بررسی علل بروز آب شستگی در پایین دست حوضچه آرامش سد انحرافی شهدا و ارایه راه کار مناسب برای کنترل آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا (ص) بهبهان.

2 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا (ص)

3 استاد گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز.

4 استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا (ص) بهبهان.

چکیده

هدف اصلی این تحقیق، مطالعه دلایل تخریب پایین‌دست حوضچه آرامش سد انحرافی شهدا در استان خوزستان و ارایه راه­کارهایی برای جلوگیری از گسترش آن می‌باشد. به همین منظور مدل فیزیکی هیدرولیکی سد و حوضچه آرامش آن ساخته شده و آزمایش­ها در دو سناریو انجام گرفت. در آزمایش­های دسته اول، علت­های ایجاد آب­شستگی و عوامل مؤثر در آن و در دسته دوم راه­کارهای کنترل آب­شستگی بررسی شد. نتایج  نشان داد کوتاه بودن طول حوضچه آرامش و بیش­تر بودن سرعت محلی جریان در پایین‌دست حوضچه از سرعت آستانه حرکت ذرات بستر، علت‌های اصلی بروز آب­شستگی می‌باشند. هم­چنین مشخص شد با افزایش دبی و افزایش طول پرش هیدرولیکی برای یک دبی ثابت، میزان آب­شستگی افزایش و با افزایش عمق پایاب، کاهش می­یابد. اثر سنگ­چین و کاهش شیب مصالح پایین­دست حوضچه در کاهش میزان آب­شستگی بررسی و مشخص شد استفاده از سنگ­چین 5 میلی­متر (20 سانتی­متر در واقعیت) بهترین راه­کار در کنترل آب­شستگی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the causes of scouring downstream of stilling basin of Shohada diversion dam and proposing suitable solutions to control it

نویسندگان [English]

  • Mahdiye Vahidi Alvar 1
  • Seyed Amin Asghari Pari 2
  • Mahmood Shafai Bajestan 3
  • Nasim Arman 4
1 M. Sc. Student of Water and Hydraulic Structures, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology.
2 Associate Professor, Faculty of Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology.
3 Professor, Faculty of Water Sciences Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz.
4 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology.
چکیده [English]

Shohada diversion dam was constructed on the border of agricultural lands of Behbahan plain (Khuzestan province, Iran) to divert the water of the Maroun River. This dam has a concrete-soil composite. The concrete part consists of an ogee spillway, a stilling basin, and two intake channels and sediments on the right and left sides. The height of the dam is 12.2 meters and its spillway length is 150 meters. The dam has a sloping basin and its capacity is 22 m3/sec. The longitudinal slope of this basin is 1 to 5 (vertical: horizon). The studies have shown that parts of downstream of the stilling basin are being eroded and scoured. Unless controlled properly, this will continue and might lead to the destruction of the basin or the main structure of the dam. Most of the stilling or apron basins used in the previous studies are horizontal and smooth, and no research has been conducted on scouring downstream of sloping basins so far. Therefore, the purpose of this research is to explore the causes of scouring downstream of the Shohada dam's stilling basin and its controlling factors to finally provide an appropriate strategy to prevent its spread.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Physical model
  • the threshold of motion
  • Jump length
  • The Maroun River
1-       Balachandar, R., Kells, J. A. and Thiessen, R. J. 2000. The effect of tailwater depth on the dynamics of local scour. Canadian Journal of Civil Engineering, 27: 138-150.

 

2-       Catakli, O., Ozal, K., Tandogan, A. 1973. A study of Scours at end of stilling basin and use of horizontal beams as energy dissipators. 11-th Congress of Large Dams, Madrid. Q41 R2: 23-37.

 

3-       Dargahi, B. 2003. Scour downstream of a spillway. Journal of Hydraulic Research, 41(4): 417-426.

 

4-       Dey, S and Sarkar, A. 2006. Scour downstream of an apron due to submerge horizontal jets. Journal of Hydraulic Engineering, 132(3): 246 – 257.

 

5-       Dezab Consulting Engineering Company Report No 2004286, 2003. Calibration of Irrigation gates of Shohada and Jayzan diversion dams. (In Persian).

 

6-       Farhoodi, J and Smith, K. 1985. Local scour profile downstream of hydraulic jump. Journal of Hydraulic Research 23(4): 343-359.

 

7-       Hamidifar, H. and Omid, M. H. 2010. Noncohesive Sediment Scour Downstream of an Apron. Journal of Agricultural Engineering Research, 11(2): 17-28. (In Persian)

 

8-       Mahmoudian Shooshtari, M. 2008. Principles of flow in open channels. First volume. Second edition. Shahid Chamran University of Ahvaz Publications. (In Persian)
 
9-       Novak, P. 1955. Study of stilling basin withspecial regard to their end sill. Proceeding of 6th IAHR Conference, The Hague, paper C15.

 

10-   Novak, P. 1961. Influence of bed load passage on scour and turbulence downstream of stilling basin. Proceeding of 19th IAHR Conference, Dubrovink: 66-75.

 

11-   Oliveto, G. 2013. Local scouring downstream of a spillway with an apron. Proceedings of the Institution of Civil Engineers. 166. 254-261.

 

12-   Shafai-Bajestan, M. 2004. Sediment Hydraulic. Third edition. Shahid Chamran University of Ahvaz Publications. (In Persian)

 

13-   Shafai-Bajestan, M. 2013. Basic theory and practice of hydraulics of sediment transport. Shahid Chamran University press. Ahvaz. Iran.

 

14-   Shafai-Bajestan, M., Omidi, S. 2016. Investigation of Scour Depth Downstream of Stilling Basin for the Case of B-Jump. Irrigation Sciences and Engineering, 38(4), 125-136. (In Persian)