مطالعه آزمايشگاهي تأثير شكل‌هاي مختلف آبشكن بر تغييرات زماني آبشستگي پيرامون آنها

Experimental Study on the Effect of Spur Dike’s Different Shapes and on Time Variation of Scour Depth around Them

رودخانهپديده‌­اي است طبيعي و فعالكه كناره‌ها و بستر آن همواره در حال تغيير و فرسايش است. همين امر سبب شده تا مسير رودخانه طي زمان دستخوش تغييرات و تحولات اساسي شود. روش‌هايي گوناگون براي كاهش فرسايش كناري وجود دارد كه يكي از آنها استفاده از آبشكن است. در اين پژوهش آزمايشگاهي، تأثير آبشكن‌‌هاي سري ساده، T شكل و L شكل در كانال مستقيم بر تغييرات زماني آبشستگي اطراف آنهابررسي، مقايسه و تحليل شد. نتايج به­دست آمده نشان مي­دهد كه آبشكن T شكل در 10 درصد اول مدت زمان آبشستگي به بيش از 90 درصد آبشستگي تعادلي مي‌رسد. براي آبشكن ساده و L شكل در 15 درصد اول مدت زمان آبشستگي، اين مقدار بيش از 80 درصد است. همچنين، بيشترين عمق آبشستگي در آبشكن ساده و L شكل ديده شده است، اين مقدار در حدود سه برابر عمق جريان است. آبشكن T شكل در حدود y3/0 (y عمق جريان است) كمتر از ساير هندسه‌ها درجايگاه اول آبشستگيدارد. عمق حداكثر آبشستگي در همۀ هندسه‌ها كمي عقب‌تر از نوك دماغه ايجاد مي‌شود. نتايج مقايسۀ عمق آبشستگي اطراف سه نوع آبشكن در مقاطع مختلف نشان مي­دهد كه آبشستگي متوسط آبشكن T شكل نسبت به آبشستگي متوسط آبشكن ساده y4/0 و نسبت به آبشستگي متوسط آبشكن L شكل y25/0 كمتر است. سرانجام اينكه براي محاسبۀ تغييرات زماني آبشستگي، با توجه به شكل هندسي آبشكن، رابطه‌اي پيشنهاد گرديد.عمق آبشستگي حاصل از اين آزمايش‌ها و رابطۀ پيشنهادي با رابطه­ هاي تخميني ديگر محققان مقايسه شد. همچنين ديده شد كه بيشترين فرسايش در ساحل مقابل آبشكن‌‌ها مربوط به آبشكن L شكل است.

The river is an active natural phenomenon, which continuously changes its sides and its bed. This has caused the river course to undergo major changes over time. There are different ways to reduce erosion, one of the ways is using spur dike in sides. In this experimental study, the effect of simple L and T shapes series spur dike on time variation of scour depth around spur dike was analyzed and compared under straight channel condition. The results showed that T shape spur dike within 10% of elapsed time reaches to more than 90% of equilibrium scouring, whereas for simple and L shape spur dike within 15% of elapsed time reaches to more than 80% of equilibrium scouring or erosion. Simple and L shape spur dike had the maximum scouring depth which was found to be equivalent to 3times of the flow depth, which was created a bit behind the spur dike's nose. The scouring of T shaped spur dike was 0.3y (y is flow depth) less than other shapes in first position. The results of scour depth comparison in different section around the spur dikes showed that the average of scouring value for T-shaped spur dike was 0.4y and 0.25y less than simple and L-shaped spur dike, respectively. Finally, an equation for calculation of time variation of scour depth due to the shape of the spur dike is proposed. Further, the experimental results of scouring depth as a result of present study was compared with results obtained by other researchers. Also maximum side erosion on the opposite shore was found to belong to L-shaped spur dike.