نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

بررسی آزمایشگاهی روش‌ها‌ی کاهش آبشستگی پایاب حوضچه آرامش‌ (مطالعه موردی: بند سنگی ملاتی وطنا)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده آب ،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان ،ایران.
2 گروه مهندسی آب دانشکده آب و خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان،ۀ گرگان، ایران
3 عضو هیئت علمی گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
4 دانشکده آب،دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان .ایران.
چکیده
استفاده از بندهای اصلاحی برای تثبیت بستر رودخانه‌ها و احداث حوضچه آرامش‌ جهت مستهلک کردن انرژی در پایین‌دست‌ این سازه‌ها امری متداول است. بااین‌وجود همچنان شاهد فرسایش بستر رودخانه‌ها‌ در پایین‌دست‌ این سازه‌ها هستیم. از روش‌ها‌ی تأثیرگذار بر کاهش پدیده آبشستگی، ایجاد پرش هیدرولیکی مستغرق درون حوضچه آرامش‌ است. لذا در تحقیق حاضر، تغییرات عمق آبشستگی در پایین‌دست‌ سازه بند سنگی ملاتی وطنا واقع در استان گلستان با ساخت مدل فیزیکی با مقیاس 1:10 موردبررسی و ارزیابی قرار گرفت. تا بتوان با کاهش آبشستگی پایین‌دست آن موجب افزایش عملکرد و طول عمر سازه موردنظر، جهت حفاظت بستر رودخانه گردد. از دو روش شامل، بالا آوردن انتهای کانال و استفاده از صفحات مستغرق به همراه لایه‌آرمور بلافاصله پس از حوضچه آرامش‌ استفاده شد. در بررسی انجام‌شده روش استفاده از صفحات مستغرق با آرایش زیگزاگی، کمترین درصد کاهش عمق آبشستگی برابر 43/3% مقدار مشاهده‌شده در آزمایش شاهد را نشان داد و روش بالا آوردن انتهای کانال معادل دو برابر عمق پایاب با لایه‌آرمور 1/5 برابر طول حوضچه آرامش‌، بیشترین درصد کاهش عمق آبشستگی برابر80% مقدار مشاهده‌شده در آزمایش شاهد را نشان داد، همچنین این روش به جهت ایجاد بیشترین مقدار آبشستگی در فاصله دورتر از حوضچه آرامش‌، عملکرد بهتری را در کاهش عمق آبشستگی پایاب حوضچه آرامش‌ بند سنگی ملاتی موردنظر داشت.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Laboratory investigation of methods to reduce the scouring of the downstream stilling basin (Case study: masonary check dam of Vatana)

نویسندگان English

Fatemeh Rayeji yanesari 1
Mehdi Meftah Halaghi 2
Abdolreza Zahiri 3
Mohammad Ali Solbi 4
1 Faculty of Water, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Soil & Water Dep. university of Grgan natural resources & Agricultural science, gorgan,Iran;
3 Department of Water Science and Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
4 Faculty of Water, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده English

It is common to use correction dams to stabilize riverbeds and build stilling basin to deplete energy downstream of these structures. However, we still see the erosion of riverbeds downstream of these structures. One of the effective ways to reduce scouring phenomenon is to create a submerged hydraulic jump inside the stilling basin.Therefore, in the current research, the changes in scour depth in the downstream masonary check dam 0f vatana structure located in Golestan province were investigated and evaluated by building a physical model with a scale of 1:10. so that by reducing its downstream erosion, it can increase the performance and lifespan of the structure in order to protect the river bed. Two methods were used, including raising the end of the channel and using Submerged Vanes along with layer armor immediately after the stilling basin.In the ipnvestigation of the method of using Submerged Vanes with a zigzag arrangement, the lowest percentage of scouring depth reduction was 43.3% of the value observed in the control test. And the method of raising the end of the channel equal to twice the taillwater depth of the abutment with an armor layer 1.5 times the length of the stilling basin showed the highest percentage of reduction in scour depth equal to 80% of the value observed in the control test. Also,this method had a better performance in reducing the scouring depth of the taillwater stilling basin of the masonary check dam in order to create the greatest amount of erosion at a distance far from the stilling basin.

