بررسي آزمايشگاهي تاثير آورد رسوب شاخه اصلي بر الگوي رسوب در محل تلاقي رودخانه‌ها

Effect of sediment load from main canal on maximum scour depth at river confluence

محل تلاقي رودخانه‌ها از اجزا مهم مورفولوژيكي در سيستم‌هاي رودخانه‌اي مي‌باشد. اين مكان به عنوان ناحيه‌اي با الگوهاي پيچيده از جريان شناخته شده است. به دليل تغيير در مقدار و جهت سرعت، مقدار دبي جريان و دبي رسوب، پديده‌هايي چون فرسايش عميق در بستر، فرسايش سواحل و رسوب گذاري در پايين دست محل تلاقي اتفاق مي‌افتد. اين امر باعث ايجاد خسارت به ابنيه مجاور و از همه مهم تر تغيير مورفولوژي رودخانه مي‌شود. يكي از عوامل مهم و تاثيرگذار در الگوي رسوب در تلاقي رودخانه‌ها، بار زنده يا آورد رسوب مي‌باشد كه تاكنون كمتر مورد بررسي قرار گرفته است. در اين تحقيق، ابتدا با آناليز ابعادي پارامترهاي بي‌بعد موثر استخراج شده‌ و سپس با ساخت و طراحي مدل فيزيكي و دستگاه تزريق رسوب، تاثير آورد رسوب در شاخه اصلي بر الگوي رسوب در محل تلاقي رودخانه‌ها مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، با برقراي شرايط خاص هيدروليكي به منظور ايجاد بار زنده، تاثير عواملي چون نسبت دبي شاخه فرعي به دبي كل جريان (Qr)، عدد فرود ذره پايين دست تلاقي (Fg) و نسبت آورد رسوب شاخه اصلي به دبي جريان شاخه اصلي (Qb/Q1) بر حداكثر عمق آبشستگي (Ds) در يك تلاقي 60 درجه مورد بررسي قرار گرفت. در مجموع، تعداد 54 آزمايش انجام شد. نتايج آزمايش‌هاي انجام شده نشان داد كه با افزايش آورد رسوب بالادست، حداكثر عمق آبشستگي از صفر تا 35 درصد كاهش مي‌يابد و توپوگرافي بستر نيز كاملا دچار تغيير مي شود. در نهايت نيز رابطه‌اي براي پيش بيني حداكثر عمق آبشستگي در شرايط بار زنده ارايه و آناليز حساسيت آن نيز انجام شد.

River confluence is an important element of river system. At this place, because of complex three dimensional flow structure, scour and sedimentation is occur which can damage the surrounding area, change river morphology and can be harmful to navigation. Many variables can effect the sedimentation pattern at river confluence such as bed load coming from the main channel which has not been studied in the past. Therefore it is the main goal of this study to experimentally investigated the effect of bed load. To do so first a general non dimensional relation was developed, then a sediment feeder was designed and calibrated. Afterwards, series of experimental tests were conducted in various hydraulic conditions and sediment discharge. The results indicate that increasing the amount of bed load sediment, reducing the maximum scour depth from up to 35 percent. Also it was observed that bed scour and sedimentation patterns can change when the bed load is presented. Finally, an equation was developed to predict the scour depth in terms of sediment load. The accuracy of the new is within 95 percent. The sensitivity analysis of this equation shows that it is more sensitive to Densimetric Froude. The new relation was compare with Ghobadian and Shafai Bejestan (2007).