مطالعه آزمایشگاهی الگوی آبشستگی پیرامون آبشکن T شکل منفرد مستقر در قوس 90 درجه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری /سازه‌های هیدرولیکی، بخش مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

2 استاد /هیدرولیک، پژوهشکده مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد /سازه‌های هیدرولیکی، پژوهشکده مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

یکی از سازه‌های هیدرولیکی مؤثر در تثبیت سواحل رودخانه آبشکن می‌باشد. در چند دهه اخیر استفاده از آبشکن‌ها در پایداری ساحل خارجی رودخانه‌ها و در مسیرهای قوسی مورد توجه مهندسان هیدرولیک قرار گرفته است. استقرار آبشکن در مسیر جریان باعث ایجاد آبشستگی‌های موضعی در محل آبشکن و تغییرات توپوگرافی بستر می‌گردد. در این مقاله به بررسی هندسه حفره آبشستگی و میزان آبشستگی بیشینه و توپوگرافی بستر پیرامون آبشکن‌های T شکل مستقر در قوس 90 درجه پرداخته شده است. برای این منظور در یک کانال آزمایشگاهی با قوس90 درجه و ملایم ( نسبت شعاع قوس به عرض کانال برابر4 ) و دارای بستر رسوبی با قطر متوسط 28/1 میلی متر و شرایط آب تمیز، آزمایشاتی طراحی و اجرا شد. در این آزمایشات تأثیر متغییرهای طول آبشکن، طول بال آبشکن، موقعیت قرارگیری آبشکن در قوس و همچنین عدد فرود جریان بر میزان آبشستگی حول آبشکنT شکل و تغییرات توپوگرافی بستر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر این استکه افزایش طول آبشکن، کاهش طول بال آبشکن، افزایش عدد فرود و تغییر موقعیت آبشکن به سمت پایین دست قوس باعث افزایش ابعاد چاله آبشستگی می‌گردد. معادلات جدیدی در محاسبه پارامتر‌های چاله آبشستگی حاصل شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Study on Scouring Around Single T-Shaped Spur Dike on a 90 Degree Bend

نویسندگان [English]

  • M Vaghefi 1
  • M Ghodsian 2
  • S. A. A Salehi Neyshabouri 3
1 Phd Student, Department of Civil Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Professor, Water Engineering research Center, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Professor, Water Engineering research Center, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In the past few decades, the use of spur dikes for stability of the outer banks of rivers and in the bend has attracted the attention of hydraulic engineers. These structures affect the stability of river banks. Setting spur dikes in the flow direction leads to local scour around the spur dike and changes the topography of the stream bed. This paper examines the geometry of the scour hole, the maximum depth of scour, and the bed topography around the T-Shaped spur dike located in a 90 degree bend. The experiments were carried out in an experimental channel with a smooth bend of 90 degrees (having the ratio of the bend radius to the channel width equal to four) under the clear water condition and with sediments having an average diameter of 1.28mm. The effects of parameters like the length of the spur dike and its wing, the location of the spur dike in the bend, and the  approach Froude number were studied on the amount of scour. The results showed that by increasing the length of the spur dike, decreasing the wing length of the spur dike, increasing the Froude number, and changing the location of spur dike towards downstream, the dimension of the scour hole increases. New equations for scour parameters at a T-Shaped spur dike are obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Scour pattern
  • T-shape Spur dike
  • Geometry of scour hole
  • Bed Topography
  • Maximum scour

Ahmad, M., (1951). Spacing and protection of spurs for bank protection. Civil Engineering and Publication review, pp. 3-7.

Fazli, M. Ghodsian, M. and Salehi, S.A.A., (2007). "Experimental investigation on scour around spur dikes located at different positions in a 900 bend." 32nd Congress of IAHR, Venice, Italy. pp. 248-256.

Fazli M., Ghodsian M. and Salehi S.A. (2008), “Scour and flow field around a spur dike in a 90o bend”. International Journal of Sediment Research. Vol.23, No.1, pp.  56-68. 

Forghani M. J., Fazli, M. and Ghodsian, M, (2007).  "Experimental study on flow field and scouring around a spur dike in ninety degree bend." 32nd Congress of IAHR, Venice, Italy. pp. 301-309.

Gill, M. A. (1972). "Erosion of sand beds around spur dikes."  J. Hydraul. Div., 98(9), pp. 91-98.

Giri S., Shimizu Y. and Surajata B. (2004). “Laboratory Measurement and Numerical Simulation of Flow and Turbulence in a Meandering-Like Flume with Spurs”. Flow Measurement and Instrumentation, 15, pp. 301-309.

Mesbahi J. (1992). “On Combined Scour Near Groynes in River Bends”, M. Sc. Thesis. Netherlands. DelftUniversity

Soliman M. M. & Attia K. M. & Kotb, Talaat A. M. & Ahmed A. F. (1997). “Spur Dike Effects on the River Nile Morphology after High Aswan Dam” Congress of the International Association of Hydraulic Research, LAHR, 120 .(9), pp. 125-146

Tingsanchali, T., Maheswaran, S. (1990). “2-D Depth-Averaged Flow computation Near Groin” Journal of Hydraulic Engineering, ASCE,. 116.(1), pp. 71-86.