بررسي آزمايشگاهي تأثير اختلاف رقوم بستر كانال‌هاي متقاطع بر الگوي فرسايش و رسوب‌گذاري (يادداشت تحقيقاتي)

Experimental Investigation of Bed Elevation Difference Effects on Erosion and Sedimentation Pattern for Intersecting Channels (Technical Note)

در خلال بهره‌برداري از شبكه‌هاي كانال‌هاي روباز (شبكه‌هاي آبياري، زهكشي، كشتي‌راني و ...)، بعضاً كانال‌هايي به­ صورت جانبي به كانال اصلي برخورد مي‌كنند. ممكن است در خلال اجرا و به­دلايل طبيعي يا انساني مانند اشتباه در پياده‌سازي نقاط، اختلاف ترازهايي نيز در كف دو كانال ايجاد شود. در اين مقاله تأثير عواملي چون نسبت دبي كانال متقاطع به مستقيم، نسبت اختلاف رقوم بستر، فرسايش ­پذير و فرسايش­ناپذير بودن بستر، و دانه­ بندي مصالح بستر بر ميزان عمق آب­شستگي در يك اتصال 90 درجه به­ صورت آزمايشگاهي با استفاده از فلومي به طول 5 متر و عرض 30 سانتي‌متر و كانال متقاطع فلومي به طول 5/2 متر و عرض 30 سانتي‌متر بررسي شده است. مقايسۀ نتايج به‌دست ‌آمده در حالتي­كه كف دو كانال داراي اختلاف تراز است با حالت بدون اختلاف تراز آن، نشان مي­دهد كه با افزايش اختلاف تراز كف دو كانال، فرسايش نيز تا 78 درصد براي حالت هر دو كانال فرسايش­پذير افزايش مي‌يابد كه اين ميزان براي حالت كانال متقاطع فرسايش ­ناپذير تا 45 درصد كمتر است. دليل اين امر مي‌تواند ايجادجريان پرتابي در حالتي باشد كه كانال متقاطع داراي بستر فرسايش ­ناپذير است. افزايش سرعت جريان در شيب به ­وجود آمده در محل اتصال دو كانال، وقتي كف دو كانال فرسايش ­پذير باشند، مي‌تواند باعث افزايش عمق چالۀ فرسايشي گردد.

There are some intersecting channels which are seen during operation of open channel networks (Irrigation networks, drainage, navigation and…). It is possible to produce some bed elevation difference during construction and/or because of some reasons such as inaccuracy in implementation, natural action or human made mistakes. In this paper impact of some factors such as discharge ratio, bed elevation difference ratio, erodible and non-erodible bed and bed material grading is experimentally investigated on scour depth in a 90º confluence. The straight channel is 5m long and 30cm width and the intersecting channel is 2.5m long and 30cm width. After analyzing the results and comparing the topography when two channels have elevation difference with the case in which two channels have equal bed elevation, one can find that increasing the difference of bed elevation would result in scour depth increment by 78% while the same increment is less by 45% for the case in which the transverse channel is not erodible. This can be because of a jet flow in the case of non-erodible. Also, increment of flow velocity in the produced steep bed in confluence in the case of erodible bed for both channels, can increase the scouring hole depth.