مطالعه‌ي آزمايشگاهي تاثير استقرار آب شكن T شكل بر توپوگرافي پايين دست بستر قوس 90 درجه

An Experimental Study on the Effect of T Shape Spur Dike on Down Sream Topography in a 90 Degree Bend

يكي از روش هاي متداول ساماندهي و كنترل فرسايش كناري رودخانه، استفاده از آب شكن مي‌باشد. آب شكن با هدايت جريان به سمت محور رودخانه از ايجاد جريان قوي در طول ساحل، جلوگيري كرده و مانع از فرسايش ساحل رودخانه مي‌شود. استقرار آب شكن در مسير جريان، باعث ايجاد آب‌شستگي‌هاي موضعي در محل آب‌شكن و تغييرات توپوگرافي پايين دست قوس مي‌گردد. در اين مقاله به بررسي اثر آب‌شكن هاي T شكل مستقر در قوس 90 درجه بر توپوگرافي بستر پرداخته شده است. آزمايشات مورد نظر در كانالي با قوس90 درجه و شرايط آب تميز، طراحي و اجرا شد. در اين آزمايشات، تاثير پارامترهاي طول آب‌شكن، موقعيت قرارگيري آب‌شكن در قوس و همچنين عدد فرود جريان بر تغييرات توپوگرافي بستر در پايين دست آب‌شكن، مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج تحقيق، نشان دهنده‌ي وجود دو چاله‌ي آب‌شستگي در طول قوس است كه يك چاله در دماغه‌ي آب‌شكن و ديگري در پايين دست آب‌شكن، شكل مي‌گيرد. نتايج، بيانگر اين است كه با افزايش طول آب‌شكن، ابعاد چاله‌ي آب‌شستگي اول افزايش و چاله‌ي آب‌شستگي دوم كاهش مي‌يابد. با افزايش طول آب‌شكن فاصله‌ي چاله‌ي آب‌شستگي دوم از آب‌شكن افزايش مي‌يابد. با تغيير موقعيت آب‌شكن به سمت پايين دست، قوس چاله‌ي آب‌شستگي بزرگتر مي‌شود. همچنين معادلاتي جديد در محاسبه‌ي عمق آب‌شستگي ماگزيمم و حجم چاله‌ي آب‌شستگي تدوين شده است.

Abstract One of the common methods of river training and bank protection is using spur dikes. Building spur dikes makes the flow path to be modified. Because of the concentration offlow in the middle part of the river it causes the river side not to be washed out. Setting spur dikes in the flowʹs direction leads to a local scour in the spur dike site and the change in the bedʹs topography of the bend down stream, this paper examines the effect bedʹs topography around the T shaped spur dike located in a 90 degree bend by conducting several tests. These tests were carried out in an experimental channel with a bend of 90 degrees and under conditions with clear water. These experiments, in fact, measured the effects of such parameters like the length of the spur dike, the location of the spur dike in the bend, the flow Froud number on the down stream bed topography. The results of investigation show that two scour hole forms due to a T shaped spur dike. One at the nose of spur dike and the other one at the downstream of the spur dike. By increasing the length of the spur dike, the dimensions of first scour hole increase. But the dimensions of second scour hole decrease. By increasing the length of the spur dike the distance of location of second scour hole from the spur dike increases.Any change in the position of the spur dike toward the down stream of the bend, increases the dimensions of scour hole. Also, New equations for maximum scour depth and scour volumeat a T shaped spur dike are developed.