير رسوبات هم بقاياي حيات در درياهاي باستاني هستند كه مرده اند و به بستر دريا افتاده اند. وقتي سطح آب دريا بالا مي آيد و خشكي در آب فرو مي رود و زير لايه هاي گل و لاي قرار مي گيرد نيز امكان شكل گيري سنگ هاي رسوبي به وجود مي آيد .

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

سنگ آهكي يكي از انواع سنگ هاي رسوبي می باشد .قطعاتي كه سنگ آهن را مي سازند ، زماني صدف يا بقاياي موجودات دريايي بوده اند كه پس از مرگ اين موجودات در بستر دريا رسوب كرده اند ، به تدريج ، در بستر تخت و گسترده ،لايه به لايه بر اين رسوبات افزوده شده می باشد اين نوع لايه هاي سنگي را چينه مي نامند كه شكل گيري هر لايه هزاران سال طول مي كشد و رسوبات به تدريج روي هم انباشته مي شوند .

چين ها و گسل ها :

لايه هاي رسوبي معمولاً‌به شكل تخت و صاف باقي نمي مانند. اين لايه ها از بالا ، پايين و كناره ها تحت فشار قرار دارند . و تغيير شكل ميدهند. البته تغييرات مزبور در مقياس زمان زمين شناختي ، كه معمولاً ميليون ها ميليون سال را در بر مي گيرد ، به وجود مي آيند .

نيروهاي مؤثر بر سنگ ها مي توانند آنها را خم كنند؛ درست مانند انگشتي كه بر يك ورق كاغذ فشار وارد مي آورد. خم شدن سنگ را چين خوردگي مي نامند. رشته كوه هاي بلند زمين نيز به همين شكل و با دين خورىن سنط هاي رسوبي به وجود آمده اند. به اين ترتيب مي توان توضيح داد كه چرا بقاياي فسيل موجودات دريايي معمولاً در نوك سلسله كوه هاي زیرا آلپ و هيماليا پيدا مي گردد.

بعضي وقت ها لايه هاي سنگ به جاي آن كه در اثر فشار خم شوند، شكسته       مي شوند. اين حالت شبيه شكسته شدن استخنوان بازو می باشد. استخوان به دو تكه تقسيم مي گردد كه در يك امتداد قرار ندارند و از حالت همراستايي خارج شده اند.

وقتي نظير اين حالت در مورد لايه هاي سنگ اتفاق مي افتد، خط گسل به وجود     مي آيد. برخلاف شكستگي بازو كه امكان ترميم و جوش خوردين آن هست، خط گسل همواره باقي مي ماند و باعث سستي زمين مي گردد. اگر فشار روي سنگ ها باز هم افزايش يابد، حركات بيشتري را به دنبال مي آورد. معمولاً آغاز سنگ هاي نزديك به خط گسل به حركت در مي آيند.

چين ها و گسل ها شواهد ساده اي هستند كه نشان مي دهند نيرويهاي بزرگي بر سنگ ها ورد مي آيند. در بعضي نقاط زمين اين نيروها فعال تر هستند و احتمال وقوع زمين لرزه هست. اين حركات معمولاً خيلي كند هستند و در زماني بسيار طولاني انجام مي شوند. در بيشتر موارد، حركات مزبور آن قدر كوچك هستند كه حس نمي شوند. زمين لرزه فقط هنگامي رخ مي دهد كه حركت سنگ ها خيلي ناگهاني و شديد می باشد.

بعضي نقاط زمين درطول 100 ميليون سال بارها محل چنين فعاليت هايي بوده اند. بشر ها فقط از حدود چهار ميليون سال قبل بر روي زمين مي زيسته اند و بنابراين درك اين فواصل زماني براي ما دشوار می باشد. زمين لرزه ها مدت ها قبل از به وجودن آمدن بشر ها اتفاق مي افتاده اند و يقيناً مدت ها پس از آنها بي ادامه خواهند يافت.

گسل هاي محترك

خطوط گسل در تمام نقاط جهان پراكنده هستند. بعضي از اين خطوط در سنگ هاي باستاني به وجود آمده اند كه ميليون ها سال قبل شكسته شده اند. خطوط ديگر نتيجه شكست هاي جديدتر هستند و نيروهاي درون زمين هنوز هم آنها را حركت مي دهند. زمين مي تواند در اطراف تمام خطوط گسل حركت داشته باشد، اما اين حركت در اطراف خطوط جديدتر بيش تر به چشم مي خورد. حتي يك خط گسل جديد هم ده ها ميليون سال عمر دارد. سن خطوط گسل قديم تر به صدها ميليون سال مي رسد.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

حركت در امتداد گسل

خطوط گسل در اندازه هاي مفتاوت دارند، بعضي از آن ها نتيجه شكست هاي كوچكي هستند كه فقط چند سانتي متر زمين را جا به جا كرده اند. خطوط گسل بزرگ، معمولاً چند كيلومتر در عمق سنگ ها پيش مي طریقه و مي توانند تمام طول يك قاره را در برگيرند.

وقتي فشار وارد بر لايه هاي سنگ از حد نقطه شكت فراتر مي رود، با شكسته و جدا شدن سنگ ها، گسل به وجود مي آيد. در اين حال، تنش آن قدر بالا مي رود كه شكستگي سنگ و تشكيل را به دنبال مي آورد. پس از اولين شكست، حركت متوقف مي گردد تا دوباره تنش ايجاد گردد و افزاش يابد. نيروها مي خواهند سنگ را حركت دهند، اما اصحكاك و فشار پیش روی اين حركت مقاومت ايجاد مي كنند. سرانجام، تنش آنقدر بالا ميرود كه سنگ دوباره در امتداد خط گسل به حركت در مي آيد. در بعضي نقاط، نيروها به شكل كشش بر سنگ وارد مي آيند و سبب شكست در امتداد يك خط گسل معمولي مي شوند. به گونه اي كه سنگ به يك پهلو مي غلتند. به اين ترتيب، روي زمين پله اي ايجاد مي گردد كه طول آن مي تواند از چندسانتي متر يا چند متر تغيير كند. اگر حركت سنگ در امتداد خط گسل ادامه يابد، پرتگاه تندي شكل مي گيرد كه گاه ارتفاعش به چندمتر مي رسد.

حركت در تمام جهت ها

نوع دوم حركت، زماني پديد مي آيد كه نيروها از هر دو پهلو بر سنگ فشار وارد مي آروند. به اين ترتيب، سنگ هاي يك سمت شكست برمي دارند و به روي سمت مقابل مي لغزند. اين نوع گسل را گسل معكوس مي نامند. كه ممكن می باشد منظره و چشم انداز آن شبيه يك گسل معمولي باشد؛ در اين حالت نيز پله اي كوچك و يا پرتگاهي بزرگ، نشان دهنده محل حركت سنگ ها می باشد. نوع سوم گسل را گسل جانبي مي نامند. اين دو نوع گسل وقتي به وجود مي آيد كه سنگ دردو جهت متفاوت از پهلو حركت مي كند. نشان اين گسل معمولاً تغيير ناگهاني و قائمه اي مسير رودها می باشد. با ادامه يافتن حركت سنگ ها جريان اين رودهادائماً تغيير مي كند. گرچه در اين حالت حركت عدتاً جانبي می باشد و نه به بالا و پايين، اما ممكن می باشد زمين در يك سمت گسل بالا بيايد و تشكيل پرتگاهي بدهد.

