مطالعه آزمايشگاهي تاثير طول، فاصله و شكل آبشكن‌هاي T شكل و L شكل نفوذپذير بر عمق آبشستگي اطراف آن‌ها

Experimental investigation on the effect of length,space and shape of Gabion Groynes on local scouring depth

حفاظت از سواحل رودخانه در برابر فرسايش با استفاده از آبشكن‌ها از جمله روش‌هاي متداول در مهندسي رودخانه است. آبشكن‌ها، با هدايت جريان به‌سمت محور رودخانه، از ايجاد جريان قوي در طول ساحل جلوگيري كرده و مانع از فرسايش ساحل رودخانه مي‌شوند. استقرار آبشكن در مسير جريان، باعث ايجاد آبشستگي موضعي در محل آبشكن و تغييرات توپوگرافي بستر مي‌شود. در اين پژوهش، با استفاده از فلوم آزمايشگاهي به طول 18 متر، عرض 5/1 و عمق 8/0 متر در بستري متحرك، تاثير مشخصات هندسي آبشكن‌ها بر آبشستگي موضعي دماغه مورد بررسي قرار گرفت. آبشكن‌ها از جنس توري‌سنگ (گابيون)، از نوع غيرمستغرق و عمود بر ديواره فلوم ساخته شدند. آبشكن‌هاي مورد استفاده در دو نوع سرسپري و سركج با 20 درصد و 30 درصد تنگ‌شدگي كانال (دو طول آبشكن) بوده و آزمايش‌ها در چهار نسبت فاصله به طول در بستري با مصالح، شيب ثابت و استفاده از سه مقدار دبي انجام شدند. به‌منظور بررسي سرعت در بين آبشكن‌ها، آزمايش‌ها در بستري ثابت، تكرار و سرعت جريان در بين آبشكن‌ها اندازه‌گيري و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد، در آبشكن‌هاي سركج نسبت فاصله به طول 3 و در آبشكن‌هاي سرسپري نسبت فاصله به‌طول 4 مي‌توانند به‌عنوان نسبت‌هاي مناسب پيشنهاد شوند. همچنين سري آبشكن‌هاي سرسپري نسبت به سري آبشكن‌هاي سركج حداكثر عمق آبشستگي كم‌تري دارند.

Protecting the river bank by using groynes is very common in river engineering projects. Spur dikes makes flow path to be modified. Because of the concentration of flow in middle part of the river side is washed out. Settling spur dikes in the flow?s direction lead to a local scour in the spur dike side and the change in the bed topography. In this investigation a laboratory movable bed flume with 18 m length, 1.5 m width and 0.8 m depth was used. To study local scour near the head of unsubmerged gabion groynes, the groynes were constructed perpendicular to the flume?s wall. Two shapes of groynes (L shape and T shape), two constriction ratios (20% and 30%) and four ratios of space to length (S/L), were used with one constant bed material and one constant bed slope with three different discharges. Since the reduction of flow velocity between two consequent groynes, causes sedimentation and bank protection, all of the experiment were repeated with constant bed. In this experiment the flow velocity and the pattern of streamlines between consequent groynes were investigated with more details. Based on the experiments result for L shape groyne S/L=3 and for T shape groyne S/L=4 is recommended as the most suitable S/L ratios. Regarding the type and shape of groyne, T shape groyne indicated the least scouring depth.