نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- مهندسی رودخانه ، گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب ، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد گروه سازه های آبی ، دانشکده مهندسی علوم آب ، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

آبشکن از جمله سازه‌هایی است که نقشی مهم و اساسی در کاهش نیروی برشی وارد بر ساحل رودخانه دارد. تقابل این سازه و جریان آب باعث ایجاد گردابه‌های قوی در دو راستای افقی و عمودی در اطراف آبشکن شده، که عامل اصلی پدیده آبشستگی اطراف سازه آبشکن و در نتیجه شکست آن می‌باشد. الگوی جریان پیرامون آبشکن و مقادیر فرسایش و رسوبگذاری بستر رودخانه به عوامل مختلفی مانند نوع آبشکن، موقعیت قرارگیری، زاویه‌ی آن نسبت به دیواره‌ها، و سایر پارامترها بستگی دارد. یکی از مهم‌ترین این پارامترها نفوذپذیری سازه آبشکن می باشد. در این مطالعه آزمایشگاهی، به بررسی اثر نفوذپذیری و زاویه تک آبشکن غیرمستغرق  بر روی ابعاد چاله آبشستگی پرداخته شده است. نتایج نشان داد که با افزایش نفوذپذیری به میزان 50 درصد، آبشستگی به میزان زیادی کاهش می یابد. برای 24/0Fr=، درحالت قائم (90 درجه ) با 50 درصد نفوذپذیری، عمق، طول و عرض آبشستگی نسبی در مقایسه با حالت نانفوذپذیر به ترتیب  67، 3/75 و 5/45 درصد کاهش یافت. همچنین، برای زاویه 120 درجه عمق، طول و عرض آبشستگی نسبی به ترتیب  1/64، 1/72 و 4/35 درصد کاهش یافت. به طور مشابه برای زاویه 60 درجه نیز در عمق، طول و عرض نسبی چاله آبشستگی کاهش مشاهده شد که مقادیر مربوط به آن ها به ترتیب 2/60، 7/68 و 8/38 درصد اندازه‌گیری شد. همچنین در حالت 50 درصد نفوذپذیری، بیشترین آبشستگی مربوط به آبشکن با زاویه 60 درجه بود که متوسط عمق، طول و عرض آبشستگی نسبی برای این حالت به ترتیب برابر با 19/0، 7/0 و 2/1  تعیین گردید.   

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental Study of the Effect of Spur Dike Permeability and Angle on Scour Hole Dimensions in Non-Submerged Conditions

نویسندگان [English]

  • Pooya Ehdaei 1
  • Seyed Mahmoud Kashefipour 2

چکیده [English]

Spur dike is a hydraulic structure which has an essential role in reducing the shear force on river banks. The interaction between the structure and flow makes vertical and horizontal vortices, which are the main reason for producing a local scour hole around spur dike and finally damaging it. The  behavior of the flow around a spur dike and the intensity of degradation and aggradation depend on different factors such as the type of the spur dike, its position, its angle with the bank, and some other  parameters. One of the most important factors is the permeability of the spur dike. This experimental study focuses on the effect of spur dike’s angle and its permeability on scour hole dimensions in non-submerged conditions. According to the results, when permeability increased up to 50%, scouring  decreased  significantly. For Fr=0.24, and in the vertical  position of spur dike (90 degrees) with 50% permeability, relative depth, length, and width of  the scour hole decreased 67%, 75.3% and 45.5%,   respectively in comparison with impermeable spur dike. Also for the angle of 120 degrees, relative depth, length and width of the scour hole declined 64.1%, 72.1% and 35.4%, respectively. Similar results were obtained for the angle of 60 degrees with the reduction of relative depth, length  and width of the scour hole being measured  60.2%, 68.7% and 38.8%, respectively. In addition, for 50% permeability, the highest level of scouring was for the angle of 60 degrees, whose average relative depth, length, and width were 0.19, 0.7 and 1.2, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spur Dike
  • Scour
  • Permeability