پژوهش: دانلود پروژه رشته محیط زیست درمورد وقوع سيلاب و آثار مخرب آن – قسمت اول

ساليان متمادي می باشد بشر در تقابل با پديده هاي طبيعي بوده و همواره در معرض خطرات ناشي از وقوع پديده هاي زيانباري نظير سيل قرار داشته می باشد. در حال حاضر نيز سالانه خسارات مالي و جاني فراواني بر اثر بروز سيلابهاي عظيم به مردم وارد مي گردد. به گونه مثال وقوع سيلاب در 12 استان كشور طي بهمن ماه سال 1371 باعث قرباني شدن بيش از 220 نفر و خساراتي بالغ بر دهها ميليارد ريال گرديد (1).

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

مسئله مهم ديگري كه همزمان با حركت آب و وقوع سيلابها رخ مي دهد. حركت ذرات خاك از سطح حوضه هاي آبخيز و ورود اين ذرات به مجاري طبيعي همچنين جابه جايي اين ذرات در طول
رودخانه ها از نقطه اي به نقطه ديگر مي باشد كه اثرات جنبي و مضاعف بروز سيلابها محسوب گرديده و موجب روبگذاري يا فرسايش و تغيير در تراز بستر رودخانه و در نتيجه تغيير در تراز سطح آب مي گردد. افزايش تراز بستر و بالا آمدن كف منجر به كاهش ظرفيت مجاري طبيعي شده. همچنين پر شدن مخازن سدها و كانالهاي آبياري از رسوب از ساير عوارض آن مي باشد. بنابراين پيش بيني تراز سطح آب با در نظر گرفتن مسئله رسوب در مجاري طبيعي از اهميت خاصي برخوردار می باشد. تغييرات بستر رودخانه ها كه به دو صورت بالا آمدن بستر (Aggradation) و كف كني (Degradation) می باشد يكي از پديده هاي مهم مهندسي رودخانه مي باشد. اين امر زماني بوجود
مي آيد كه كه وضعيت تعادلي پارامترهاي مختلف رودخانه تحت شرايطي بهم بخورد. مقصود از پارامترهاي مذكور، دبي جريان، دبي رسوبات، مقطع و سيب رودخانه و اندازه مواد بستر مي باشد. شرايطي كه باعث بهم زدن اين تعادل مي باشد ممكن می باشد طبيعي و يا توسط بشر باشد. مسائل فوق علاوه بر اينكه باعث تغيير رژيم رودخانه مي گردد سبب خواهد گردید تا سازه هاي هيدروليكي اطراف رودخانه نيز در مخاطره قرار گيرند.

پيش بيني شرايطي كه تحت آن شرايط، بالا آمدن يا كف كني بستر رودخانه به وجودمي آيد. همچنين تعيين ميزان آن، در نتيجه چگونگي تاثير آن بر شرايط هيدروليكي رودخانه موضوعي می باشد كه از ديرباز مورد توجه مهندسين هيدورليك قرار گرفته می باشد. روشهاي مختلفي نيز پيشنهاد گرديده می باشد. تعدادي از اين روشها با بهره گیری از فرضيات متعدد و بكار گيري اصول حاكم بر حركت نخستين ذره (Incepient Motion) به وجودآمده اند و روابط جبري نسبت ساده اي را تشكيل مي دهند كه در آن پروفيل نهايي بستر را بدست مي دهند. تعداد ديگري از روشها با بكار بردن فرضيات كمتري و بكار بردن معادله پيوستگي رسوب منجر به پيدايش معادله اي مي گردد كه با حل آن مي توان تغييرات بستر رودخانه را نسبت به زمان پيش بيني نمود.

بطور كلي روابط حاكم بر حركت جريانهاي سيلابي و جريان در مجاري فرسايش پذير معادلات جريان غير ماندگار موسوم به معادلات Saint Venant مي باشند. از آنجا كه تاثير متقابلي بين تغييرات بستر و شرايط هيدورليكي جريان هست در رودخانه هاي آبرفتي علاوه بر حل همزمان معادلات مذكور شامل: 1- معادله پيوستگي جريان (معادله بقاء جرم سيال)                   Continuity Equation            

2- معادله ممنتم (معادله بقاء اندازه حركت)                                      Mcmentum Equation

لازم می باشد معادله پيوستگي رسوب (Sediment Continuity Eqution) نيز حل گردد. همچنين به دو معامله كمكي جهت برآورد ظرفيت حمل رسوب رودخانه و تعيين شيب خط انرژي نياز مي باشد. از قديميترين مدلهايي كه در اين ارتباط به وجودآمده مدل HEC-6 مي باشد كه در سال 1977 توسط اداره مهندس ارتش امريكا تهيه گرديده می باشد. در اين مدل آغاز پروفيل سطح آب با بهره گیری از معادله انرژي محاسبه مي گردد ( در اين قسمت مدل رياضي پيش بيني پروفيل سطح آب بر اساس جريان متغير تدرجي براي كانالهاي غير فرسايشي موسوم به HEC-2 مي باشد) و براي هر فاصله زماني با بكار بردن معادله پيوستگي رسوب و يك ارتباط تجربي براي محاسبه ميزان رسوب حمل شده، پروفيل بستر را محاسبه مي كند. مدلهاي ديگري هم سپس از آن به وجودآمده اند كه اكثراً به صورت
بسته هاي نرم افزاري به بازار عرضه شده اند.

مدل تهيه شده در اين پايان نامه يك مدل رياضي يك بعدي غير ماندگار براي كانالهاي فرسايش و غير فرسايشي می باشد كه معادلات كامل جريان غير ماندگار و معادله پيوستگي رسوب را بطور همزمان و با بهره گیری از روش عددي حل مي نمايد.

روشهاي عددي شامل روش تقاضاي محدود و روش المانهاي محدود می باشد ولي روش تقاضاهاي محدود كاربرد بيشتري دارد. در روش تقاضاهاي محدود. معادلات ديفرانسيل جزيي حاكم با بهره گیری از
شم هاي (Schemes) ديفرانسيل به معادلات جبري تبديل مي شوند. اين شم ها متفاوت بوده و كاربرد آن ها در يك مسئله خاص ممكن می باشد مزايا و معايبي را به همراه داشته باشد.

مسئله مهمي كه در حل معادلات حاكم هست مسئله كوپلينگ (Couqling) بين معدلات جريان و رسوب می باشد. مقصود از كوپلينگ در نظر گرفتن تغييرات در كليه متغيرها در محاسبه مقدار نهايي هر متغير وابسته می باشد و اين كار با بهره گیری از شم دو مرحله اي پيش بيني و تصحيح ميسر شده می باشد. در هر مرحله معادلات مذكور بطور همزمان حل مي شوند. به عبارت ديگر در صورتي كه معادله پيوستگي رسوب بعد از حل كامل معادلات جريان حل مي گردید كوپلينگ ايجاد نمي گرديد. بنابراين مدل حاضر يك مدل كوپل شده مي باشد. ضمناً كوپلينگ بين معادلات باعث افزايش پايداري مدل نيز مي گردد. كاربرد روشهاي كوپل نشده در شرايطي كه شيب كف زياد باشد منجر به بروز ناپايداري عددي
مي گردد و جهت ايجاد پايداري بايستي از عمليات سعي و خطا در هر گام زماني بهره جست ولي در مدل حاضر نيازي به سعي و خطا نيست و مدل از پايداري خوبي برخوردار می باشد و همين امر زمان اجراي مدل را به شدت كاهش مي دهد. همچنين كاربرد شم صريح مك.

