بررسي آزمايشگاهي تأثير رس و نانو رس مونت موريلونيتي بر كاهش آبشستگي در پايين دست صفحات مشبك

Experimental Investigation of Clay and Nano-Clay Montmorillonite Effect on Scour Reduction at Downstream of Screen

در اين پژوهش از يك راه­حل غير سازه‌اي و دوستدار محيط ­زيست براي كاهش عمق آبشستگي پايين­ دست صفحات مشبك استفاده شده است. بالادست صفحات مشبك كه حوضچه آرامش ناميده مي­شود، به‌طور كلي در برابر فرسايش محافظت مي­شود ولي پايين‌دست صفحات همواره در معرض آبشستگي جريان قرار دارد. از آنجا كه رس و مادۀ نانوساختار رس از نظر زيست­ محيطي قابليت سازگاري مناسبي با سيستم رودخانه و اكولوژي آن دارد، رسوب بستر پايين‌دست صفحات مشبك با رس و مادۀ نانوساختار رس مخلوط و پس از تزريق، تأثير آن در كاهش آبشستگي سه نوع جريان مختلف ارزيابي شد. نتايج آزمايش‌ها از تأثير مثبت رس و تركيب آن با نانو رس در كاهش عمق آبشستگي پايين‌دست صفحات مشبك حكايت دارد. بهترين عملكرد به­هنگام تركيب رس و نانو رس مونت موريلونيتي اتفاق افتاده است كه با به­كارگيري آن، طول آبشستگي 33 درصد كاهش يافته است. همچنين، با افزودن رس و تركيب رس- نانو مونت موريلونيت، كاهش ميانگين به­ترتيب 39 و 46 درصد در عمق آبشستگي نيز ديده شده است. با توجه به نتايج به‌دست ‌آمده از اين تحقيق مي­توان گفت كه استفاده از تركيب رس و نانو رس مونت موريلونيتي تأثيري مثبت در كنترل آبشستگي دارد و در مواردي مي­تواند بسيار مفيد باشد كه از ديدگاه عملي، از جمله در رودخانه­ ها، نتوان با مصالحي نظير بتن از بستر آنها محافظت كرد.

In this study, a non-structural and eco-friendly solution has been used to reduce scouring at downstream of screens. The upstream of screen which are known as stilling basin, are protected against scouring but the downstream of screens always are subjected to the flow scouring. Since clay and nanostructured-clay has suitable compatibility with river system and ecology as a view of the environment, the bed sediment at the downstream of the screen have been admixed with clay and nanostructured-clay, after grouting its effect on scour reduction have been evaluated in the three different flow. The experimental results indicate the positive effect of clay and nanoclay on scour depth reduction at the downstream of screens. The best performance has been occurred for clay and nano-montmorillonite clay mixture. The positive effect of clay and nano-montmorillonite clay mixture for scour length reduction is observable, and by utilizing this mixture, the length of scouring has been decreased 33 percent. Furthermore by addition of clay and nano-montmorillonite clay mixture, the scour depth reduced up to 39 and 46 percent. According to the result, utilizing clay and nano-montmorillonite clay mixture has a positive effect on scouring control, and as a practical view, it could be very useful for some cases such as rivers which bed protection by some materials such as concrete is not possible.