بررسي آزمايشگاهي اثر نفوذپذيري و طول سري آبشكن ها بر ابعاد چاله آبشستگي در شرايط غير مستغرق در قوس 90 درجه ملايم

Experimental Study on Effects of Permeability and Spur Dike Series Length on Scour-Hole Dimensions in a 90° mild bend under non-submerged conditions

تغييرات رودخانه اي به صورت فرسايش و رسوب گذاري متناوب در بستر، تخريب و تعريض ديواره ها و سواحل، جابجايي الگوي مارپيچي و راستاي جريان،تغيير شكل رودخانه (شرياني- مارپيچي- مستقيم)،ميان بي و يا انحراف مسير رخمي دهد. يكي از روش هاي متداول ساماندهي و كنترل فرسايش كناري در قوس رودخانه ها، استفاده از آبشكن مي باشد. در تحقيق حاضر به بررسي سه نفوذپذيري 0، 33 و 64 درصد و سه طول موثر ۱۰/۵، 14 و ۱۷/۵سانتي متر معادل ۰/۱۵، ۰/۲ و ۰/۲۵ عرض فلوم با چهار عدد فرود ۰/۲۱،۰/۲۳، ۰/۲۶ و۰/۲۸ بر ابعاد چاله آبشستگي در قوس 90 درجه ملايم پرداخته شده است. نتايج نشان داد كه با افزايش نفوذپذيري در هر سه طول موثر آبشكن ها، ابعاد چاله آبشستگي در عدد فرود ثابت جريانكاهش مي يابد، به طوري كه در آبشكن با طول موثر 14 سانتي متر با افزايش نفوذپذيري به ميزان 33 درصد نسبت به حالت 0 درصد (نفوذتاپذير)، حداكثر عمق، طول و عرض چاله آبشستگي در عدد فرود ۰/۲۸ به ترتيب به ميزان ۵۹/۸، ۴۷/۰ و ۳۸/۶ درصد كاهش مي يابد و همچنين با افزايش نفوذپذيري به ميزان 64 درصد نسبت به حالت 0 درصد (نفوذتاپذير)، نسبت مزبور به ترتيب به ميزان ۸۲/۹، ۶۶/۰ و ۴۷/۵ درصد كاهش مي يابد. در هر سه حالت نفوذپذيري، با افزايش طول موثر آبشكن، ابعاد چاله آبشستگي به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد، به طوري كه، بيشترين و كمترين ابعاد چاله آبشستگي مربوط به آبشكن با طول موثر۱۷/۵ و ۱۰/۵ مي باشد. همچنين، با افزايش عدد فرود ميزان آبشستگي افزايش يافته و بيشترين مقدار آبشستگي، در ناحيه انتهايي قوس خارجي به وقوع پيوسته است.

River changes happen due to the periodic erosion and sedimentation along river bed، destruction and widening of river banks، movement of the meandering pattern and flow direction، changing of river form (braided، sinusoidal، and straight)، and shortcut or diversion of river path. One of the common hydraulic structures for erosion controlling in river bend is spur dike. Ezzeldin et al (2007) conducted experiments on a permeable spur dike to investigate the effect of the fluctuation ratio and the angle of attack on the scour hole dimensions. Based on the obtained results، for the same flow conditions and the degree of tightness، a 30-degree angle has been found to have a good effect on scour depth reduction in the nose and controlling coastal erosion. Nasrollahi et al (2008) examined the experimental investigation on the scouring hole around permeable and impermeable spur dikes. Based on the dimensional analysis، the important parameters affecting the scour hole are Froude number، permeability of the spur dike، and the ratio of flow depth to the length of the spur dike، the ratio D50 to the spur dike length and the channel width-to-length ratio. The results showed a significant reduction in the maximum permeability of scour depth compared to an impermeable spur dike، and there were also relationships for maximum scour depth.