تعاريف

  • جريانهاي ماندگار و غير ماندگار (Steady And Unsteady Flow):

جرياني ماندگار ناميده مي گردد كه عمق، دبي و سرعت متوسط جريان در هر مقطع نسبت به زمان تغيير نكند و در صورتي كه پارامترهاي مذكور نسبت به زمان تغيير نمايند جريان غير ماندگار ناميده مي گردد. به عبارت ديگر مشخصات جريان هاي پايدار بصورت زير مي باشد:

                        و            و      

h : عمق

v : سرعت

q : دبي

2-3-مدل سازي (Modelling ) :

به مقصود شبيه سازي پديده هاي طبيعي اقدام به تهيه مدل مي گردد. هدف از ايجاد مدلها، فراهم کردن امكان مطالعه و بررسي پديده هاي مهندسي می باشد. چرا كه غالباً مطالعات بخاطر پيش بيني و بيان كميت و رفتار يك پديده می باشد. مثلاً پيش بيني تاثيرات سيلاب به لحاظ افزايش تراز سطح آب در رودخانه ها يا تغييرات پروفيل بستر رودخانه اثر فرسايش يا رسوبگذاري در شرايط اجراي طرح اهميت داشته و قبل از اجراي طرح بايستي انجام گيرد.

2-3-1- انواع مدلها:

مدلها بر دو نوع هستند:

  • مدلهاي فيزيكي
  • مدلهاي رياضي

بطور كلي به علت هزينه هاي سنگين و مشكلات تهيه مدلهاي فيزيكي، همچنين به دليل قابليت زياد و امكان بررسي حالات متعدد توسط مدلها رياضي، سعي مي گردد تا حد امكان با بهره گیری از مدلهاي رياضي كار پيش بيني انجام پذيرد، البته در شرايط خاص و بسته به اهميت پروژه ممكن می باشد تهيه مدل فيزيكي نيز ضرورت يابد.

2-3-2- مدلهاي رياضي :

مدل رياضي مجموعه اي از عبارات رياضي می باشد كه در برگيرنده اصول فيزيكي حاكم بر پديده مي باشد. بطور مثال مدل رياضي در هيدروليك داراي عبارات رياضي می باشد كه بر اساس شرايط تعادلي نيروها و قانون بقاء انرژي و جرم و غيره نوشته شده اند. عبارات رياضي ممكن می باشد تحت شرايط خاص ساده شوند. كه در آن صورت، آن مدل فقط تحت همان شرايط كاربرد دارد.

مدلهاي رياضي توليد شده بسته به ميزان فرضياتي كه در ايجاد آنها بكار رفته می باشد به دو شكل شاده و پيچيده در خواهند آمد.

فرضيات كم

فرضيات زياد

حل مدلهاي ريپاي پيچيده غیر از از طريق روشهاي عددي و در اختيار داشتن كامپيوترهاي با سرعت زياد ميسر نمي گردد، ولي حل مدلهاي رياضي ساده، اگر چه حل معادلات دقيق مي باشد ولي جواب همراه با تقريب زياد و از دقت كمي برخوردار می باشد. بنابراين براي حل مدلهاي رياضي دو راه حل پيشنهاد شده می باشد.

2-4-3- انواع راه حلهاي رياضي:

1- راه حلهاي تحليلي                       Analy Tical   Soluion

2- راه حلهاي عددي                        Numical Solution

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

در راه حلهاي تحليلي معادلات ديفرانسيل پس از ساده شدن بطور مستقيم حل مي گردند ولي در راه حلهاي عددي، به علت پيچيدگي معادلات دسفرانسيل حاكم، امكان حل مستقيم معادلات وجود ندارد. معادلات حاكم بر حركت آب و رسوب در رودخانه ها شامل: سه معاله پيوستگي، حركت آب و پيوستگي جرم رسوب، مجموعه اي از معادلات ديفرانسيل جزيي و هذلولولي غير خطي

(Differential equaticns Non linear Hyperbolic Partial ) هستند و راه حلهاي عددي معادلات مذكور شامل: روشهاي عددي مستقيم (Direct Numerical Methods) و روشهاي مشخصه

(Chracteristic Methods) مي باشد. در روشهاي مشخصه، معادلات ديفرانسيل جزيي آغاز به صورت معادلات ديفرانسيل كامل درآمده سپس با بهره گیری از يكي از تكنيكهاي عددي حل مي شوند.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

 


2-4-روش خطوط مشخصه (Characteristic Metod):

روش خطوط مشخصه يكي از روشهاي هيدروليكي حل معادلات حاكم بر جريانهاي غير ماندگار
مي باشد. اين روش از سال 1960 مورد بهره گیری قرار گرفته می باشد. در اين روش معادلات ديفرانسيل جزيي حاكم بر حركت آب آغاز به صورت معادلات ديفرانسيل كامل درآمده و سپس با بهره گیری از روش عددي تقاضاي محدود صريح حل.

رونديابي رسوب:

بسياري از تمدنهاي بشري بر روي دشتهاي حاصلخيز و آبرفت رودخانه هاي بزرگ به وجودآمده اند. از آن جمله تمدن دره نيل در مصر، تمدن بين النهرين در امتداد رودخانه هاي دجله و فرات و همچنين در امتداد رودخانه زرد چين را مي توان برشمرد. البته اين تمدنها همواره با مسائل خاص سيلاب و كنترل آن مواجه بودند، بنابراين فكر بشر به شناخت اين مسئله و راه هاي مقابله با آن متوجه گرديد و در مقاطع زماني مختلف و در حد توانايي خود براي اين مسئله چاره انديشي كرده می باشد. اين مسائل زماني پيچيده تر مي گردد كه توجه گردد جريان آب رودخانه ها در بيشتر حالات در ميان مواد س جاري بوده و جريان آب بخشي از اين مواد را با خود حمل مي كند. البته به اين نكته بايستي توجه نمود كه وقوع باران بر اراضي سطح حوضه هاي آبخيز نيز يكي از عوامل اصلي پاشيدگي خاكدانه ها و جدا شدن بخشهايي از پوسته جامد سطح زمين مي باشد. كه با تداوم بارندگي و حركت رواناب سطحي، اين مواد نيز تحت تاثير نيروي آب و ثقل به سمت مجاري طبيعي حركت نموده و وارد رودخانه ها مي كردند. بنابراين مسئله جابه جايي ذرات جامد همراه با حركت جريان آب امري مسلم مي باشد. حركت اين مواد در رودخانه ها به دو صورت اصلي مي باشد:

1- حركت به صورت غلطيدن و لغزشي – بار بستر                              Bed   load              

2- حركت به صورت معلق و غوطه ور – بار معلق                      Suspended load

در نتيجه مشخص مي گردد كه كل بار رسوبي در حال حركت در مجاري طبيعي از حاصل جمع باربستر و بار معلق بدست مي آيد. روشهاي مختلفي براي برآورد و تعيين براي بستر و بار معلق هست كه در ادامه بحث ارائه مي گردد.

