نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه سازه های آبی دانشگاه شهیدچمران اهواز .

2 استاد دانشگاه گروه سازه های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

     توسعه حفره آبشستگی پایین دست حوضچه های آرامش از نوع پرش هیدرولیکی می‌تواند منجر به تخریب خود سازه گردد که از دیرباز مورد توجه محققین بوده است. با گسترش حوضچه‌های با بستر زبر ضرورت تکمیل مطالعات گذشته برای این سازه نیز اهمیت دارد.  لذا در این تحقیق ، یک مدل آزمایشگاهی شامل سرریز با زاویه ی 30 درجه و ارتفاع 4/0 متر و حوضچه آرامش با بستر پوشیده از المان‌های شش پایه وطول ثابت 126 سانتی متر ساخته شد و آبشستگی پایین دست در چهار حالت طول حوضچه برابر طول پرش، و کاهش طول حوضچه نسبت به طول پرش به میزان 8٪،16٪ و 24٪  در پنج عدد فرود مختلف جریان(34/5 تا1/ 8 ) بررسی شد. نتایج نشان داد که با کاهش عدد فرود و کاهش طول حوضچه به دلیل اینکه بخشی از پرش به بیرون حوضچه انتقال می‌یابد، عمق آبشستگی افزایش یافته و بر ارتفاع پشته افزوده می شود. همچنین نتایج نشان داد که کاهش طول حوضچه به اندازه ی 8 ٪تا 24 ٪نسبت به طول ثابت حوضچه،افزایش 17٪ تا 43 ٪ عمق آبشستگی را در شرایط برقراری دبی حداکثر را به دنبال دارد. در دبی حداقل درصد افزایش عمق آبشستگی به ترتیب 40٪ و 60٪ نسبت به طول ثابت حوضچه برای کاهش طول 8٪و24٪ می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Hydraulic Jump Stilling Basins Downstream Scour Covered with Six-Legs Elements under Reduction of Basin Length

نویسندگان [English]

  • leila torfei salehei 1
  • mahmood shafai bajestan 2

1 M.Sc. Student of Water Structures, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz.

2 professor, Faculty of Water Science Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz

چکیده [English]

The most common way to dissipate the water kinetic energy at the downstream of weirs , gates at chutes is to use the hydraulic jump. Hydraulic jump is a phenomenon that alters the flow regime of the state of supercritical to the subcritical with dissipating much of the flow kinetic energy  and to prevent possible downstream scour  of the structure. Development of the downstream scour hole of the hydraulic jump stilling basins can  cause failure of the structure itself , which has been the interest of the researchers in the past. The extension of new roughened bed basin  is essential to pursue and complete what previous    researchers concluded for these basins.Safe and an economical design of hydraulic structures, an estimation of the maximum scour depth, and to minimization the scour dimensions is the interest of the researchers. Therefore, in this study the effect of placing the six-legged concrete elements   under different lengths was investigated investigated. Covering the river bed downstream of the spillways and gates with these roughened and permeable elements can decrease the stilling basin length and expected less scour depth. These elements are tight together and placed on the bed. The covered length of the  bed is equal to the length of jump on these elements. However, there is possibility in which few rows of the downstream elements are escaped because of the edge failure and therefore the roughened bed length is shortened. The main purpose of this study was to see  how much exactly would be the magnitude of downstream scour depth if the covered length is decreased. .

کلیدواژه‌ها [English]

  • Scour
  • reduction of stilling basin length
  • Hydraulic jump
  • six- legs elements

1-    حسینی،م. و ابریشمی، ج. 1379. هیدرولیک کانالهای باز ، ویرایش دوم ، چاپ بیست و هفتم ، انتشارات آستان قدس رضوی ،مشهد.

 

1-    حمیدی فر، ح.وامید،ح.1389.  بررسیآزمایشگاهیآبشستگیرسوباتغیرچسبندهدرپاییندستکفبند.مجلهتحقیقاتمهندسی کشاورزی ،11 (2): 28-17.

 

2-    خواجه گودری، م. و م. شفاعی بجستان، 1393. تاثیر زبری های A.jack بر طول پرش هیدرولیکی،اولین کنفرانس و نمایشگاه علوم و مهندسی آب،مرکز همایش­های بین المللی شهید بهشتی،تهران.

 

3-    شفاعی بجستان،م.(1387). مبانی نظری و عملی هیدرولیک انتقال رسوب.انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز.

 

4-    شفاعی بجستان، م. و نیسی، ک. 1388. بررسی عمق مزدوج پرش هیدرولیکی تحت تاثیر اجزای زبر کف. مجله دانش آب و خاک، 19(2): 176-165.

 

5-     شفاعی بجستان، م.و ص.  امیدی. 1393. بررسی عمق آبشستگی پایین دست حوضچه نوع 1 در شرایط پرش آزاد و مستغرق. سیزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه تبریز، آبان ماه1393.

 

6-    طرفی صالحی، ل. و م. شفاعی بجستان. 1394. بررسی عمق مزدوج و استهلاک انرژی در حوضچه ی آرامش با بستر آبرفتی پوشیده از المان های شش پایه،چهاردهمین کنفرانس هیدرولیک ایران،دانشکده مهندسی شهید نیکبخت،زاهدان.

 

7-    کوچک، پ. 1391.بررسی آزمایشگاهی اثر زبری کف بند افقی بر آبشستگی پایین دست آن. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید چمران اهواز.

 

9- نصر اصفهانی،م. و م. شفاعی بجستان. 1393. بررسی پدیده کاویتاسیون در حوضچه آرامش با بستر زبر و پله ناگهانی. نشریه علمی پژوهشی هیدرولیک 8(2): 40-29 .

 

10- Balachandar, R. and Kells, J.A. and  R.J. Thiessen, 2000. The effect of tailwater depth on the dynamics of local scour. Canadian Journal of Civil Engineering, 27: 138-150.

 

11- Carollo, F. Ferro, V. and V. Pampalone, 2011. Sequent Depth Ratio of a B-Jump. Journal of Hydraulic Engineering, 137(6): 651-658.

 

12- Ead, S.A. and N. Rajaratnam. 2002. Hydraulic Jumps on corrugated beds. Journal of Hydraulic
Engineering, ASCE, 128 (7): 656-663.

 

13- Farhoudi, J. and K. V. H. Smith, 1985. Local scour profiles downstream of  Hydraulic Jump. Journal of Hydraulic Research, 23(4): 342-358.

 

14- Izadjoo, F. and M. Shafai-Bajestan. 2007. Corrugated bed Hydraulic Jump Stilling Basin. Journal of
Applied Sciences, 7(8): 1164-1169.

 

15- Novak, P. 1955. Study of Stilling Basin withspecial regard to their end sill. Proceeding of 6th IAHR Conference, The Hague, paper C15.

 

16- Novak, P. 1961. Influence of bed load passage on scour and turbulence downstream of Stilling Basin. Proceeding of 19th IAHR Conference. Dubrovink.

 

17-Peterka, A.J. 1958. Hydraulic design of Stilling Basins and Energy Dissipaters. Engineering Monograph No. 25, USBR, Denver, Colorado, USA.

 

18- Thornton , C.I., Watson, C.C., Abt, S.R., Lipscomb, C.M.and C. Ullman.1999. Laboratory Testing of A-Jacks units for Irland Applications:pier scour protection Testing . Colorado State University Research Report for Armortec Concrete Erosion Control Systems, February, 19:10-16.