هنگامی که امواج منعکس شده از سازه، به سمت دریا باز می گردند، تداخل این امواج با امواج تابشی به سمت سازه باعث ایجاد امواج نیمه ایستاده و تلاطم نسبتا زیادی در جلوی بدنه موج شکن می گردد و می تواند محیطی ناامن در اطراف بدنه سازه موج شکن و یا در مجاورت دهانه ورودی بندرگاه ایجاد نماید و ورود شناورها به داخل حوضچه بندر را با مشکلاتی مواجه سازد. بنابراین، پارامتر انعکاس موج در طراحی هیدرولیکی موج شکن ها از اهمیت فراوانی برخوردار است. در این مقاله در ابتدا صحت رابطه ارائه شده برای موج شکن های توده سنگی سنتی با استفاده از مجموعه داده های با مقیاس بزرگ مورد ارزیابی قرار می گیرد. سپس با شناخت پارامترهای موثر بر پدیده انعکاس از یک موج شکن سکویی غیر شکل پذیر، تاثیر وجود سکوی موج شکن مورد ارزیابی قرار می گیرد و در ادامه با بکارگیری مدل درختی M5’ بر روی مجموعه داده های آزمایشگاهی در دسترس به ارائه یک مدل جدید که علاوه بر دقت بالا به لحاظ فیزیکی نیز توجیه پذیر باشد، پرداخته می شود.

هدف از مطالعه حاضر، بررسی آزمایشگاهی تاثیر وجود مدافع سکویی مستغرق در پایداری موج شکن های شکل پذیر و تعیین فاصله بهینه مدافع از موج شکن، با تکیه بر عدد آسیب می باشد. آزمایش های تحقیق در فلوم (Flume) موج ساز 35 متری پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری انجام یافت و امواج اثرگذار بر موج شکن از نوع تصادفی با طیف جانسواپ (JONSWAP) در نظر گرفته شد. به وسیله روش فتوگرامتری (Photogrammetry) برد کوتاه و با ساخت مدل موج شکن، تغییر شکل سازه بر مبنای برداشت جابه جایی مصالح در نقاط شاخص انجام و تغییر پروفیل موج شکن ترسیم و مساحت فرسایش یافته و عدد آسیب، در 8 مقطع عرضی، در فواصل یکسان به دست آمد. بر مبنای آزمایش های انجام یافته، با تحلیل اثر تعداد امواج برخوردکننده به موج شکن، 3000 موج برای رسیدن به حالت پایدار، در نظر گرفته شد. به ازای رشد ارتفاع موج نسبی از 36/0 به 48/0 و از 48/0 به 6/0، عدد آسیب به ترتیب 12/39 و 44/44 درصد و به ازای رشد پریود موج نسبی از 6/0 به 8/0 و از 8/0 به یک، عدد آسیب به ترتیب 94/22 و 26/28 درصد افزایش می یابد. با به کارگیری مانع متصل جلوی سازه، عدد آسیب 701/0 و در فواصل 5، 10، 15 و 20 سانتی متری اعداد آسیب به ترتیب 679/0، 768/0، 826/0، 993/0 می گردد که فاصله 5 سانتی متری مدافع از موج شکن بیش ترین تاثیر و کم ترین عدد آسیب را نشان می دهد؛ به طوری که وجود مانع در این فاصله، باعث کاهش 15/39 درصدی عدد آسیب می شود. از این رو بر مبنای مطالعه آزمایشگاهی انجام یافته در این تحقیق، فاصله 5 سانتی متری مدافع مستغرق از موج شکن شکل پذیر توده سنگی به عنوان بهترین فاصله پیشنهاد می گردد.

میزان پایداری موج شکن بستگی شدیدی به ارتفاع امواج دارد. به علت نامنظم بودن امواج، انتخاب ارتفاع مناسب جهت تعیین پایداری موج شکن بسیار حائز اهمیت می باشد. در این مطالعه، از ارتفاع موج H50 که میانگین 50 موج بلند رسیده به موج شکن در طی عمر مفید سازه است، برای محاسبه پایداری موج شکن استفاده شده است. علاوه بر این، در این تحقیق اثر پارامتر عمق آب در پایداری موج شکن های سنتی مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از مدل درختی، یک رابطه برای تعیین سنگ های آرمور پیشنهاد شده است. در جهت توسعه این مدل، از داده های امواج نامنظم که خرابی آن ها در محدوده 2 تا 8 بوده است، استفاده شده است. سپس نتایج حاصل از درخت تصمیم گیری با روابط تجربی قبلی مقایسه شده است. با استفاده از معیارهای آماری نشان داده شده است که رابطه ارائه شده دارای دقت بیشتری در پیش بینی عدد پایداری موج شکن در مقایسه با روابط تجربی موجود است.

موج شکن شکل پذیر نوعی موج شکن توده سنگی است که نیمرخ آن پس از برخورد از امواج طراحی به یک نیمرخ تعادلی تبدیل می شود. در این تحقیق، اثر پراسنجه های موج شامل ارتفاع موج شاخص، دوره های تناوب میانگین و چکادی، و مدت توفان، و پراسنجه های سازه ای مانند ژرفای آب در پای سازه، شیب اولیه سازه، نفوذپذیری و ضریب دانه بندی بر ضریب عبور امواج نامنظم از موج شکن های شکل پذیر مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. پژوهش حاضر با استفاده از نتایج آزمایش های انجام شده در فلوم موجی به طول 33 متر، پهنای 5.5 متر و ژرفای 1 متر و با ایجاد امواج نامنظم (طیف JONSWAP) در آزمایشگاه بخش حفاظت سواحل مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری وابسته به وزارت جهاد کشاورزی انجام شده است.نتایج حاصل از انجام تحقیق در قالب نمودارهایی که تغییرات ضریب عبور موج را بر حسب پراسنجه های بدون بعد نشان می دهند و رابطه ای که با استفاده از آن می توان ضریب عبور موج از موج شکن های شکل پذیر را محاسبه کرد، ارائه گردیده است.

در تحقیق حاضر با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، وضعیت نیمرخ تغییر شکل یافته موج شکن های شکل پذیر، در فرآیند برخورد امواج در طول زمان مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا ابتدا 7 پارامتر مستقل موثر بر پایداری سازه که در مطالعات آزمایشگاهی دستخوش تغییر قرار گرفته اند، شناسایی شده و تاثیر آنها در پارامترهای هندسی معرف پایداری (6 پارامتر)، بررسی شده است. این 6 پارامتر وابسته به نحوی انتخاب شده اند که با کمترین تعداد ممکن، هندسه تغییر شکل یافته سازه را به طور کامل تبیین کنند.در ادامه برای بدست آوردن مقدار این پارامترها، روابطی براساس مدلهای آماری ارایه شده اند که بر حسب 7 پارامتر مستقل موثر می باشند. همچنین تلاشهای انجام گرفته در جهت افزایش هر چه بیشتر اعتبار و قدرت این روابط نیز نمایش داده شده و مورد بررسی قرار گرفته است. در انتها با استفاده از نتایج بدست آمده، نرم افزاری به نام IB برنامه ریزی شده که به کمک آن، نتایج این تحقیق با نرم افزار Breakwat و همچنین با نتایج آزمایشهای انجام شده مورد مقایسه قرار گرفته است.