3-1-پديده كف كني و علل پيدايش آن:

زماني بستر يك رودخانه پايدار می باشد كه مشخصات هندسي و ابعاد سطح مقطع آن نسبت به زمان ثابت باشد. ظرفيت حمل رسوب يك رودخانه اصطلاحاً

3-1-1- اثرات كف كني (Effect of degradation):

پديده كف كني داراي اثرات مفيدي می باشد و اين در حالي می باشد كه ضررهاي آنرا نيز نبايستي از نظر دور داشت. بخاطر اختصار فقط به يك مزيت و يك ضرر اين پديده ذيلاً تصریح شده می باشد:

1- مزيت:

كاهش تراز بستر رودخانه بوسيله كف كني، معمولآً باعث افزايش ظرفيت و دبي جريان رودخانه جهت حمل سيلاب مي گردد.

2- ضرر:

براي يك دبي مشخص، بعلت كف كني در پايين دست سدهاي انحرافي، سطح آب ( Tail water ) پايين محدود و بعلت كاهش تراز T.W. ، جهش آبي تشكيل شده در پايين دست سد به سمت پايين دست و بيرون از حوضه آرامش حركت نموده و در بدترين حالت پرش هيدروليكي تشكيل نشده و آب با سرعت زياد وارد رودخانه شده و سلامت حوضچه آرامش كف بند و خود سد به مخاطره مي افتد.

فایل تحقیق : دانلود پروژه رشته محیط زیست درمورد وقوع سيلاب و آثار مخرب آن – قسمت دوم

بطور مثال رودخانه اي با شيب زياد در نظر بگيريد كه مواد بستر آن تقريباً يكنواخت مي باشد. در حين انجام پروسه كف كني، مواد بيشتري از قسمتهاي بالا دست يعني نزديكي هاي سد و مواد كمتري از قسمتهاي پايين دست برداشته مي گردد. در اثر اين اقدام شيب رودخانه كاهش مي يابد. كاهش شيب تحت تاثير نقطه كنترل در پايين دست مي باشد، اين نقطع ممكن می باشد يك سد انحرافي باشد. كاهش تدريجي شيب بستر رودخانه باعث مي گردد تا پديده كف كني متوقف گردد.

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

حال چنانچه مواد بستر غير يكنواخت باشند، در ابتداء كه شيب زياد می باشد، احتمالاً تمام ذرات بستر در حركت خواهند بود. از آنجائيكه تنش برشي در بستر رودخانه    تابعي از شيب بستر
مي باشد. با كاهش شيب تنش برشي به حدي خواهد رسيد كه از تنش برشي بحراني براي ذرات D90 يا D80 كمتر شده، در نتيجه اين ذرات در بستر باقي خواهند ماند كه تقريباً تمام سطح بستر را
مي پوشانند. اين كار با گذشت زمان و تجمع تدريجي ذرات درشت تر در سطح كف رودخانه بوقوع مي پيوندد. كه اين امر باعث توقف اقدام كف كني گرديده و همانطور كه خواهيم ديد اين لايه درشت دانه را ( Armor Coat) نامند.

3-1-3- آرمورينگ بستر رودخانه در اثر كف كني:

ذرات ريز موجود در مواد بستر در پايين دست سدها به آساني بوسيله جريان حمل مي شوند و ذرات درشت در كف رودخانه باقي مي مانند. اگر نيروي درك (Drag Force) ناشي از جريان آب جهت حركت دادن ذرات درشت دانه كافي نباشد. هيچگونه فرسايشي در بستر روي نخواهد داد چرا كه بتدريج بستر رودخانه داراي يك پوشش از ذرات درشت دانه گرديده و بطور مثال اگر (mm) D50=5 بوده و اين مقدار به (mm) D50=30 افزايش يافته و اين تغيير باعث كنترل نسبي فرسايش مي گردد و نيروي درك جريان توان فرسايشي اين لايه و جابه جايي ذرات آنها نخواهد داشت، و اين در حالي می باشد كه رودخانه هنوز ظرفيت حمل مواد بستر را دارد. اين لايه ايجاد شده را ( Armor Coat ) و اين پديده را آرموينگ گويند. هرگاه نيروي درك ناشي از جريان كه بر روي ذرات بستر اقدام مي كند بزرگتر از نيروي مقاوم ايجاد شده به وسيله ذرات كف باشد. ذرات و مواد بستر همواره جابه جا شده و تحت چنين شرايط نامتعادلي هيچگاه پديده آرموينگ بوقوع نخواهد پيوست. ممكن می باشد كه لايه زيرين لايه آرمور حاوي مواد ريزدانه باشد، حال اگر سيل عظيمي رخ دهد و شرايط هيدروليكي تشديد گردد. احتمال دارد لايه مذكور از بين برود و دوباره فرسايش و كف كني ادامه يابد، تا اينكه مجدداً لازه آرمور تشكيل گرديده و فرسايش كنترل گردد.

روشهايي براي پيش بيني تشكيل اين لايه و عمق تشكيل آن هست و اينكه آيا به گونه كلي اين لايه به وجودخواهد آمد يا خير.

3-1-4- انواع ديگر كف كني   Anothor type of degradation)):

از انواع ديگر پديده كف كني عبارتند از :

1- پايين افتادن سطح مبنا                 (Lowering of base level)

يكي از دلايل فرسايش پيشرونده و شتابنده در مجاري طبيعي پايين افتادن سطح مبنا مي باشد،
كف كني بستر رودخانه ممكن می باشد پايين افتادن سطح مبنا را در پايين دست مجرا طي مدت نسبتاً كوتاهي جلو بياندازد. در اين حال پروفيل طولي بستر تغيير مي يابد. با در نظر داشتن شكل (3-3) مشخص مي گردد كه اين نوع كف كني با تغيير تراز بستر در نقطه انتهاي پايين دست مجرا رخ مي دهد. سپس اين تغيير به سمت بالا دست حركت مي كند. ممكن می باشد اين حالت شرايط محل ارتباط يك رودخانه به يك درياچه يا هور باشد كه با تغيير شرايط هيدروليكي شيب خط انرژي در محل تلاقي افزايش يافته و به علت تغيير شرايط هيدروليكي بستر دچار كف كني مي گردد. پس اين تاثير به بالادست منتقل مي گردد. همچنين در محل اتصال دو شاخه جريان ممكن می باشد اين حالت رخ
مي دهد.

