مطالعه آزمايشگاهي هيدروليك جريان و پايداري شيب پايين‏دست در بندهاي سنگريز

A Laboratory Study of the Flow Hydraulics and Stability of Downstream Slope of Rockfill Dams

بندهاي سنگريزه‏اي هنگام وقوع جريان‏هاي سيلابي، آب را در مخزن بالادست خود ذخيره كرده و به تدريج پس از فروكش كردن سيل به پايين دست تخليه مي‏كنند. از اين‏رو يكي از گزينه‏ها براي مهار سيلاب محسوب مي‏شوند. در اين مطالعه با انجام آزمايش‏هاي متعدد، تاثير دانه‏بندي (اندازه متوسط و انحراف معيار) سنگ‏دانه‏هاي مختلف و شيب شيرواني پايين دست بر روي پايداري سازه بررسي و نقش هر كدام از عوامل ذكر شده در برقراري شرايط پايدار براي بند، مورد مطالعه قرار گرفته و رابطه جديدي براي تعيين شيب پايدار پايين دست ارايه شد. هم‏چنين اثرات انحراف معيار سنگ‏دانه‏ها، شيب شيرواني پايين دست و اندازه سنگ‏دانه‏ها بر ميزان آب‏گذري بند مطالعه و پيشنهادهاي لازم در خصوص انتخاب اندازه مناسب سنگ‏دانه‏ها براي افزايش كارآيي اين سازه‏ها ارايه شد. به منظور اعتبار سنجي رابطه جديد ارايه شده، تعدادي از داده‌هاي آزمايشگاهي با نتايج حاصل از كاربرد رابطه مقايسه و همبستگي نسبتاً خوبي بين نتايج محاسباتي و آزمايشگاهي در پوش خطاي 20 درصد مشاهده شد. علاوه بر اين مقادير ريشه ميانگين مربع خطاها و ميانگين خطاي نسبي به ترتيب 04/0 و 09/0 به دست آمد كه دقت خوب رابطه را نشان مي‏دهد.

Construction of porous barriers to collect flood flows and gradual release of water, later, is one of the effective techniques for flood control. In this study, by carrying out a set of experiments in a flume with the width of 0.6, depth of 0.8, and length of 14 m, the effects of gradation of stones and downstream slope on the stability of such structures has been investigated. Moreover, the influence of mean diameters of stones along with their standard deviations as regards the stability of the structure have also been scrutinized. Utilizing dimensional analysis technique as well as two-thirds of the observed data, a new relationship for calculating the stable downstream slope in term of discharge, gradation of material and water depths upstream and downstream, has been developed. To evaluate the new relation, the remained one-third of the observed data was compared with those calculated from the new relation. The root of mean square errors and the mean of relative errors were found as 0.04 and 0.09, respectively, indicating a reasonable accuracy of the new relation established.