تأثير زمان وقوع اوج هيدروگراف سيل بر آبشستگي موضعي در اطراف پايه پل

Effect of Hydrograph Peak Time on Local Scour around Bridge Pier

در مطالعه حاضر تأثیر زمان وقوع اوج سیلاب بر آبشستگی دور پایه پل بررسی شده است. بر این اساس هیدروگراف­هایی با زمان تداوم یكسان ولی زمان وقوع اوج متفاوت در آزمایشگاه تولید شد. علاوه بر این هیدروگراف­هایی با دو اوج متوالی با شدت جریان­های متفاوت در شرایط اوج مورد بررسی قرار گرفت. در هر آزمایش، مشخصات حفره آبشستگی در پلان و پروفیل طولی و همچنین تغییرات زمانی عمق آبشستگی اندازه­گیری شد. نتایج نشان داد برای هیدروگراف­های با زمان تداوم ثابت، زمان وقوع دبی اوج سیلاب تأثیر ناچیزی بر عمق آبشستگی نهایی دارد، ولی این زمان بر توسعه زمانی آبشستگی مؤثر است. همچنین برای هیدروگراف­های با دو اوج متفاوت و زمان تداوم یكسان نیز زمان وقوع اوج­ها بر توسعه زمانی عمق آبشستگی موثر بوده، ولی تأثیر ناچیزی بر عمق آبشستگی نهایی دارد. نكته دیگر اینكه به علت زمان تداوم كوتاه بعضی از هیدروگراف‌های مورد مطالعه و عدم تعادل حفره آبشستگی، مقداری از رسوبات در داخل حفره آبشستگی نشست می­كند و در نتیجه بعد از عبور هیدروگراف جریان، اندكی عمق آبشستگی كاهش می­یابد كه مقدار آن در بدترین حالت در حدود 5 درصد عرض پایه می­باشد. در ادامه تغییرات زمانی عمق آبشستگی برای هیدروگراف­های مورد مطالعه در تحقیق حاضر، با استفاده از مدل هیدروگراف پله­ای و استفاده از روابط برآورد نرخ آبشستگی در شرایط جریان دائمی محاسبه شد. نتایج محاسبات نشان داد كه در بهترین حالت محاسبه عمق آبشستگی نهایی با استفاده از مدل هیدروگراف پله­ای با خطای متوسطی در حدود 10 درصد همراه می­باشد.

In the present study effect of hydrograph peak time on local scour around bridge pier is studied. Hydrographs with one discharge peak as well as double discharge peaks were generated in the labaratory. The duration time for some of these hydrographs were so short that could be considered as flash flood occuring in arid or semi-arid zone rivers. In each experiment, development of scour depth with time was measured by small cameras. Results showed that for hydrogaphs with similar duration, parameter of peak time or sequence of peaks in double discharge peak has negligible effect on final scour depth but considerable effect on time development of scour depth. Furthermore, time developmet of scour depth for present hydrographs are calculated by stepped- hydrograph model and empirical equations presented in the literature for steady flow. Results also showed high descrepancy between calculated and measured data for time development of scour depth and all of the final calculated scour depths are larger than experimental ones. In the best case, the average error for final calculated scour depth is about 10%.