2- حركت نقاط شيب به سمت بالا دست                    (Knick point migration):

وجود نقاطي كه در آن محل شيب كف مجرا بطور ناگهاني تغيير يافته می باشد ( به اين نقاط
Kinck Point گفته مي گردد). باعث مي گردد كه در شرايطي بعلت افزايش تنش برشي در محل تغيير شيب، نقطه اتصال دو سطح شيب دچار فرسايش گرديده و مواد بستر به سمت پايين دست حركت مي نمايند. و اين در حالي می باشد كه نقطه تغيير شيب جديد به بالا دست منتقل مي گردد. پس اين پديده نيز نوعي كف كني می باشد.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

3-2- پديده بالا آمدن بستر (Aggradation):

اگر ميزان مواد رسوبي وارده به يك رودخانه بيشتر از طرفيت حمل رسوب رودخانه باشد، بخشي از اين موارد رسوبي در بستر رودخانه ته نشين شده و در نتيجه تراز كف رودخانه افزايش مي يابد كه اين پديده را اصطلاحاً بالا آمدن بستر (Aggradarion) گويند. اين پديده كي از علل اصلي كاهش ظرفيت كانالها و رودخانه ها بوده كه نتيجه آن افزايش تراز سطح اب و سرريز شدن سيل بندهاي رودخانه ها مي باشد. يك نمونه بارز روسبگذاري و بالا آمدن بستر را مي توان در افزايش كلي ارتفاع بستر رودخانه هاي ساحلي منتهي به مخازن سدها و هورها، همچنين رودخانه هاي غیر از و مدي نظاره نمود. وقوع پديده بالا آمدن بستر اغلب به علت افزايش ميزان بار روسوبي در يك قسمت از رودذخانه آغاز مي گردد و اين در شرايطي می باشد كه نغيري در دبي و اندازه رسوبات بستر صورت نگرفته باشد.

رسوبگذاري در مخازن سدها نيز شكل ديگري از بالا آمدن بستر مي باشد. با احداث سدي بر روي يك رودخانه در بالادست سد ردياچه اي ايجاد مي گردد. سپس به علت تشكيل فرار آب (Back Water) در بالا دست مخزن سرعت جريان رودخانه به سمت مخزن كاهش مي يابد، لذا ذرات درشت دانه رد مسافت دورتري از سد ته نشين مي شوند و ذرات ريزتر در محلي نزديك تر به سد ته نشين مي شوند، با ادامه اين طریقه به ويژه در مخازن كوچك سدهاي انحرافي با سرعت بيشتري انجام شده و بعضاً بستر رودخانه تا نزديكي تاج سد و يا بيشتر از آن بالا مي آيد و جزاير بزرگي در بالا دست اين سدها تشكيل گرديده كه تا حدودي مشكلاتي در آبگيري از مخزن سد ايجاد مي نمايد.

بنابراين نظاره مي گردد كه بستر رودخانه هاي آبرفتي بطور مداوم در حال تغيير مي باشد. اين تغييرات كم يا زياد تابع شرايط هيدروليكي رودخانه بوده و بسته به شرايط يكي از دو پديده كف كني (Degradation) يا بالا آمدن بستر (Aggradation) در رودخانه بوقوع مي پيوندد. از آنجائيكه اين تغييرات بطور مستقيم بر پروفيل سطح آب تاثير مي گذارد، لازم می باشد كه در حل معادلات
(ST. Venant) يا هر معامله ديگري كه پروفيل سطح آب را مشخص مي كند، تغييرات پروفيل بستر و تراز كف را در نظر گرفت.

بين بار رسوبي وارده به هر قطعه از رودخانه، ميزان رسوبگذاري يا فرسايش و اندازه با رسوبي خارج شده از اين قطعه يك ارتباط منطقي و رياضي هست كه همانند جريان آب عبوري از يك كانال، تابع اصل بقاي جرم يا قانون پيوستگي مي باشد. بنابراين معادله اي تحت عنوان معامله پيوستگي جرم رسوب (Continuty eq. of Sediment) بر تغييرات بستر حاكم مي باشد و لازم می باشد سه معادله پيوستگي جريان و ممنتم و معامله پيوستگي جرم رسوب باهم حل كردند تا تغييرات بستر رودخانه همزمان با پروفيل سطح آب مشخص گردد.

3-3- معادله پيوستگي رسوب (Continuty eguation of Sediment):

به مقصود تعيين ارتباط پيوستگي رسو. قطعه اي از كانالي را كه مواد رسوبي حمل مي كند به طول DX در نظر مي گيريم (شكل 3-5). اگر qs دبي حجمي رسوب وارده به اين كانال در واحد عرض و B عرض قطعه مورد نظر در وسط باشد بنابراين كل دبي رسوب حمل شده از اين مقطع برابر با qsB خواهد گردید. دبي خالض رسوب وارده به اين قطعه از كانال را با تغييرات زماني حجم رسوب در اين قطعه از كانال به توضیح ذيل مساوي قرار داده، خواهيم داشت:

حجم رسوب وارده به كانال از مقع بالا دست(1)                               

حجم رسوب خارج شده از كانال در مقطع پايين دست(2)           تغييرات زماني حجم رسوب                                      

تغييرات زماني حجم رسوب= حجم رسوب خارج شده – حجم رسوب وارده

                                      مقطع (2)                  مقطع(1)

(3-1)  

Z: ارتفاع كف كانال از يك سطح مبنا

P : پوكي مصالح كف كانال (Porosity)

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

: وزن مخصوص مواد بستر

در استخراج معادله (3-1) فض شده می باشد كه مقدار مواد رسوب معلق حمل شده از اين قطعه كانال نسبت به زمان تغيير قابل توجهي نمي كند، البته اين فرض از اين قطعه كانال نسبت به زمان تغيير قابل توجهي نمي كند، البته اين فرض هميشه صادق نخواهد بد. با مرتب كردن معادله (3-1) بدست مي آيد:

(3-2)                                                                     

يا qsB مقداري ثابت مي باشد و آنگاه داريم:

(3-4)                                                                       

همچنين اگر عرض كانال ثابت باشد معادله پيوستگي را مي توان به صورت زير نوشت:

(3-5)                                                                     

لازم به ذكر می باشد كه در صورتي معادلات فوق دقيق خواهند بود كه qs فقط شامل بار بستر باشد.

تغييراتع بار معلق را نيز مي توان با معرفي يك ترم اضافي در معادله پيوستگي كه تغييرات در غلظت بار رسوبي معلق را نسبت به زمان نشان مي دهد به حساب آورد و در آن حالت معادله پيوستگي براي يك كانال عريض به صورت زير خواهد بود.

(3-6)                                                           

كه در آن Cs متوسط غلظت بار معلق و برابر نسبت qs/q مي باشد و h عمق جريان می باشد و اين ارتباط را به صورت زير نيز مي توان نوشت:

(3-7)                                                           

اين ارتباط تغييرات بستر رودخانه را به ميزان مواد رسوبي حمل شده ربط ميدهد. در ارتباط (3-7) در صورتي كه باشد يعني بستر در حال كف كني و پايين رفتن می باشد (Degradation). و در حالت ديگر اگر باشد بستر در حال بالا آمدن (Aggradation) و روسبگذاري مي باشد.

3-4 روشهاي برآورد دبي رسوب:

شايد بتوان گفت دستيابي به روشي كه بتواند تخمين خوبي از دبي رسوبي به دست دهد مانند مهمترين اهداف مطالعه جريانهايي می باشد كه درون بسترهاي آبرفتي حركت مي كنند. متاسفانه روشها و روابط موجود براي محاسبه دبي رسوبي، اغلب بطور كامل رضايت بخش نبوده و در طرحهايي كه نياز به اين برآورد مي باشد نمي توان بطور جدي به اين روشها اعتماد كرد و اين روشها در بهترين حالت صرفاً يك تخمين و راهنماهايي براي اصلاح مي باشند و مهندسين بايستي متكي به تجربيات و قضاوتهاي مهندسي خود باشند.

بار رسوبي در حال حركت در رودخانه متشكل از دو بخش اصلي می باشد، بار بستر (Bed load) و بار معلق (Suspended load)، به مجموع اين دو، بار كل (Sediment Discharg) شناخته مي گردد. معمولاً قسمت اعظم بار كل را بار معلق تشكيل مي دهد و اين مقدار به حدود 90 درصد نيز مي رسد. البته رودخانه هايي نيز وجود دارند كه عكس اين حالت را دارا مي باشند مثلاً اغلب رودخانه هاي اروپا بار معلق كمي حمل مي نمايند. در تمام رودخانه ها بار معلق اندازه گيري مي گردد ولي اندازه گيري بار بستر مشكل می باشد و اين اغلب به علت ضخامت كم لايه اي می باشد كه بار بستر در آن لايه حركت مي كند. اين ضخامت معمولاً سه برابر قطر ذره اي كه 35 درصد ذرات داراي قطر كوچكتري از آن مي باشند در نظر گرفته مي گردد (3D35 )، به همين دليل در بيشتر موارد فقط بار مواد بستر محاسبه مي گردد. روشهاي متعددي براي برآورد بار بستر و بار معلق هست، همچنين روشهايي هست كه مستقيماً بار كل يا دبي رسوبي را بدست مي دهند. روشهاي اخير را به دو دسته تقسيم گرديده اند:

1- روشهاي ميكروسكوپي                             Microscopic Methods

2-روشهاي ماكروسكوپي                              Macroscopic Methods

روشهاي ميكروسكوپي، بار رسوبي كل را به بار معلق و بار بستر يا بار اندازه گيري شده و اندازه گيري نشده تقسيم مي كنند. در اين روشها بطور مثال بار بستر با بهره گیری از روابط بار بستر محاسبه شده و با بار معلق اندازه گيري شده جمع مي گردد تا بار كل بدست آيد. مثلاً روشي مانند انيشتين

(Eindtein’s estimates) بار بستر و بار معلق را جداگانه با بهره گیری از روشهاي تحليلي ارائه مي دهد.

دانلود: دانلود پروژه رشته محیط زیست درمورد وقوع سيلاب و آثار مخرب آن – قسمت سوم

-4-1- انواع فرمولهاي بار بستر:

اين فرمولها به سه طبقه تقسيم مي شوند:

الف- فرمولهاي دبي جريان كه در آنها بار بستر تابعي از دبي جريان می باشد. نظير:
Schoklitsch (1934) و (1935) Cusey و ( 1940) Hay wcod و فرمول.

ب- فرمولهاي نيروي برشي كه بار بستر تابعي از پارامتر (To-Tc) مي باشد نظير: فرمول
(1915) Straub و (1935) Shields و (1947) Kalinske (1946) Peter and muller – meyer .

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

ج- فرمولهاي زبري نسبي كه در اين روابط پارامتر موثر در انتقال بار بستر نسبت يعني نسبت قطر ذرات به عمق جريان می باشد كه روابط (1957) Laursen ، (1959) Rottner از آن جمله اند. فرمول مهمي نظير (1950) Einstein نيز در تقسيم بندي فوق قرار دارند. در اينجا به مشروح فرمول Moller   Peterand -Meyer كه بيشتر مورد توجه قرار گرفته می باشد تصریح مي گردد:

– فرمول بار بستر مايرپيتر و مولر                                      Meyer -Peter And Moller

اين فرمول به صورت زير ارائه شده می باشد:              

(2-8)
(3-9)                                                                      

كه در روابط فوق:

g : شتاب ثقل

: ضريب اصطحكام دارسي ويزپاخ براي زبري ذرات ماسه اي بستر

rb : شعاع هيدروليكي

v : سرعت متوسط جريان

: وزن مخصوص رسوبات

: وزن مخصوص سيال

qs : دبي بار بستر

dm : قطر متوسط ذرات بستر

همانطور كه نظاره مي گردد پارامتر تنش برشي موجود می باشد كه در دو ضريب و ضرب شده می باشد. و در طرف دوم معامله ترم اول تنش برشي بحراني می باشد.

در اصل تاثير فرم بستر را در نظر مي گيرد كه تنش برشي موثر بر ذرات رسوب در اثر وجود فرم بستر نظير Dunne يا Ripple كاهش مي يابد. مقدار   با بهره گیری از فرمول (3-9) بدست مي آيد و معمولآً عددي بين 5/0 تا 1 مي باشد در صورتي كه فرم بستر وجود نداشته باشد اين مقدار برابر 1 می باشد. درهمين ارتباط براي بدست آوردن از دياگرام مودي دو نسبت بدون بعد عدد رينالدز و ضريب اصطكاك نسبي بدست مي آيد. نيز تاثير آن بخش از دبي كل رودخانه را كه باعث حمل مواد بستر مي گردد در نظر مي گيرد. اين مقدار توسط (1960) USBR براي شكلهاي مختلف كانال مانند مستطيلي و ذوزنقه اي به صورت زير ارائه شده می باشد و در رودخانه هاي عريض اين نسبت برابر 1 فرض مي گردد.

براي كانالهاي مستطيلي:

(3-10)                                                                  

براي كانالهاي ذوزنقه اي :

(3-11)                                                         

و مقدار nb براي كانالهاي مذكور از روابط ذيل :

براي كانال مستطيلي:

(3-12)                                                         
براي كانال ذوزنقه اي :

                                                         
كه در روابط فوق:

n : ضريب زبري مانينگ براي كل مقطع

Nb : ضريب زبري بستر

Nw : ضريب زبري بدنه مي باشند.

همچنين براي تعيين dm به اين طريق اقدام مي گردد كه، اگر خاك يكنواخت باشد اين مقدار ميانگين هندسي بين بزرگترين و كوچكترين عدد می باشد. و ا گر خاك يكنواخت نباشد در منحني دانه بندي مواد بستر براي هر قسمت يك متوسط هندسي Dsi بدست آورده كه اب در نظر داشتن اينكه آن قسمت چه درصدي از كل ذرات (pi) را به خود اختصاص مي دهد. dm از ارتباط زير بدست مي آيد:

(3-14)                                                                             
لازم به ذكر می باشد كه روابط (3-8) و (3-9) در هر سيستم ابعادي قابل بهره گیری هستند.

فرمول ماير پيتر و مولر بر اساس اطلاعات بدست آمده از آزمايشات در فلومهاي با عرضهاي 15 سانتيمتر تا 2 متر و با شيب هاي متغير از 00004/0 تا 02/0 و عمق جريان از 1 تا 120 سانتيمتر مي باشد و اندازه هاي ميانگين قطر موثر ذرات dm بكار رفته از 4/0 تا 30 ميليمتر بوده می باشد. از مزاياي اين روش در نظر گرفتن تاثير فرم بستر مي باشد. اين ارتباط با در نظر داشتن شرايط آزمايش براي جريانهاي با مقدار بار رسوب معلق كم يا جريانهاي فاقد بار معلق پيشنهاد شده و براي جريانهاي با بار معلق زياد متعبر نمي باشد.