کلیدواژه‌ها English

Key words: Scouring
Masonary check dam
Vatana river
Armor layer
Physical-hydraulic model
باقر پور،م.، سیدیان،م. 1392. مروری بر کاربرد صفحات مستغرق در مهندسی رودخانه. همایش ملی مدیریت منابع طبیعی. اسفندماه، دانشگاه گنبدکاووس.
بابلی،ع.، آرمان،ع. و درویشی،ا. ۱۴۰2. شبیه‌سازی آبشستگی پایین‌دست کف بند افقی با استفاده از مدل عددی. فناوری‌های پیشرفته در بهره‌وری .دانشگاه رازی.2(4): 35-49.
سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور. 1395. ضوابط طراحی بندها و تثبیت‌کننده‌های بستر. نشریه شماره۷۰۱.
حمیدی فر،ح.، امید،م. 1389. بررسی آزمایشگاهی آبشستگی رسوبات غیر چسبنده در پایین‌دست کف بند. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی. 11( 2): 28-17.
صلبی،م. ع.، مفتاح هلقی،م. دهقانی،ا. و ظهیری،ع. ۱399. کنترل فرسایش در پایاب حوضچه آرامش سازه‌های سنگی ملاتی، رساله دکتری سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.
صلبی،م. ع.، مفتاح هلقی،م.دهقانی،ا. و ظهیری،ع. ۱۴۰۰. بررسی آزمایشگاهی تأثیر ایجاد پرش مستغرق در کاهش آبشستگی پایین‌دست حوضچه آرامش(بند سنگی ملاتی زیارت). فصلنامه تحقیقات مهندسی سازه‌های آبیاری و زهکشی. ۲۲( ۸۴): 69-88.
شفاهی ‌بجستان،م.، امیدی،ص. ۱۳۹۴. بررسی میزان آبشستگی پایین‌دست حوضچه آرامش‌ در شرایط تشکیل پرش هیدرولیکی نوع B . فصلنامه علوم و مهندسی آبیاری. ۳۸ (۴): 125-136.
عزیزی،ر.، شفاعی ‌بجستان،م.قمشی،م. و موسوی ‌جهرمی،ح. ۱۳۹۰. تأثیر شکل صفحات مستغرق بر آبشستگی موضعی و الگوی رسوب‌گذاری در کانال‌های آبرفتی. نشریه آب‌وخاک.
عزیزی،آ.، قربانی،ب. تبریزی،ه. و صمدی ‌بروجنی،ح. ۱۳۹۲. ارزیابی اثر صفحات مستغرق بر خصوصیات پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش. مجله علمی و پژوهشی. 8(1): 73-81.
کوچک،م.، شفاعی ‌بجستان،م. ۱۳۹۱. بررسی آزمایشگاهی اثر زبری کف بند افقی بر آبشستگی پایین‌دست آن. دانشکده مهندسی علوم آب. دانشگاه شهید چمران اهواز.
کریمی،م.، قادری،ک.رحیم‌پور،م. و احمدی،م.م. ۱۳۹۸. کاربرد صفحات مستغرق انحنا‌دار بر کاهش آبشستگی تکیه‌گاه. هجدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران. تهران.
 کریمی،م.، قادری،ک.رحیم‌پور،م. و احمدی،م.م. ۱۴۰۰. بررسی آزمایشگاهی تأثیر آرایش قرارگیری صفحات مستغرق تخت بر آبشستگی در اطراف پایه‌ها و تکیه‌گاه پل. نشریه مهندسی امیر‌کبیر. 53 (7): 3149-3166.
مرادی،ا.، پریش،ی. 1390. ارزیابی پدیده‌ی آبشستگی در پایاب سرریز‌ها و راه‌کارهایی جهت مقاومت سازی و کاهش آبشستگی. چهارمین همایش ملی مقاوم‌سازی و حفظ بناهای ماندگار. مهرماه، دانشگاه آزاد اسلامی خمین.
معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس‌جمهور. ۱۳۸۷. دستورالعمل طراحی، اجرا و نگهداری سازه‌های کنترل سیل و رسوب (بندهای اصلاحی) نشریه شماره 416.
معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رئیس‌جمهور. ۱۳۹۰. راهنمای روش‌های محاسبه آبشستگی موضعی. نشریه شماره549.
مؤیدی مشکاپشتی،م.، اسمعیلی‌ ورکی،م.شفیعی ثابت،ب. و محمودی ‌کردستانی،س. ۱۳۹۹. مطالعه‌ی آزمایشگاهی اثر حضورکفبند بر کاهش  آبشستگی موضعی در پایین‌دست سازه کنترل تراز بستر سطح شیب‌دار با شیب ۱:۳. نوزدهمین کنفرانس هیدرولیک ایران.
نور محمدی،گ.، اسمعیلی ‌ورکی،م.رادیکا،ا. و شفیعی ثابت،ب. ۱۳۹۷. بررسی آزمایشگاهی آبشستگی موضعی در پایین‌دست سازه کنترل تراز بستر سطح شیب‌دار. نشریه تحقیقات مهندسی سازه‌های آبیاری و زهکشی. ۹(۷۲): ۵۱-۶۸.                                                                                                        
نور مهناد،ن.، صمدی ‌بروجنی،ح .موسوی،م. و زمانی،ع. ۱۳۸۶. بررسی رودخانه خشکه‌رود از سرشاخه‌های کارون علیا در زمان قبل و بعد از برداشت شن و ماسه از بستر آن. ششمین کنفرانس هیدرولیک ایران.دانشگاه شهرکرد.
وحیدی ‌الوار،م.، اصغری ‌پری،س. ا.شفاعی ‌بجستان،م. و آرمان،ن. ۱۳۹۹. بررسی علل بروز آبشستگی در پایین‌دست حوضچه آرامش‌ سد‌ انحرافی شهدا و ارائه راهکار مناسب برای کنترل آن. دانشگاه اهواز. 43(1): 1-14.
 
