بررسي تغييرات آبشستگي موضعي پايين‎دست جت‌هاي ريزشي با تغيير عمق بحراني پاياب و شكل روزنه

Determination of critical tail water depth of local scour in the downstream of overflow

بررسي پديده آبشستگي موضعي ناشي از جت‌هاي ريزشي، در پايين‌دست سازه‌هاي هيدروليكي، به‌منظور جلوگيري از فرسايش شديد حاصل از آن و به خطر انداختن ايمني سازه، امري مهم و ضروري مي‌باشد. در اين مقاله، نتايج يك مطالعه آزمايشگاهي درباره تاثير عمق پاياب بر ابعاد آبشستگي موضعي پايين‌دست جت‌هاي ريزشي، ارايه مي‌شود. ابتدا جت آب از روزنه‌هايي با مقاطع دايره‌اي، مربع و لوزي شكل، با مساحت يكسان و با دبي‌هاي در محدوده 2.46 تا 4.8 ليتر بر ثانيه، بر روي بستري از جنس شن با قطر متوسط برابر سه ميلي‌متر و با عمق‌هاي پاياب در محدوده 10 تا 24.8 سانتي‌متر، ريزش ‌نموده و ابعاد حفره آبشستگي اندازه‌گيري شد. نتايج تحليل داده‌­هاي آزمايشگاهي بيانگر آن است كه با افزايش عمق پاياب تا حد معيني، حداكثر عمق آبشستگي، افزايش يافته و پس از آن، با افزايش بيشتر عمق پاياب، حداكثر عمق آبشستگي كاهش مي‌يابد. همچنين، مشخص شد كه ابعاد حفره آبشستگي با پارامترهاي بي‌بعد رابطه تواني دارند. در نهايت، روابط بي‌بعدي براي برآورد ابعاد آبشستگي براي دبي‌ها و عمق‌هاي پاياب مختلف، پيشنهاد شد.

Investigating local scour phenomena due to jet flow on downstream of hydraulic structure is an important and necessary issue. In this article, the results of a laboratory study about the impact of tail water depth on local scour below of jet flow are provided. Circular, square and rhombus sections with a water jet from a hole, and, with a discharge of 2.46 to 4.8 liters per second, on a medium material bed of d50 of three mm made of sand, with tail water depth ranged from 10 to 24.8 cm, for 60 minutes, was simulated. The dimensions of scour holes were measured and analyzed. Results demonstrated that the maximum scour depth, with increased tail water depth to a certain extent, increased, and then, tail water will be reduced with more depth. It also became clear that the dimensions of scour holes with the following parameters of , and their relation with power. Finally, the dimensional relationships for the estimation of scour depth of discharge and the tail water variety have been proposed.