اين فرمول مانند فرمولهايي بود كه جزء فرمولهاي نيروي برشي قرار مي گيرد. يك فرمول نيز از انواع فرمولهاي دبي جريان ذيلاً به اختصار آورده شده می باشد.

– ارتباط شوكليج   (1934) Schaklitsch :

در حقيقت دبي بار بستر در اين ارتباط به عنوان تابعي از پارامتر (q-qci ) مي باشد. qci اصطلاحاً دبي بحراني نام دارد و آن دبي می باشد كه تحت آن، مواد بستر در آستانه حركت (Incipient Motion) قرار دارند. اين فرمول بر اساس اطلعات آزمايشگاهي بدست آمده و براي رودخانه شني با بار معلق كم مناسب می باشد. مقدار بار بستر در سيستم متريك از ارتباط زير بدست مي آيد.

(3-15)                                                         
و qci مقدار جرياني كه باعث حركت ذرات مي گردد:

(3-16)                                                                   
مطالعات انجام شده در اين روش بر روي خاكهاي غير يكنواخت بوده و اين روش D50 به عنوان قطر مشخصه ذرات قبول ندارد. در اين روش پس از ترسيم منحني دانه بندي مواد بستر با در نظر داشتن تغييرات منحني به چند قسمت تقسيم شده كه هر قسمت درصدي از ذرات را دارا مي باشد(Pi) و براي هر دامنه قطر موثري (Dsi ) از طريق متوسط هندسي             بدست مي آيد.

كه در آن q بار معلق برحسب (1B/Sec/ft)

q : دبي

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

a : ارتفاع نسبت به بستر رودخانه                      (ft)

c : غلظت مواد معلق برحسب وزن

w : سرعت سقوط شده            (ft/sec)
U* : سرعت برشي ذره            (ft/sec)

d : عمق آب (ft)

PL : تابعي می باشد از و مي باشد كه n ضريب زبري مانينگ و مقدار PL از گراف بدست
مي آيد.

3-4-3- فرمولهاي محاسبه باركل (دبي رسوبي كل)

همانگونه كه قبلاً ذكر گرديد. روشهاي برآورد دبي بار رسوبي كل شامل روشهاي ميكروسكوپي و ماكروسكوپي مي باشند. مانند روشهاي ميكروسكوپي روش انيشتن (Einstein’s Method ) می باشد. در حقيقت اين روش شامل محاسبه بار بستر و بار معلق براي هر قسمت از منحني دانه بندي می باشد كه با جمع اين دو بار، بار كل به دست مي آيد.

ارتباط (3-26) را در نظر گرفته و بار كل را براي هر محدوده از قطر ذرات از ارتباط زير مي توان بدست آورد.

(3-33)                                                         
كه در آن it درصدي از بار كل در محدوده اي از منحني دانه بندي ذرات رسوب می باشد و ميزان كل رسوب حمل شده در واحد عرض به صورت بدست مي آيد و بار كل در تمام مقطع Q از ارتباط زير محاسبه مي گردد.

(3-34)                                                                             

كه B برابر عرض كانال مي باشد.

از ميان روشهاي ماكروسكوپي نيز چند روش به توضیح ذيل ارائه مي گردد.

– روش لارسون                     (Laursen’s Method ):

لارسون پارامترهاي مهم ذيل را در مطالعه و تعيين بار كل در نظر گرفت. نسبتهاي  ( U* سرعت برشي Wo سرعت سقوط ذرات d قطر ذره و D عمق جريان ) غلظت بار كل C برحسب درصد وزني و نسبت کوشش برشي موجود به کوشش برشي بحراني براي اندازه رسوب مورد نظر و بخصوص آناليز عالمانه و مبتني بر درك مستقيم و باعث ارائه تابع ذيل گرديد:

(3-35)                                        * q=Qt       

در اين ارتباط کوشش برشي موثر O. برحسب 1b/ft از ارتباط حاصل مي گردد. اين ارتباط از تركيب دو معادله مانينگ و استريكلر بدست آمده می باشد.  کوشش برشي بحراني نيز از ديافراگم شيلدز نتيجه مي گردد. بنابراين پس از تعيين و ضرب در دببي واحد عرض كل دبي رسوب حمل شده مشخص مي گردد.

* – فرمول كريم و كندي                   (Karim and Kennedy’s equation):

كريم و كندي با بهره گیری از آناليز رگرسيون (Regression analysis) اطلاعات بدست آمده از فلومهاي آزمايشگاهي و رودخانه هاي طبيعي سعي كردند معادله اي را براي تعيين غلظت متوسط رسوب بدست دهند. همچنين با بهره گيري از همان روش معادله ساده اي را براي محاسبه دبي بار رسوبي كل به صورت زير ارائه كردند.

(3-36)

كه در اين ارتباط
                                 

كريم و كندي اين معامله را براي پيش بيني بار رسوبي تعداد زيادي از فلومها و رودخانه ها كنترل كرده و اين پيش بيني ها عموماً از دقت خوبي برخوردار بوده اند شكلهاي ديگري از معامله كه با موفقيت در بسياري از مدلهاي رياضي كف كني و بالا آمدن بستر بكار رفته می باشد به صورت زير
مي باشد. جين و پارك (Jain & Park ) در دو مطالعه جداگانه و دو مدل رياضي براي پيش بيني پروفيل بستر رودخانه با تاكيد بر برا رسوبي و تخمين كف كني بستر رودخانه از شكلهاي ديگري از معامله (1981) karim بهره يافته اند.

  • معامله كريم در پيش بيني بار رسوبي كل در مدل رياضي برآورد تغييرات بستر (بالا آمدن بستر) ناشي از افزايش بار رسوبي بكار رفته به صورت زير:

(3-37)                             

كه در آن:

در معادلات فوق متغيرهاي بكار رفته عبارتند از:

qs : دبي بار رسوبي.

u : سرعت جريان.

D: قطر متوسط.

S : و.زن مخصوص مواد بستر و مساوي 65/2.

U* : سرعت برشي.                                                                

U*C : سرعت برشي بحراني براي لحظه شروع حركت (آستانه حركت       

R* : عدد رينالدز مرزي                                                                     

مقادير (R* ) f با بهره گیری از دياگرام شيلدز بدست مي آيد و دامنه تغييرات آن 0.032-0.032 مي باشد براي R*=4-50 ( ماسه خيلي ريز تا ماسه درشت) بعضاً يك مقدار ثابت 0.035 براي (R* ) f در مطالعات در نظر گرفته مي گردد 0.035 = (R* ) f ، لازم به ذكر می باشد كه در روابط فوق دبي با رسوبي به شيب خط انرژي Sf بستگي دارد.

  • معامله كريم در حالت بي بعد در مدل رياضي تخمين كف كني بستر به شكل زير بكار رفته می باشد. C* در ارتباط زير نسبت q*=q/qo , qs*/q* كه در آن qo دبي ارتباط براي حالت جريان ماندگار يكنواخت (شرايط اوليه) می باشد و qs*=qs/qso.

