بررسي تاثير زاويه اتصال بر الگوي فرسايش و رسوب گذاري در محل تلاقي رودخانه ها با استفاده از مدل فيزيكي

Effects of Confluence Angle on Erosion and Sedimentation Pattern at River Confluence by Physical Model

محل تلاقي رودخانه ها از اجزا مهم مورفولوژيكي سيستم هاي رودخانه اي مي باشد. جريان ورودي از شاخه فرعي باعث تغييرات شديد الگوي جريان، به وجود آمدن پديده فرسايش و رسوب گذاري كه در نهايت باعث تشديد فرسايش سواحل شده و مشكلاتي را براي كشتيراني، پل ها و ابنيه مجاور ايجاد مي نمايد. علي رغم اين، به خاطر وجود جريان هاي سه بعدي و حركت رسوب، مطالعات سيستماتيكي براي شناخت كامل مكانيزم اين پديده ها به ندرت انجام شده است. در پژوهش حاضر ابتدا با استفاده از آناليز ابعادي روابط بي بعد كلي استخراج و سپس با ساخت مدل فيزيكي، تاثير يكي از مهم ترين پارامترها يعني زاويه تلاقي ( ) كه تاكنون خيلي كم مورد مطالعه قرار گرفته است، بررسي گرديد. در اين پژوهش تعداد سه زاويه تلاقي 60، 75 و 90 درجه تحت شرايط هيدروليكي مختلفي مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج آزمايش هاي انجام شده نشان داد كه با افزايش زاويه اتصال حداكثر عمق چاله فرسايش و ارتفاع تپه رسوب گذاري افزايش مي-يابد. با به كار بردن داده هاي حاصل از اين پژوهش، تاثير هر يك از پارامترهاي بي بعد بر مقدار فرسايش و رسوب گذاري بررسي و نهايتاً روابطي براي تخمين اين پديده ها استخراج و ارايه گرديده است.

River confluence is an important element of river system. The entrance flow from the minor branch to the main channel causes extensive variation in flow pattern which result a deep scour hole and formation of point bar. These phenomena can accelerate the rate of bank erosion, bring problems for navigation and may causes failure of the bridges or structure nearby. Despite of these, due to three dimensional structures of flow and sediment at river confluence, systematic study for understanding the mechanism of flow and sediments are very few. There for the main purpose of this study to conduct a comprehensive literature review and experimental program to study the effects of confluence angle on erosion and sedimentation pattern. To reach such goals first using the dimensional analysis, general non- dimensional equations were developed. Then many experimental tests were conducted for three confluence angles of 60, 75 and 90 degree and different hydraulic conditions. The experimental tests showed that as the confluence angle is increase, the scour hole and point bar dimensions increases. Using the experimental data, the effects of each non-dimensional parameters on scour hole depth were investigated and finally relations were developed for prediction the scour and point bar dimensions.