نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری رشته سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران.

2 استاد دانشگاه شهید چمران

3 عضو هیئت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

    در تحقیق حاضر ابعاد هندسی چاله آبشستگی در سه نوع آبشکن نفوذپذیر، نفوذناپذیر و باندال­لایککه ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر می­باشد در شرایط مستغرق مورد بررسی قرار گرفته­است. آزمایش­ها در یک فلوم مستقیم، در سه زاویه مختلف 60، 90 و 120 درجه، و تحت شرایط جریان ثابت (عدد فرود برابر 24/0) انجام شد. در کلیه آزمایش­ها ارتفاع سازه و عمق آب به ترتیب 12 و 16 سانتی­متر بود. نتایج آزمایش­ها به­صورت توپوگرافی بستر، عمق، کشیدگی و عرض چاله آبشستگی نشان داده­شد. بررسی نتایج نشان داد که میزان حداکثر عمق آبشستگی نسبی در آبشکن نفوذناپذیر در زاویه 90 درجه و در آبشکن باندال­لایک و نفوذپذیر در زاویه 120 درجه اتفاق می­افتد، هم­چنین قسمت نفوذپذیر باندال­لایک تأثیر زیادی در کاهش حداکثر عمق آبشستگی نسبی و عرض نسبی چاله آبشستگی ­دارد. در هر سه نوع آبشکن حداکثر عرض نسبی در زاویه 60 درجه و کمترین عرض نسبی در زاویه 90 درجه اتفاق
می­افتد، بیشترین کشیدگی چاله آبشستگی در آبشکن نفوذناپذیر در زاویه 90 درجه و در آبشکن باندال­لایک و نفوذپذیر در زاویه 60 درجه اتفاق می­افتد و قسمت نفوذناپذیر باندال­لایک اثر قابل توجهی در افزایش کشیدگی نسبی چاله آبشستگی دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effects of Permeable, Impermeable and Bandal-like Spur-dike Angel On Geometric Dimensions of Scouring In Submerged Conditions

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Jarah Zade 1
  • Mahmood kashefipour 2
  • Mahmood Shafai Bajestan 3

چکیده [English]

The purpose of this study is to compare the scouring hole geometric dimensions for three kinds of spur-dike: permeable, impermeable and bandal-like for submerged conditions by conducting a set of experimental tests. Bandal-like is made by combining permeable and impermeable spur-dikes.Experimental tests were carried out in a straight flume at a constant structure height equal to 12cm and three angels equal to 60, 90, 120 degrees  at a constant flow condition (Fr=0.24 , y=16cm). Results were presented as bed topography, depth, length and width of scour hole. It was found that the ratio of maximum scour to flow depth occurs at 90, 120, 120 degrees for impermeable, permeable and bandal-like spur dike, respectively. Permeable part of bandal-like was found to be effective in decreasing the ratio of maximum scour depth to flow depth and the ratio of scour width to flow depth. The ratio of maximum and minimum scour width to flow depth occurs at 60 and 90 degrees, respectively for three kinds of spur-dikes. The ratio of maximum scour length to flow depth in impermeable, permeable and bandal-like occurs at 90, 60 and 60 degrees, respectively. Impermeable part of bandal-like was found to be effective in increasing the ratio of maximum scour length to flow depth.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bandal-like spur-dike
  • Permeable spur-dike
  • Impermeable spur-dike
  • the Angel of structure
  • Scour hole
  • Submerged condition

1-    بهرامی یاراحمدی، م.، شفاعی بجستان، م.، دوستکام، م. و س. زرگرزاده. 1393. تاثیر سرریزهای گوه­ای شکل با طولهای مختلف بر وضعیت فرسایش و رسوبگذاری در قوسها: هشتمین کنگره ملی مهندسی عمران، بابل، دانشگاه صنعتی نوشیروانی.

 

2-    حسین­زاده تبریزی، ح.، واقفی، م. و م. قدسیان. 1393. تاثیر عدد فرود جریان بر الگوی جریان و آبشستگی اطراف آبشکن­های سری در مسیر مستقیم در حالت مستغرق و غیر مستغرق: مجله علمی پژوهشی عمران مدرس، 14(3):82-71.

 

3-    ساجدی سابق، م .، حسنی، خ. و م. حبیبی . 1375. بررسی آبشستگی موضعی دماغه آب­شکن با تغییر زاویه قرارگیری: چهارمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز.

 

4-    شجاعیان، ز .1393. بررسی آزمایشگاهی اثر هندسه آبشکن نوع باندال لایک برروی الگوی فرسایش و جریان در شرایط غیر مستغرق: پایان­نامه دکتری، رشته سازه­های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهیدچمران اهواز.

 

5-    علیزاده ارمکی، ح.، واقفی، م. و م. قدسیان. 1390. بررسی آزمایشگاهی هندسه چاله آبشستگی و نرخ آبشستگی حول آبشکن سرسپری جاذب و دافع: دهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه گیلان.

 

6-    کرمان­نژاد، ج.، فتحی­مقدم، م.، دهقانی، ا.ا.، و م. محمودیان.1390. بررسی رابطه تخلخل با حداکثر عمق آبشستگی آبشکن­های L شکل نفوذپذیر با زبانه به سمت بالادست و پایین­دست در شرایط آب زلال نشریه آب وخاک (علوم و صنایع کشاورزی): 25(2): 314-305.

 

7-    Jarrahzade,F. and, M. Shafai Bejestan. 2011. Comparison of maximum scour depth in bank line and nose of submerged weirs in a sharp bend. Scientific  Research and Essays, 6(5): 1071-1076.

 

8-    Johnson,P.A.,Hey, R.D.,Tessier, M. and, D.L. Rosgen. 2001. Use of vanes for control of scour at vertical wall abutments. Journal of Hydraulic Engineering, 127(9): 772-778.

 

9-    Johnson,P.A.,Hey, R.D.,Brown,E.R., and, D.L. Rosgen. 2002. Stream restoration in the vicinity of bridges. Journal of the American Water Resources Association, 38(1): 55-67.

 

10- Kuhnle, R. A., Alonso, C. V., and, F. D., Jr shields. 2002. Local scour associated with angled spur dikes, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 128(12): 1087-1093.

 

11- Rahman,M.M., Nakagawa, H., Khaleduzzaman, A. T.M., Ishigaki, T. and Y. Muto. 2004. On the formation of stable river course. Annual of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, No.47B,pp.601-616.

 

12- Teraguchi, H.,Nakagawa, H.,Kawaike, K., Baba, Y. and, H. Zhang. 2011: Alternative method for river training works: Bandal-like structures, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 55: 151-156.

 

13- Zhang, H., Nakagawa H., Baba, Y., Kawaike, K., Rahman, M.M. and, M.N. Uddin. 2011. Hydraulic and morphological consequences of bank protection measures along the Jamuna river, Bangladesh: Annuals of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, No. 54B.

 

14- Zhang, H., Nakagawa H., Baba, Y., Kawaike, K. and, H. Teraguchi. 2010. Three-dimentional flow around bandal-like structures: Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 54: 175-180.

 

15- Zhang, H., Nakagawa, H., Ishigaki, T., Muto, Y. and, A.T.M. Khaleduzzaman .2005. Flow and bed deformation around a series of impermeable and permeable spur dykes: The International Conference on Monitoring, Prediction and Mitigation of Water-Related Disasters (MPMD), 12-15 Jan, Kyoto, pp.197-202.