بررسی آزمایشگاهی مشخصات چاله ی آبشستگی زیر خطوط لوله عبوری از عرض آبراهه تحت جریان ماندگار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی عمران- آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه شهید چمران اهواز.

2 استاد گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

3 استادیار گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی آب و محیط‌زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران.

چکیده

جریان­های گردابی اطراف لوله  عبوری از بستر رودخانه منجر به بروز پدیده آبشستگی شده و موجب نشست غیرهمسان خط لوله و شکستگی آن می­شوند که در نهایت پیامدهای محیط­زیستی و مخربی را به دنبال خواهد داشت. در این مطالعه به بررسی تاثیر قطر لوله بر میزان آبشستگی پرداخته شد و آزمایش­ها با پنج  قطر 20، 30، 40، 50 و 60  میلی­متر در سه عدد فرود 2/0، 235/0 و 26/0 صورت گرفت. نتایج به­دست آمده نشان داد که با افزایش قطر لوله در هر آزمایش ابعاد آبشستگی و پیش­روی پشته­ی رسوبی تشکیل­شده در پایین­دست لوله در یک عدد ثابت فرود جریان افزایش می­یابد، به­طوری که در لوله با قطر 60 میلی­متر بیش­ترین میزان آبشستگی در مقایسه با سایر قطرها مشاهده شد و میزان آن در عدد فرود 26/0، به مقدار ده درصد نسبت به قطر 50 میلی­متر، 19 درصد نسبت به قطر 40 میلی­متر، 20 درصد نسبت به قطر 30 میلی­متر و 29 درصد نسبت به قطر 20 میلی­متر افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation on Specifications of Scouring Hole Under the Pipelines Across the Waterway Under Steady Flow

نویسندگان [English]

  • Sajad Bijanvand 1
  • Seyed Mahmood Kashefipour 2
  • Mohammad Bahrami Yarahmadi 3
1 M.Sc. in Civil Engineering, Water & Hydraulic Structures, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
2 Professor, Department of Water Structures, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Water Structures, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Pipelines passing across the river to convey water, gas, and petroleum may develop local scour at the pipeline location. Scour development may cause damage due to pipe failure and disorder in utilization. The eddy currents around the pipe lead to the scouring phenomenon causing the non-uniformity of the pipeline and its fracture which will ultimately have environmental and destructive consequences. In this study, the effect of pipe diameter has been investigated. The experiments were conducted with five diameters (20, 30, 40, 50, and 60 mm) in three Froude numbers (0.2, 0.235, and 0.26) under identical bed conditions. In the following part, scouring profiles were taken and the scouring progresses over time and maximum scour depth were investigated. The results show that scouring under pipe for a diameter of 60 mm has the highest and is the most progressing towards time compared to other diameters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • River
  • pipeline
  • Scouring
  • Pipe diameter
  • Erosion Bed

مراجع

1-    Azamathulla, H.M., Yusoff, M.A.M. and Hasan, Z.A., 2014. Scour below submerged skewed pipeline. Journal of Hydrology, 509, pp.615-620.
 
2-    Chao, J.L. and Hennessy, P.V., 1972. Local scour under ocean outfall pipelines. Journal (Water Pollution Control Federation), 44(7), pp.1443-1447.
 
3-    Chiew, Y.M., 1990. Mechanics of local scour around submarine pipelines. Journal of Hydraulic Engineering, 116(4), pp.515-529.
 
4-    Chiew, Y.M., 1991. Prediction of maximum scour depth at submarine pipelines. Journal of Hydraulic Engineering, 117(4), pp.452-466.
 
5-    Dey, S. and Singh, N.P., 2007. Clear-water scour depth below underwater pipelines. Journal of Hydro-Environment Research, 1(2), pp.157-162.
 
6-    Dey, S. and Singh, N.P., 2008. Clear-water scour below underwater pipelines under steady flow. Journal of Hydraulic Engineering, 134(5), pp.588-600.
 
7-    Dey, S., 2014. Bed-Load Transport.  Fluvial Hydrodynamics. Springer, Berlin, Heidelberg. pp. 261-326
 
8-    Hansen, E.A., 1986. Two-dimensional scour below pipelines. In Proc. 5th Int. Symp. Offshore Mechanic and Arctic Engineering, ASME, Tokyo, Japan, 1986.
 
9-    Jensen, B.L., Sumer, B.M., Jensen, H.R. and Fredsoe, J., 1990. Flow around and forces on a pipeline near a scoured bed in steady current. Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 112(3), pp.206-213.
 
10- Li, F. and Cheng, L., 1999. Numerical model for local scour under offshore pipelines. Journal of Hydraulic Engineering, 125(4), pp.400-406.
 
11- Mao, Y., 1986. The interaction between a pipeline and an erodible bed. Series paper 39, Doctoral dissertation, Ph. D. thesis. Tech. University of Denmark.
 
12- Mehrabadi, J., Gahraman, B. And Esmaili, K., 2017. Experimental analysis of the interaction between the unidirectional flow and spoiler on mechanism of  selfburial  pipelines. Iranian Journal of Irrigation and Drainage,(11), pp. 960-971.(in Persian).
 
13- Postacchini, M. and Brocchini, M., 2015. Scour depth under pipelines placed on weakly cohesive soils. Applied Ocean Research, 52, pp.73-79.
 
14- Sumer, B.M., 2002. The mechanics of scour in the marine environment (Vol. 17). World Scientific Publishing Company.
 
15- Van Beek, F.A. and Wind, H.G., 1990. Numerical modelling of erosion and sedimentation around offshore pipelines. Coastal Engineering, 14(2), pp.107-128.
 
16- Zhao, M., Vaidya, S., Zhang, Q. and Cheng, L., 2015. Local scour around two pipelines in tandem in steady current. Coastal Engineering, 98, pp.1-15.
علوم و مهندسی آبیاری
دوره 43، شماره 3
مهر 1399
صفحه 117-131

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 01 خرداد 1397
  • تاریخ بازنگری: 07 آذر 1397
  • تاریخ پذیرش: 11 آذر 1397
  • تاریخ انتشار: 01 مهر 1399

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار