Experimental Investigation the effect of slot on bed scouring in Series Triangular of Vane Attached to The Bank in 90 Degree Mild Bend

Document Type : Research Paper

Authors

University of Ahvaz,Iran

Abstract

Triangular vanes attached to the bank are a new method to control erosion and help protection the bank in meandering rivers. This structure is subjected to scouring due to flow convergence at the tips of the structures. Therefore, countermeasure methods should be employed in order to prevent financial damages and life hazards. One of these methods is to use a slot. In this study, the series of triangular vanes that a parallel chord rectangular slot, with the opening of the full vane area of 10% and a ratio of a/b=4 (a and b are the length and width of the slot) the bed in which they are established position near has been used. The vanes angle is 30 degrees upstream of the bank. Experiments under different installation distances, 4, 6 and 8 times the effective vane length, hydraulic conditions are different (Froude number 0.287, 0.304, 0.322), and the clear water. In all experiments depth of flow is constant and equal to 14 cm. Then the results were compared with no slot. The results showed that the slot reduces the average depths of scour around the tips of vanes. In average, the reduce percent of the average scour depths around the tips of the structure in distances 4Le, 6Le and 8Le is equal to 9 percent, 17 percent and 18 percent respectively. The triangular vanes caused flow diversion from outer bank towards the center bend and thus the formation of thalweg. The slot reduces the maximum depth of scour thalweg. In average, the reduce percent of the maximum depth of scour thalweg in distances 4Le, 6Le and 8Le is equal to 22.6 percent, 46 percent and 30 percent respectively. The first of effective length of vanes was 1/5 flume wide. In start tests and erosion around the vanes increased the first of effective length of vanes. The slot reduces the effective length variation of vanes. In average, the reduce percent of average the effective length variation of vanes in distances 4Le, 6Le and 8Le is equal to 15.5 percent, 13.7 percent and 15.7 percent respectively.

Keywords

References

1-    آقاخانی افشار، ح. 1380.  کنترل و کاهش آب شستگی موضعی در پایه‌های پل با استفاده از شکاف. سومین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشکده فنی دانشگاه تهران.
 
2-    بدری، پ. و م. شفاعی بجستان. 1393. مقایسه عملکرد صفحات مثلثی مستطیلی متصل به ساحل در کنترل فرسایش در قوس ملایم 90 درجه،. پانزدهمین کنفرانس دانشجویان عمران سراسر کشور، دانشگاه ارومیه.
 
3-    بهرامی یاراحمدی، م. و م. شفاعی بجستان. 1393. تغییرات توپوگرافی بستر در قوس ملایم 90 درجه با نصب آبشکن مثلثی شکل. مجله علمی پژوهشی عمران مدرس، 14(3) :203-165.
 
4-    بهرامی یاراحمدی، م. و م. شفاعی بجستان. 1394، الف. بررسی تغییرات طول مؤثر صفحات مثلثی شکل بر الگوی فرسایش و رسوبگذاری در قوس ملایم 90 درجه. نشریه مهندسی عمران فردوسی، 27 (1): 100-87.
 
5-    بهرامی یاراحمدی، م. و م. شفاعی بجستان. 1394، ب. تأثیر سری صفحات مثلثی در قوس ملایم 90 درجه بر الگوی توپوگرافی بستر. نشریه مهندسی عمران و محیط‌زیست، 45 (3): 14-1
 
6-   حیدر پور، م.، افضلی مهر، ح. و م. نادری. 1382. ­کنترل و کاهش آبشستگی موضعی در پایه­های پل با مقاطع مستطیلی گرد گوشه با استفاده از شکاف، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 7 (3): 27-13.
 
7-    درستی، م.، امیرسالاری، ف.، فتحی، ا. و م. محمودیان شوشتری. 1395، الف. اثر شکاف در سری صفحات مثلثی متصل به ساحل بر آبشستگی موضعی در قوس ملایم 90 درجه. ششمین کنفرانس ملی مدیریت منابع آب، با رویکرد پیوند اکولوژیکی و با چرخه آب برای پایداری سرزمین. دانشگاه کردستان. یکم تا سوم اردیبهشت.
 
8-   درستی، م.، امیرسالاری، ف.، فتحی، ا. و م. محمودیان شوشتری. 1395، ب. اثر صفحه جان‌پناه بر توپوگرافی بستر حول صفحه اول درتری صفحات مثلثی متصل به ساحل در قوس ملایم 90 درجه. دومین کنفرانس بین‌المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در عمران، معماری و مدیریت شهری.
 
9-    ظهیری، ج.، کاشفی­پور، س. م.، شفاعی بجستان، م. و م. قمشی. 1391. تأثیر پارامترهای هندسی ریپ‌رپ بر محافظت آبشکن­ها در قوس 90 درجه. علوم و مهندسی آبیاری، 35 (4): 58-49.
 
10-  عبدالله پور، م.، حسین زاده دلیر، ع.، حسن‌پور، ن. و پ. خسروی­نیا. 1392. اثر شکاف در کاهش ­آبشستگی آبشکن با دیواره عمودی. نشریه دانش آب و خاک، 23 (3): 206-193.
 
11- Bhuiyan, F., Hey, R.D. and P.R. Wormleaton. 2009. Effects of vanes and W-weir on sediment transport in meandering channels. Journal of Hydraulic Engineering, 135 (5): 339–349.
 
12- Bhuiyan, F., Hey, R.D. and P.R. Wormleaton. 2010. Bank-attached vanes for bank erosion control and restoration of river meanders. Journal of Hydraulic Engineering, 136 (9): 583–596.
 
13- Chiew, Y.M. 1992. Scour protection at bridge Piers. Hydraul Engineering Journal, 118(9): 1260-1269.
 
14- Christensen, Z. M. 2009. Reduction of Local Scour around Bridge Piers: Combined System of Aerofoil and Slot. BS Thesis, Department of Engineering and Surveying, University of Southern Queensland.
 
15- Heidarnejad, M., Shafai Bajestan, M. and A. Masjedi. 2010. The effect of slots on scouring around piers in different positions of 180-degrees bends. World Applied Sciences Journal,  8 (7): 892-899.
 
16- Kumar, V., Rango Raju, K. G. and N. Vittal.1999. Reduction of local scour around bridge piers using slots and Collars. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125(12): 1302-1305.
Irrigation Sciences and Engineering
Volume 40, 1-1
Special Issue
June 2017
Pages 249-260

Files

History

  • Receive Date: 29 June 2016
  • Revise Date: 07 June 2017
  • Accept Date: 17 September 2016
  • Publish Date: 01 January 1970

Share

How to cite

Statistics