نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه شهید چمران اهواز

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

چکیده

تغییراترودخانه‌ایبه‌صورتفرسایشو رسوب‌گذاریمتناوبدربستر،تخریبوتعریضدیواره‌هاوسواحل،جابجاییالگویمارپیچیوراستایجریان،تغییرشکلرودخانه (شریانی- مارپیچی- مستقیم)،میانبریویاانحرافمسیررخمی‌دهد. یکی از روش­های متداول ساماندهی و کنترل فرسایش کناری در قوس رودخانه­ها، استفاده از آبشکن می­باشد. در تحقیق حاضر به بررسی سه نفوذپذیری 0، 33 و 64‌ درصد و سه طول مؤثر 5/10، 14 و 5/17سانتی­متر معادل 15/0، 2/0 و 25/0 عرض فلوم با چهار عدد فرود 21/0، 23/0، 26/0 و 28/0 بر ابعاد چاله­ آبشستگی در قوس 90 درجه‌‌ ملایم پرداخته شده است. نتایج نشان داد که با افزایش نفوذپذیری در هر سه طول مؤثر آبشکن­ها، ابعاد چاله آبشستگی در عدد فرود ثابت جریانکاهش می­یابد، به‌طوری‌که در آبشکن با طول مؤثر 14 سانتی‌متر با افزایش نفوذپذیری به میزان 33‌ درصد نسبت به حالت 0‌درصد (نفوذتاپذیر)، حداکثر عمق، طول و عرض چاله آبشستگی در عدد فرود 28/0 به ترتیب به میزان 8/59، 9/47 و 6/38 درصد کاهش می‌یابد و همچنین با افزایش نفوذپذیری به میزان 64‌ درصد نسبت به حالت 0‌ درصد (نفوذتاپذیر)، نسبت مزبور به ترتیب به میزان 9/82، 0/66 و 5/47 درصد کاهش می‌یابد. در هر سه حالت نفوذپذیری، با افزایش طول مؤثر آبشکن، ابعاد چاله آبشستگی به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد، به‌طوری‌که، بیشترین و کمترین ابعاد چاله آبشستگی مربوط به آبشکن با طول مؤثر 5/17 و 5/10 می­باشد. همچنین، با افزایش عدد فرود میزان آبشستگی افزایش یافته و بیشترین مقدار آبشستگی، در ناحیه انتهایی قوس خارجی به وقوع پیوسته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

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

نویسندگان [English]

  • maryam champour 1
  • Seyed Mahmoud Kashefipour 2

2 Professor, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University, ‌of Ahvaz, Iran

چکیده [English]

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.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Permeable spur dike
  • Scouring
  • River Bend
  • River bank protection

1-    بی‌نام، 1387. مبانی طراحی سازه‌های کنترل فرسایش در رودخانه‌ها و آبراهه‌ها، نشریه 417، معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس‌جمهور.

 

2-    شهابی، م. و س.م. کاشفی­پور، 1394. بررسی آزمایشگاهی اثر نفوذپذیری سری آبشکن­ها بر روی ابعاد چاله آبشستگی در شرایط غیر مستغرق در قوس 90 درجه ملایم، مجله علمی پژوهشی علوم و مهندسی آبیاری، 39 (4): 21-13.

 

3-    موسوی، ک.و م. قدسیان، 1389. بررسی آزمایشگاهی تأثیر شعاع انحنای نسبی کانال بر آبشستگی بستر در خم 90 درجه، مجله علمی پژوهشی عمران مدرس، سال دهم، (2): 147-135.

 

4-    مهرنهاد، ع. و م. قدسیان،. 1391. بررسی آزمایشگاهی اثر عدد فرود جریان بر آبشستگی و تغییرات توپوگرافی بستر در مسیر مستقیم به دلیل استقرار آبشکن T شکل در قوس 90 درجه، انجمن علوم و مهندسی منابع آب، تحقیقات منابع آب ایران، سال هشتم، (2): 79-71.

 

5-    یباره‌پور، ا. و س.م. کاشفی‌پور، 1392. بررسی آزمایشگاهی تأثیر نفوذپذیری آبشکن روی ابعاد چاله فرسایشی، نشریه دانش آب و خاک، 24 (3): 40-27.

 

6-    Ezzeldin, M. M., Saafan, T.A., Rageh, O.S. and L.M. Nejm. 2007.  11thInternational water technology conference, Sharm El-sheikh, Egypt.

 

7-    Nasrollahi, A., Godsian, M. and S.S.A. Salehi Neyshabouri.  2008.  Local scours at  permeable spur dikes. Journal of Applied Siences, 8(19): 3398-3406.

                                                                                                                                        

8-    Osman, M.A. and H. Negmaldin Saeed.  2012. Local scour depth at the nose of permeable and impermeable spur dykes. University of Khartoum Engineering Journal, 2(1): 1-9.

 

9-    Zhang, H. and H.  Nakagawa. 2008. Scour around spur dykes: Recent advances and future researches, Annuals of the Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, 51B:171-188.