كنترل چاله فرسايشي در محل تلاقي رودخانه ها با استفاده از صفحات مستغرق

Optimum location and performance of submerged vanes to control scour depth at river confluence

هرچند در خصوص شناخت پديده آبشستگي مطالعاتي در چند سال اخير صورت گرفته است ولي در رابطه با نحوه ي كنترل آن مطالعه اي انجام نشده است . Odgaard و همكاران پس از مطالعات گسترده بر روي صفحات مستغرق به منظور كنترل فرسايش و يا به منظور كنترل رسوب ورودي به آبگيرها ، ايده استفاده از اين صفحات را براي كنترل فرسايش در محل تلاقي رودخانه ها به صورت شماتيك بيان كرده اند ولي در خصوص ابعاد آن و ميزان كارايي صفحات پيشنهادي ارايه نكرده اند . از اين رو هدف اصلي اين تحقيق ، بررسي كارايي صفحات مستغرق و تعيين بهترين موقعيت و آرايش آنها در محل محل تلاقي رودخانه ها مي باشد . براي رسيدن به اين هدف ، آزمايشاتي در فلوم آزمايشگاهي انجام گرديد. ابتدا شرايط هيدروليكي براي حداكثر عمق چاله فرسايشي در حالت بدون صفحات تعيين و سپس براي اين شرايط هيدروليكي ، تاثير ده موقعيت مختلف و زاويه قرارگيري صفحات مستغرق بر حداكثر عمق چاله فرسايشي بررسي و نتايج بدست آمده با نتايج بدون صفحات مقايسه گرديد و در انتها مناسب ترين موقعيت و نحوه قرارگيري صفحات ارايه شده است . نتايج اين مطالعه نشان مي دهد كه در صورت طراحي صفحات مستغرق با زاويه 30 درجه و با ابعادي كه در اين مطالعه بدست آمد و در صورت قرارگيري در موقعيت مناسب مي توانند به طور موثري ابعاد چاله فرسايشي را كاهش دهند .

The location where two rivers are joint, is defined as river channel confluence. Due to three dimensional flow structure at channel confluence especially on the downstream mixing of flow, a deep scour hole is developed. At the separation zone downstream of junction corner, a point bar is developed. The scour hole and point bar can cause change in river morphology and can be the main reason for bank instability or failure of the structures near the confluence area. Submerged vanes are those structures which have been developed to control bank erosion. These vanes also have been used to prevent sediment to enter the intakes. However the submerged vanes have not been studied to control scour depth at the river confluence, therefore it is the main purpose of this study to conduct experimental tests to determine the best location and the optimum size and performance of vanes for the purpose of controlling scour at river confluence. To reach the objective of this study, an extensive experimental study was conducted in the hydraulic laboratory of Shahid Chamran University. Tests were conducted in three series of A, B, and C. In series of A the best location was found. In series of B the best hydraulic performance was found and in series of C the best dimensions of vanes were obtained. From the experimental results, it was found that the best location of the submerged vanes is the downstream left bank of the lateral channel. The vane should be installed at angle of 30 degree. Relations for the height, width and spacing of the vanes are presented.