كه در آن Sf شيب خط انرژي از ارتباط زير بدست مي آيد:

در معادلات فوق YO عمق اوليه D ، قطر متوسط مواد بستر ، R*,D*=D/YO عدد رينالدز مرزي S=2.65 و f(R*)=0.035 در نظر گرفته مي گردد.

علاوه بر فرمولها، روشهايي نيز براي تخمين دبي بار رسوبي از نمونه هاي بار معلق و دبي اندازه گيري شده و بهره گیری از روابط تواني با شكل كلي هست. نماي ns براي جريان هاي با بستر ماسه اي بين 2 و 3 قرار دارد. اين روابط فقط براي رودخانه و ايستگاه اندازه گيري كه اطلاعات بدست آمده منجر به تعيين B و ns شده می باشد معتبر مي باشند. و مقادير مذكور از رودخانه اي به رودخانه ديگر متفاوت می باشد. مقدار ns ذكر شده براي حالتي می باشد كه qs دبي وزني رسوب باشد. در حالتي كه q دبي جريان و qs دبي بار رسوبي هر دو حجمي باشند، معمولاً مقدار ns تقريباً برابر 5 می باشد.

همچنين برخي رواب، دبي بار رسوبي را تابعي از سرعت دانسته و ارتباط اي به شكل كل            ( براي واحد عرض) ارائه كرده اند. مقادير ثابت a و B بطور نمونه در مطالعات Chadhry و Murty به ترتيب برابر و 5 بدست آمده می باشد.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

3-6-1- پيش بيني پروفيل بستر در شرايط جريان شبه پايدار:

در اين حالت بعلت فرض جريان شبه پايدار معادله حاكم بر حركت جريان معادله انرژي مي باشد كه شكل كلي آن به صورت (3-42) ارائه مي گردد. اين معادله از طريق گام استاندارد (Standard Step Method ) حل شده و پروفيل سطح آب را به دست مي دهد. با مشخص شدن پروفيل سطح اب براي دبي مورد نظر، پارامترهاي مهم هيدروليكي مورد نياز براي محاسبه ظرفيت حمل رسوب در مقاطع مختلف تعيين مي گردند. سپس معادله پيوستگي رسوب با بهره گیری از روشهاي تحليلي يا عددي حل شده و تغييرات بستر بدست مي آيد. مدلهاي عددي متعددي بر اين اساس پايه ريزي شده اند كه معروفترين آنه مدل HEC-6 می باشد. همچنين مدل ارائه شده توسط توماس (Thomas ) و پراسون (Prasuhn) در سال (1976) براي پيش بيني فرسايش و رسوبگذاري از آن جمله اند. در اين مدلها معادله پيوستگي با بهره گیری از روش تقاضاهاي محدود صريح حل مي گردد. معادله انرژي در حالت كلي به صورت زير می باشد:

كه در آن:

Ws : تراز سطح آبي.

Q: دبي جريان.

A : سطح مقطع جريان.

: ضريب توزيع سرعت در مقطع كه معمولاً برابر يك فرض مي گردد.

HL : افت انرژي بين دومقطع K-1 و K مي باشد.

3-7- مروري بر مطالعات انجام شده:

تلاشهاي فراواني جهت دستيابي به روشهاي تخمين مطمئن كف كني و بالا آمدن بستر صورت گرفته می باشد. اين روشها بطور كلي عبراتند از:

  • مطالعات تجربي و آزمايشي.
  • روشها و راه حلهاي تحليلي معادلات حاكم.
  • شبيه سازي عددي.

برخي مطالعات تجربي ارائه شده به مقصود مطالعه تغييرات كوتاه و بلند مدت بستر بطور اختصار ذيلاً آمده می باشد:

(1954 ) Lane and borland ، آبشستگي (Scour) بستر رودخانه را در اثناء وقوع سيل مطالعه كردند.

(1960) Brush, Wolman ، تغييرات زماني تراز بستر، ناشي از جابه جايي نقاظ تغيير شيب ناگهاني بستر كانال (Migration of knick point ) را اندازه گيري كردند.

(1951) Newten ، اطلاعات آزمايشگاهي را براي كف كني بستر به دليل كاهش بار رسوبي بدست آورد.ك (1980) Soni et al ، بالا امدن بستر ناشي از افزايش بار رسوبي را مطالعه كردند.و

(1981) Begin et al ، كف كني ناشي از پايين افتادن سطح مبنا را در كانالهاي آبرفتي، بطور تجربي و آزمايشي مطالعه نمودند.

(1969) Suryanorayana ، اطلاعات تجربي را در باره كف كني بستر در مجاري آبرفتي در پايين دست سدها بدست آورد.

روشها و راه حلهاي تحليلي نيز همانگونه كه قابلاً ذكر گرديد با ساده كردن معاملات حاكم براي تشريح پديده پيچيده كف كني و بالا آمدن بستر ارائه گرديده می باشد. بطور مثال (1980( Soni et al يك مدل آنتشار خطي را براي پيش بيني پروفيلهاي ناپيدار بستر ناشي از زيادي بار رسوب بكار بردند، (1981 ) jain متذكر گردید كه در شرايط مرزي در نظر گرفته شده توسط Soni et al خطايي هست. ولي با بهره گیری از شرايط مرزي مناسبتري يك راه حل تحليلي ارائه داد و نتايج محاسبات خود را با اطلاعات تجربي مقايسه نمود كه رضايت بخش بود.

(1981) Begin et al ، از يك مدل انتشار براي محاسبه و پيش بيني پروفيلهاي طولي ايجاد شده ناشي از پايين افتادن سطح مبنا بهره گیری كرد.

(1983a,b) Gill، معادله انتشار خطي را براي برآورد كف كني و بالا آمدن بستر با بهره گیری از سري فوريه (Fourier Series ) و روشهاي تابع خطا (Error function method) حل نمود.

(1984) Jain و Jaramillo ، يك معادله غير خطي سهمي و ديفرانسيل جزيي را ارائه نموده و آنرا با روش باقيمانده تفاضلها (Residuls) حل كرد و نتايج محاسبات خود را با داده هاي تجربي كه توسط

(1951) Newten بدست آمده بود. همچنين با اطلاعات تجربي (1980) Soni et al مقايسه كردند.

(1987) Gill(1987), Zhang, Kohawita نيز راه حلهاي غير خطي براي پيش بيني كف كني و بالا آمدن بستر ارائه كردند كه با اطلاعات تجربي مقايسه شده و نتايج بهتري نسبت به راه حلهاي خطي بدست داد.

بطور كلي متذكر مي گردد كه مدلهاي خطي در شرايبط جريانهاي شبه پايدار (Quasi Steady) نتايج بهتري نسبت به مدلهاي غير خطي سهمي بدست مي دهد. اما بايستي توجه كرد كه اين فرض براي تخمين تغييرات تراز بستر در اثناء وقوع سيل يا در شرايط جريانهاي غير ماندگار معتبر نمي باشد. زیرا محاسبات پروفيل سطح آب بر اساس شيب كف می باشد. بنابراين معادلات كامل جريان غير ماندگار و معادله پيوستگي رسوب عموماً بوسيله تكنيك هاي عددي حل مي شوند.