بررسی اثر نوع آبشکن بر تغییرات توپوگرافی بستر در قوس 90 درجه ملایم در شرایط مستغرق

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی علوم آب- دانشگاه شهید چمران اهواز

2 دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

تغییرات بستر و سواحل در قوس رودخانه‌ها امر بسیار مهمی از نقطه نظر ریخت­شناسی و مهندسی رودخانه محسوب می­شود و تحقیقات زیادی را به خود اختصاص داده است. یکی از راه‌های تثبیت دیواره در قوس خارجی استفاده از سازه‌ آبشکن می‌باشد. آبشکن‌ها می­توانند به صورت نفوذپذیر و یا نفوذناپذیر ساخته شوند. آبشکن باندال­لایک ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر است که می­تواند به عنوان جایگزینی برای آبشکن­های سنتی به کار برده شود. در این تحقیق اثر سه آبشکن نفوذپذیر، نفوذناپذیر و باندال­لایک با ارتفاع 5/8 سانتی­متر و در شرایط هیدرولیکی متفاوت (اعداد فرود 21/0، 23/0، 26/0 و 29/0)، بر توپوگرافی بستر در فلوم قوسی 90 درجه ملایم و در شرایط مستغرق  مورد آزمایش قرار گرفته است و نتایج با یکدیگر مقایسه شده­اند. نتایج این مطالعه نشان دادند که عمق فرسایش در اطراف آبشکن باندال­لایک به مراتب کمتر از آبشکن­ نفوذناپذیر است. به عنوان مثال در عدد فرود 29/0 حداکثر عمق آبشستگی در اطراف سازه باندال­لایک 64% کمتر از حداکثر عمق آبشستگی در اطراف آبشکن نفوذناپذیر می­باشد. همچنین سازه باندال­لایک در مقایسه با آبشکن­ نفوذپذیر سبب شکل­گیری کانال عمیق­تر برای ناوبری می­شود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of the Type of Spur Dike on Bed Topography in a 90 Degree Bend under Submerged Condition

نویسندگان [English]

  • Parisa Koochak 1
  • Seyed Mahmood Kashefipour 2
  • Mehdi Ghomeshi 2
  • Ahmad Fathi 2
1 College of Water Science Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz
2 College of Water Science Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz
چکیده [English]

Spur dikes are one of the best and most economical methods for bank protection in river bends and they are used in most parts of the world. The scour around the spur dike may lead to the destruction of the spur dike. Therefore Most of the previous investigators have published experimental data on the various aspects of the local scour around impermeable spur dikes. Less attention has been paid to permeable groins which can be used to minimize the occurrence of deeper erosion around the groins and reduce the flow velocity near the bank adjusting the permeability of the structure and consequently reducing the bank erosion. Bandal-like structure is a low cost alternative. It is usually used to maintain the navigation conditions in alluvial rivers at Indian Sub-Continents. The bandal-like structure is a combination of a permeable and impermeable groin. The effects of the bandal-like structures on river morphology have been verified through few studies including field investigations and laboratory experiments. Such as Rahman et al. (2004, 2005), Zhang et al. (2010) and Teraguchi et al. (5010, 2011) the results of these investigations showed that bandal-like structures have less erosion around the structure compared to impermeable groins and have more deposition near the bank and form a deeper main channel compared to permeable groins. All of the previous investigations on bandal-like structures were in straight channels and there have been very few investigations regarding bandal-like structures in submerged conditions therefore in this study the effect of three different types of spur dikes (permeable, impermeable and bandal-like) on the bed topography in a 90 degree bend, under four different Froude numbers (0.21, 0.23, 0.26, 0.29) and in submerged condition is examined and compared.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bandal-like spur dike
  • Permeable spur dike
  • Impermeable spur dike
  • 90 degree bend
عباس­پور م، واقفی م، قدسیان م، "بررسی اثر نسبت استغراق آبشکن­های  T شکل مستقر در قوس 90 درجه  بر توپوگرافی بستر"، نهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه تربیت مدرس، 1389.
عباسی ع­ ا، ملک­نژاد یزدی م، "مطالعه آزمایشگاهی تأثیر مشخصات هندسی آبشکن­های نفوذپذیر مستقیم و T شکل بر آبشستگی اطراف آن­ها"، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 1391، (38)، 95-107.
غال­دربندی ر، کشاورز م ح، حکیم­زاده ح، "تحلیل عددی سه­بعدی الگوی جریان در اطراف آبشکن مستغرق و غیر مستغرق"، چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران، اردیبهشت 1387.
فضلی م، قدسیان م، صالحی نیشابوری س، "تغییرات توپوگرافی بستر در قوس 90 درجه در شرایط مختلف جریان"، مجله فنی و مهندسی مدرس، 1388، 35، 123-144.
فضلی م، قدسیان م، صالحی نیشابوری س، "بررسی آبشستگی در اطراف آبشکن بسته در قوس"، ششمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه شهرکرد، شهریور 1386.
کرمان­نژاد ج، فتحی مقدم م، دهقانی ا ا، محمودیان م، "بررسی رابطه تخلخل با حداکثر عمق آبشستگی آبشکن­های L شکل نفوذپذیر با زبانه به سمت بالادست و پایین دست در شرایط آب زلال"، نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 1390، 25 (2)، 305-314.
مشکورنیا هـ، جراح­زاده ف، رامش س، شفاعی بجستان م، "بررسی تأثیر طول سازه آبشکن مستغرق بر میزان آبشستگی ساحل خارجی در قوس 90 درجه"، نهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه تربیت مدرس، آبان 1389.
Jamieson EC, Rennie CD, Townsend RD, “3D Flow and sediment dynamics in a laboratory channel bend with and without stream barbs”, Journal of  Hydraulic Engineering, 2013, 139, 154-166.
Masjedi A, Peymani Foroushani E, “Reduction of local scour by shape of single spur dike in river bend”, 9th ISE conference, Vienna, 2012.
Nasrollahi A, Ghodsian M, Salehi Neyshabouri SAA, “Local scour at permeable spur dikes”, Journal of Applied Sciences, 2008, 8 (19), 3398-3406.
Rahman MM, Nakagawa H, Ito N, Haque A, Islam T, Rahman MR, Hoque MM, “Prediction of local scour depth around Bandal-like structures”, Annual Journal of Hydraulic Engineering, 2006, 50, 163-168.
Rahman M, Nakagawa H, Khaleduzzaman A, Ishigaki T, Muto Y, “On the Formation of Stable River Course”, Annuals of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, 2004, 47B, 601-616.
Teraguchi H, Nakagawa H, Kawaike K, “Effects of hydraulic structures on river morphological processes”, International Journal of Sediment Research, 2011, 26, 283-303.
Teraguchi H,Nakagawa H,Kawaike K, Baba Y, Zhang H, “Morphological Changes induced by River Training Structures: Bandal-like structures and Groins”, Annuals of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, 2010, 53B, 505-518.
Yun L, Baomin W, Yongqiang L, “Research on Application of Removable Non-Rescue Submerged Groins in Lower Yellow River Training Works”, Procedia Engineering, 2012, 28, 781-785.
Zhang H, Nakagawa H, Baba Y, Kawaike K, Teraguchi H, “Three dimensional flow around bandal-like structures”, Annual Journal of Hydraulic Engineering, 2010, 54, 175-180