برآورد طول حفره آب‌شستگي ناشي از فرسايش نشتي كناره رودخانه بر اساس نتايج تجربه‌هاي آزمايشگاهي

Estimation of Scour Length Caused by River Bank Erosion Based on the Experimental Results

فرسايش ناشي از نشت يكي از مكانيزم‌هاي تخريب كناره رودخانه است كه با حركت ذرات خاك در لايه‌اي تراوا با دانه بندي مشخص تحت گراديان هيدروليكي بحراني به‌وقوع مي‌پيوندد. با توجه به پيچيدگي فرآيند فرسايش كناره رودخانه‌ها و پژوهش‌هاي محدود انجام شده در اين رابطه با دانه‌بندي‌هاي مختلف، بررسي و شناخت پارامترهاي موثر بر روي آن اهميت چشم‌گيري دارد.. در اين تحقيق با شبيه‌سازي بازه‌اي از كناره رودخانه در آزمايشگاه در سه دانه‌بندي مختلف، به بررسي تاثير دانه‌بندي بر روي تغييرات عدد رينولدز محيط متخلخل در گراديان‌هاي مختلف و برآورد طول حفره ناشي از فرسايش پرداخته مي‌شود. نتايج حاصل، حاكي از افزايش عدد رينولدز با افزايش قطر ذرات تشكيل دهنده كناره است. بر اين اساس با به‌كارگيري تحليل ابعادي دو رابطه تجربي براي برآورد طول حفره آب‌شستگي ناشي از فرسايش كناره براي دو حالت جريان نشتي آرام و آشفته پيشنهاد مي‌گردد.

River bank erosion is a mechanism initiated by soil particles movement due to subsurface flow. This may occur in a soil texture at a critical hydraulic gradient. With regards to the complexity of river bank erosion processes and limited research in this field, it is of significance to investigate and identify the effective parameters. In the present study, a physical model of a river bank was developed to achieve in-depth understanding of the effects of bank material particle sizes on porous media under various hydraulic gradients. It is concluded that the length of scour hole caused by seepage erosion may depend on the hydraulic gradients as well as Reynolds number. Further, two empirical relationship are derived on the basis of observed experimental results to estimate scour hole length resulted from river bank erosion for laminar and turbulent conditions.