تاثير شيبدار كردن رويه پله‌هاي حفاظتي براي كنترل آب‌شستگي كانال‌هاي فرسايشي

Investigation of the effect of inclined crest Step- pool on scouring protection in erodible channels

يكي از سازه‌هاي آبي براي پايدارسازي بستر كانال‌هاي فرسايشي، پله‌هاي متوالي است. اين پله‌ها مانند سازه آبشار ‌قايم، در معرض تهديد آب‌شستگي هستند. هدف اين تحقيق ارزيابي ميزان آب‌شستگي در پايين‌دست آبشارهاي قايم (استخر- پله) با استفاده از مدل آزمايشگاهي است. آزمايش‌ها روي پله‌ها رويه‌هاي با زاويه‌ 0، 20، 30 و 40 درجه نسبت به افق و دبي‌هاي 10، 20، 30، 40 و 50 ليتر بر ثانيه و شيب‌ كف فلوم در حالت‌هاي 1%، 2% و 3% صورت گرفت. نتايج نشان داد قراردادن صفحه (رويه) با زاويه 40 درجه نسبت به افق در وجه بالايي باعث مي‌شود حداكثر عمق آب‌شستگي پايين‌دست در شيب‌هاي 1%، 2% و 3% به ترتيب 41، 15 و 21 درصد نسبت به حالت شاهد (پله بدون رويه شيبدار) كاهش يابد. نتايج نشان مي‌دهد‌‌‌‌‌‌‌ كه محل وقوع حداكثر عمق آب‌شستگي به سمت پايين‌دست متمايل مي‌شود. اين امر به پايداري پله كمك مي‌كند. بر اساس نتايج اين تحقيق مي‌توان بيان كرد كه استفاده از رويه با زاويه مناسب مي‌تواند كارايي پله- استخر را براي حفاظت بستر كانال‌هاي فرسايشي افزايش دهد.

One of the aquatic structures used for protecting erodible channel beds is serial step- pools. These steps are exposed to danger of scouring similar to the vertical drops structures. The purpose of this paper is to evaluate scouring rate downstream of the step- pools. For such a task, the laboratory flume was used. The experiments were conducted providing steps with vamp slope angles of 0°, 20°, 30° and 40°, and discharges of 10, 20, 30, 40 and 50 liters per second with flume slopes of 1%, 2% and 3%. The results showed that by installing vamp segment on the steps with slope angle of 40°, the maximum depth of downstream scouring in comparison with base case (step without vamp) is decreased by 41%, 15% and 21% for flume bed slopes of 1%, 2% and 3%, respectively. Also, these results denote that installation of a vamp on the steps caused location of maximum scouring depth moving significantly toward downstream helping step stability. Based on the results of this paper, it is declared that using vamp segment on the step, increases the pool- step efficiency for protecting erodible channel beds.