بررسی آزمایشگاهی آبشستگی رسوبات غیرچسبنده در پایین دست کف بند

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

2 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

چکیده

پیش­بینی میزان آبشستگی موضعی در پایین­دست سازه­های هیدرولیکی از موضوعات مورد توجه محققان در سال­های اخیر بوده است. در این تحقیق اثر اندازة دانه، عمق پایاب، و عدد فرود بر آبشستگی موضعی بستر ناشی از جت افقی مستغرق خروجی از زیر یک دریچه کشویی بررسی شده است.  در این بررسی، از رسوبات غیرچسبنده با دو
دانه­بندی مختلف در پایین­دست یک کف­بند افقی استفاده شده است.  آزمایش­ها با اعداد فرود جت ورودی مختلف و دامنة متغیر عمق پایاب، شامل استغراق کم تا استغراق زیاد اجرا شده است.  تغییرات حداکثر عمق گودال آبشستگی، ارتفاع تلماسه، و گسترش طولی آبشستگی بر حسب تغییرات عمق پایاب، اندازة ذره، و عدد فرود ذره مورد بررسی قرار گرفت.  نتایج نشان می­دهد که تأثیر عمق پایاب به میزان عدد فرود ذره بستگی دارد.  همچنین وجود تشابه بین پروفیل­های آبشستگی، که یکی از موضوعات چالش ­برانگیز در تحقیقات قبلی بوده است، در این تحقیق تایید شد.  همچنین پارامترهای مشخصه گودال آبشستگی به صورت نمودارهایی بر حسب پارامترهای بدون بعد آورده شده است که می­توان در طراحی­ها جهت حفاظت بستر در برابر آبشستگی استفاده کرد.

Adduce, C. and Sciortino, G. 2006. Scour due to a horizontal turbulent jet: numerical and experimental investigation. J. hydra. Res. 44(5): 663-673.

Ali, K. H. M. and Lim, S. Y. 1986. Local scour caused by submerged wall jets. Proceedings of the Institution of Civil Engineers. Part 2. Res. Theory. 69(DEC):1059-1064.

Alihosseini, P., Ebrahimi, K., Sanei, M. and Mashaal, M. 2008. Experimental investigation of temporal variation of scour profile downstream of submerged hydraulic jumps. Proceedings of the 7th Iranian Conference on Hydraulic. Nov. 11-13. Sh. Abbaspour University. Tehran. Iran. (in Farsi)

Balachandar, R., Kells, J. A. and Thiessen, R. J. 2000. The effect of tailwater depth on the dynamics of local scour. Can. J. Civ. Eng. 27, 138-150.

Bey, A., Faruque M. A. A. and Balachandar, R. 2007. Two-dimensional scour hole problem: role of fluid structure. J. Hydra. Eng. 133(4): 414-430.

Chiew, Y. M. and Lim, S. Y. 1996. Local scour by a deeply submerged horizontal circular het. J. Hydra. Eng. 122(9): 529-532.

Dargahi, B. 2003. Scour downstream of a spillway. J. hydra. Res. 41(4): 417-426.

Dey, S. and Sarkar A. 2006. Scour downstream of an apron due to submerged horizontal jets. J. Hydra. Eng. 132(3): 246-257.

Dey, S. and Sarkar A. 2007. Effect of upward seepage on scour and flow downstream of an apron due to submerged jets. J. Hydra. Eng. 133(1): 59-69.

Dey, S. and Westrich, B. 2003. Hydraulics of submerged jet subject to change in cohesive bed geometry. J. Hydra. Eng. 129(1): 44-53.

Farhoudi, J. and Smith, K. V. H. 1985. Local scour profiles downstream of hydraulic jump. J. Hydra. Res. 23(4): 343-358.

Hoffmans, G. J. C. M. and Pilarczyk, K. W. 1995. Local scour downstream of hydraulic structures. J. Hydra. Eng.  121(4): 326-340.

Kells, J. A., Balachandar, R. and Hagel, K. P. 2001. Effect of grain size on local channel scour below a sluice gate. Can. J. Civ. Eng. 28, 440-451.

Kurniawan, A., Altinakar, M. S. and Graf, W. H. 2001. Flow pattern of an eroding jet. Proceedings of XXIX IAHR Congress. Beijing. China. 537-544.

Moghim, M. N., Golsangi, M. G. and Ghodsian, M. 2008. Using artificial neural network to predict the maximum depth of scour by wall jets. Proceedings of the 4th National Congress on Civil Engineering. Tehran University. Tehran. Iran. (in Farsi)

Musavi, I. 2000. Experimental investigation of scour profile downstream of hydraulic jumps. M. Sc. Thesis. Faculty of Engineering. Sharif  University of Technology. Tehran. Iran. (in Farsi)

Oliveto, G., Comuniello, V. and Onorati, B. 2008. Temporal development of local scour downstream of positive-step stilling basins. Proceedings of River Flows. Sep. 3-5. Izmir. Turkey. 1673-1678.

Omid, M. H., Hamidifar, H. and Reisi, A. 2009. Effect of tailwater depth on local scour downstream of an apron. Proceedings of 8th International Congress on Civil Engineering. May 11-13. Shiraz. Iran. In press. (in Farsi)

Rajaratnam, N. 1981. Erosion by plane turbulent jets. Journal of hydraulic research. 19(4): 339-345

Sarathi, P., Faruque M. A. A. and Balachandar, R. 2008. Influence of tailwater depth, sediment size and densimetric Froude number on scour by submerged square wall jets. J. Hydra. Res. 46(2): 158-175.

Uyumaz, A., Altunkaynak A. and Ozger, M. 2006. Fuzzy logic model for equilibrium scour downstream of a dam’s vertical gate. J. Hydra. Eng. 132(10): 1069-1075.