تاثير شيب كف حوضچه آرامش بر آبشستگي بستر در پايين دست سرريز پلكاني

The Effect of Stilling Basin Slope of Bed Scour at Downstream of Stepped Spillway

سرريز پلكاني و حوضچه آرامش از مهم ترين سازه هاي مستهلك كننده انرژي محسوب مي شوند. با اين كه بخش قابل توجهي از انرژي جريان با اين دو سازه مستهلك مي شود انرژي باقي مانده در جريانورودي به پاشنه سرريز، قادر به تخريب احتمالي آن خواهد بود. در اين پژوهش تاثير شيب حوضچه آرامش بر آبشستگي پايين دست در حضور سرريز پلكاني به صورت آزمايشگاهي بررسي شده است. آزمايش ها در آزمايشگاه سازه هاي هيدروليكي دانشگاه شهيد باهنر كرمان با شش دبي مختلف و پنج شيب كف حوضچه آرامش اجرا شد. پارامترهاي مختلف از جمله حداكثر عمق آبشستگي (ds)، سرعت جريان، عمق آب در سراب و پاياب، عمق آب در انتهاي حوضچه آرامش، فاصله وقوع حداكثر عمق آبشستگي و منطقه توسعه حفره آبشستگي تا حوضچه آرامش به ترتيب (Lsو Lt). اندازه گيري شد. با مقايسه نتايج به دست آمده با آزمايش شاهد در حالت حوضچه آرامش با شيب كف 02/ و 0/02-، متوسط عمق آبشستگي نسبي به ترتيب 47 درصد افزايش و 52/2 درصد كاهش يافته است.فاصله حداكثر عمق آبشستگي نسبي و فاصله انتهاي منطقه توسعه حفره آبشستگي با افزايش عدد فرود ذره افزايش و با افزايش شيب كف حوضچه آرامش اين مقدارها افزايش و با كاهش شيب كف حوضچه آرامش كاهش يافتند.

Stepped spillways and stilling basins are the most important energy dissipation structures. Even though most part of energy would be dissipated by these two structure, the remaining part of energy of flow may be capable to grave the bed scour and to create the scour hole downstream of them. Structures could be destroyed if this part of energy is high. In this study, the effects of stilling basin slopes on bed scour at downstream of stepped spillway were investigated experimentally. Experiments were conducted in the laboratory of hydraulic structures at University of Kerman with six different discharges and five various stilling basin slopes. The following parameters were measured: maximum scour depth (ds), flow velocity (in three point), water depth in upstream and downstream stepped spillway and stilling basin, the distance from where the maximum scour depth happened to sill (Ls), and the geometry of scour hole. Results showed 47 percent increase and 52.2 percent decrease in average of maximum relative scour depth when stilling basin slopes were 0.02 and -0.02, respectively. Also, it was shown that the distance between the point where maximum scour depth had happened to the end of stilling basin increased when Froude number increased and decreased when stilling basin slope decreased.