مطالعه عددي تاثير نفوذپذيري آبشكن ها بر الگوي فرسايش و رسوب گذاري در قوس 90 درجه ملايم

Numerical Study of The Effect of Spur Dike’s Permeability on Erosion and Sedimentation Patterns in a 90° Mild Bend Using the CCHE2D Model

رودخانه تحت تاثير عوامل مختلفي مانند زمين شناسي منطقه، توپوگرافي دره رودخانه، خصوصيات مواد آبرفتي سيلاب دشت رودخانه، مشخصات هيدرولوژيكي حوضه آبريز، شرايط هيدروليكي جريان و نيز نحوه بهره برداري بشر از آن، تمايل طبيعي به دستيابي به تعادل پويا دارد. طبيعت تغييرپذيري برخي از عوامل فوق سبب مي گردد تا رودخانه حتي در كوتاه مدت و در بازه هاي مختلف آن همواره در معرض تغيير و تحول باشد. اين تغييرات به ويژه در قوس رودخانه ها مشهودتر است. در مسيرهاي قوسي وجود جريان حلزوني باعث فرسايش شديد ساحل خارجي، بخصوص در سواحل فرسايش پذير مي شود. يكي از روش هاي ساماندهي رودخانه ها در محل قوس ها استفاده از آبشكن ها است. در مطالعه حاضر از مدل عددي CCHE2D براي شبيه سازي الگوي جريان و رسوب در يك قوس 90 درجه ملايم، همراه و بدون حضور آبشكن هاي داراي طول معادل 20% عرض مجراي قوس، استفاده شد و تاثير نفوذپذيري آبشكن ها بر الگوي رسوب گذاري و فرسايش مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور از سه درصد نفوذپذيري 20%، 30% و 50% براي آبشكن ها استفاده شد. نتايج نشان مي دهندكه با افزايش درصد نفوذپذيري آبشكن ها، بيشينه عمق آبشستگي و ارتفاع رسوب گذاري كاهش مي يابد. به عنوان مثال حداكثر ميزان فرسايش در آبشكن هاي با نفوذپذيري 50%، به ترتيب 09/13و 65/20 درصد نسبت به آبشكن هاي با نفوذپذيري 30% و 20% كاهش يافته است.

Rivers are considered as one of the main sources of water and energy for human beings, and are considered as the aorta of human societies. Protecting the river bank against the erosion and degradation caused by the water flow, using various types of flow control structures is considered as a common method in river engineering science. One of the most important flow control structures is spur dikes that divert the flowing attack from the sides and critical areas and direct the flow towards the central axis of the river. Several researches have been conducted concerning the effect of spur dikes in protecting the river bank in bends such as: Barbhuiya and Dey (2004), Nasrollahi et al. (2008), Zhang et al. (2009). The purpose of the present study is to study the flow and sediment pattern in a 90-degree mild bend, with and without spur dikes with different permeability percentages.