Alipour, M. H., Ghahari, Gh. R. and Mesbah, S. M. 2019. Stability analysis of stone-mortar dams of Shiraz Cleist watershed. Journal of Watershed Management Research. 32(2): 95- 110.
Breusers, H.N.C. 1965. Conformity and time scale in two dimentional local scour. Publication 40. Delft Hydraulic Laboratory, Delft, the Netherlands.
Breusers, N.H.C. 1966. Conformity and time scale in two- dimensionallocal scour, Proc. Symposium on model and prototype conformity: 1- 8, Hydraulic research Laboratory. Poona (also Delft Hydraulics, Delft, publication 40).
Dargahi, B. 2003. Scour development downstream of a spillway, Journal of Hydraulic Research،vol. 41) 4(.
Farhoudi, J. and Smith, K. 1985. Local scour profiles downstream of hydraulic jump. Journal of Hydraulic Research. 23(4): 343-359.
Hong, S. H., Kim, S. J., Sturm, T. and Stoesser, T. 2010. Effect of low tailwater during drought on scour conditions downstream of an ogee spillway, River flow, (2014) 1193- 1199.
Lenzi, M.A. and Comiti, F. 2003. Local scouring and morphological adjustments in steep channels with checkdam sequences Geomorphologhy.55 (1-4): 97-109.
Peterka, A.J. 1958. Hydraulic design of Stilling Basins and Energy Dissipaters. Engineering Monograph No. 25, USBR, Denver, Colorado, USA.
Wang, Y., Odgaard, J., Melvhiie, B.W.and Jain, S. 1987.sediment control at nater hntake.
Yalin, M. S. 1971.Theory of Hydraulic Models. New York. MacMillan.