مطالعه‌ي آزمايشگاهي اثر نصب كف‌بند بر كاهش آب‌شستگي موضعي در پايين‌دست سازه‌هاي كنترل تراز بستر سطح شيب‌دار

كاهش تراز بستر رودخانه‌ها، يكي از مهمترين مسائلي مي‌باشد كه امروزه مهندسين رودخانه با آن مواجه هستند. سازه‌هاي كنترل تراز بستر سطح شيب‌دار از جمله سازه‌هايي هستند كه علاوه‌بر حفاظت رودخانه در مقابل فرسايش پيش‌رونده در بستر، داراي شرايط مناسب محيط‌زيستي از منظر سهولت در عبور آبزيان به بازه‌هاي بالادستي و نيز افزايش اكسيژن محلول در آب هستند. يكي از موضوعات مهم در طراحي و ايمن‌سازي اين سازه‌ها، پيش‌بيني مقدار عمق آب‌شستگي در پايين‌دست آن‌ها و اتخاذ روش‌هاي كاهش آن است. در تحقيق حاضر تاثير حضور كف‌بند بر تغييرات مشخصات آب‌شستگي موضعي در پايين‌دست سازه كنترل تراز بستر سطح شيب‌دار با و بدون زبري سطح سازه به‌صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش‌ها براي شيب‌هاي كارگذاري 1:3و 1:5، نسبت عمق بحراني به ارتفاع سازه 0.2-0.14، زبري سطح سازه با اندازه‌هاي 5.2-1.15 سانتي‌متر و چيدمان‌هاي مختلف و نيز كف‌بند با طول‌هاي برابر و نصف ارتفاع سازه در آزمايشگاه هيدروليك و مدل‌هاي فيزيكي هيدروليكي دانشگاه گيلان طي سال‌هاي 1399 و 1400، اجرا گرديد. تجزيه و تحليل نتايج در شيب‌هاي مختلف سازه نشان داد كه ايجاد كف‌بند رابطه مستقيم با كاهش عمق حداكثر نهايي آب‌شستگي دارد به‌گونه‌اي كه با نصب كف‌بند به طول برابر با ارتفاع سازه، عمق حداكثر نهايي آب‌شستگي در دامنه دبي‌ها و زبري‌هاي حداقل تا حداكثر، براي شيب‌هاي 1:3 و 1:5 بطور متوسط به ترتيب 58 و 43 درصد نسبت به حالت بدون كف‌بند و بدون زبري كاهش مي‌يابد. بررسي نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش اندازه زبري در بهترين عملكرد آن، از عمق حداكثر نهايي آب‌شستگي در دامنه دبي‌هاي حداقل تا حداكثر و شيب‌هاي مورد بررسي، بطور متوسط 39 تا 62 درصد نسبت به حالت بدون زبري كاسته مي‌شود. مقايسه نتايح حاكي از آن است كه در شيب‌ 1:3 تغيير چيدمان زبري از وضعيت يك در ميان به متراكم در محدوده زبري درشت‌دانه، تاثيري بر كاهش عمق حداكثر نهايي آب‌شستگي نداشت اما در شيب 1:5 منجر به كاهش 18 تا 42 درصدي عمق حداكثر نهايي آب‌شستگي شد.