تاثير ايجاد موج‌هاي سطحي در رسوب‌شويي رسوبات تجمع يافته در بستر كانال‌هاي انتقال آب با مقطع مستطيلي

The effect of creating the surface waves on dredging of deposited sediments in rectangular water conveyance channels

هدف از انجام اين پژوهش بررسي تاثير ايجاد موج‌هاي سطحي در جريان يكنواخت بر دبي بار بستر رسوبات تجمع يافته در بستر كانال با مقطع اوليه صلب مستطيلي است. پژوهش‌ها در يك فلوم آزمايشگاهي مستطيلي به‌ طول 10، عرض 2/0 و ارتفاع 3/0 متر انجام شد. آزمايش‌هاي اين پژوهش براي دو نوع ماسه با قطر متوسط 34/0 و 48/0 ميلي‌متر و چگالي 67/2، پنج تنش برشي متفاوت جريان يكنواخت (آستانه حركت و مضارب 16/1، 25/1، 39/1، 43/1 برابر آن براي دانه‌بندي اول، و آستانه حركت و مضرب‌ها 15/1، 25/1، 33/1، 41/1 برابر آن براي دانه‌بندي دوم)، دو ارتفاع موج (1 و 6/1 سانتي‌متر) و چهار سرعت موج مختلف انجام شد. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه به‌ طور كلي ايجاد موج‌ها سبب افزايش دبي رسوب بستر خواهد شد. به ازاي ساير پارامتر‌هاي آزمايشگاهي ثابت، افزايش هر كدام از پارامترهاي عدد استروهال (سرعت نسبي بي‌بعد)، ارتفاع نسبي موج و تنش برشي جريان يكنواخت، موجب افزايش مقدار دبي رسوب بار بستر خواهد شد. نتايج همچنان نشان داد كه در محدوده آزمايش‌هاي انجام شده در اين پژوهش، ايجاد موج‌ها در جريان مي‌تواند دبي رسوب بستر را در كانال صلب مستطيلي تا حدود 280% افزايش دهد.

The goal of this paper is, considering the effects of creating the surface waves in a uniform flow on the bed load transport rate of deposited sediment in a primal rigid rectangular channel. Experiments were carried out in a rectangular flume of 10m length, 0.2m width and 0.3m height. The experiments were conducted for two gradations of sediments with median diameters of 0.34 and 0.48 mm, specific weight of 2.67, for five bed shear stresses (initiation of motion and it’s multiplies of 1.16, 1.25, 1.39 and 1.43 for median diameter of 0.34 mm and initiation of motion and it’s multiplies of 1.15, 1.25, 1.33 and 1.41 for median diameter of 0.48 mm), two wave heights (1 and 1.6 cm) and four different wave velocities. The results showed that creating surface waves generally increases the bed load transport rate. Furthermore, it was observed that for a given experimental parameters, the bed load transport rate increases with Strouhal number, dimensionless wave height and bed shear stress. It can be concluded that creating artificial waves can increase the bed load transport rate in a rigid rectangular channel up to 280% compared to the no wave conditions.