نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

تأثیر ابعاد بازشدگی‌ها بر آبشستگی پیرامون آبشکن نفوذپذیر در زوایای مختلف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مریم حاجی آبادی 1
یوسف رمضانی 2
حسین خزیمه نژاد 3
1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
2 گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند
3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران
چکیده
آبشکن‌، سازه‌ای است که به منظور جلوگیری از فرسایش کناره‌های رودخانه و جلوگیری از ورود امواج و رسوب به مسیر رودخانه طراحی می‌شود. ارتفاع، طول، زاویه و نفوذپذیری آبشکن از جمله عوامل تأثیرگذار بر آبشستگی پیرامون آبشکن می‌باشد. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر ابعاد بازشدگی‌ها بر آبشستگی آبشکن نفوذپذیر در زوایای مختلف در حالت غیر مستغرق می‌باشد. آزمایش‌های این پژوهش در فلوم مستطیلی به طول 10 متر، عرض 30 سانتی-متر و ارتفاع 50 سانتی‌متر انجام شد. برای انجام آزمایش‌ها‌، آبشکن‌هایی از جنس ورق پلکسی‌گلاس به ضخامت 2 میلی‌متر و ارتفاع 32 سانتی‌متر (برای ایجاد شرایط غیر مستغرق) و طول 7 سانتی‌متر (برابر با 23 درصد عرض فلوم) استفاده شد. کلیه آزمایش‌ها در شرایط آب زلال ( 95/0 U/U_c =) انجام شد. در تحقیق حاضر، آبشکن‌هایی با چهار نفوذپذیری 10، 20، 30 و 40 درصد در چهارS/LS (نسبت ابعاد بازشدگی‌ آبشکن به طول آبشکن) برابر با 014/0، 025/0، 033/0 و 05/0 با پنج زاویه قرارگیری 70، 80، 90، 100 و 110 درجه نسبت به افق ساحل بالادست فلوم مورد استفاده قرار گرفتند. در همه زوایا با افزایش درصد نفوذپذیری و افزایش S/LS، عمق آبشستگی کاهش می‌یابد. با توجه به نتایج و در بازه اعداد مورد مطلعه در این پژوهش، استفاده از آبشکن و نصب آن در زوایه 70 درجه با نفوذپذیری 40 درصد و S/LS برابر 05/0، سبب کاهش 78 درصدی عمق آبشستگی دماغه آبشکن نسبت به حالت شاهد (آبشکن نفوذناپذیر 90 درجه) گردید. همچنین، کمترین عمق آبشستگی دماغه آبشکن در زاویه نصب 70 درجه و در مراحل بعدی در زوایای 110 و 90 درجه مشاهده شد.
کلیدواژه‌ها
آبشکن نفوذپذیر
آبشستگی
آب زلال
بستر رسوبی
زاویه

عنوان مقاله English

The effect of the dimension of the openings on the scouring of the permeable spur dike at different angles

نویسندگان English

Maryam Hajiabadi 1
Yousef Ramezani 2
Hossein Khozeymehnezhad 3
1 M.Sc. Student, Department of Water Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran
2 Department of Water Engineering, University of Birjand
3 Associate Professor, Department of Water Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran
چکیده English

A spur dike is a structure that is designed to prevent the erosion of the river banks and to prevent waves and sediment from entering the river. The height, length, angle and permeability of the spur dike are among the factors that affect scour around the spur dike. The purpose of this research is to investigate the effect of the dimensions of the openings on the scouring of the permeable spur dike at different angles in the non-submerged condition. The experiments of this research were carried out in a rectangular flume with a length of 10 meters, a width of 30 cm and a height of 50 cm. To conduct the experiments, spur dike made of plexiglass sheets with a thickness of 2 mm and a height of 32 cm (to create non-submerged conditions) and a length of 7 cm (equal to 23% of the flume width) were used. All experiments were performed in clear water conditions (U/Uc = 0.95). In the present research, spur dikes with four permeability percentages of 10, 20, 30 and 40% in four S/LS (ratio of spur dike opening dimensions to spur dike length) equal to 0.014, 0.025, 0.033, and 0.05 with five angles of 70-, 80-, 90-, 100-, and 110- degree relative to the horizon of the upstream of the flume were used. In all angles, with the increase in permeability percentage and S/LS, scour depth decreases. According to the results and in the range of numbers studied in this research, using a spur dike and installing it at an angle of 70-degree with a permeability of 40% and S/LS equal to 0.05 caused a 78% reduction in the scouring depth at the nose of the spur dike compared to the impermeable spur dike of 90-degree.

کلیدواژه‌ها English

Angle
Clear water
Permeable spur dike
Scour
Sedimentary bed
اهدایی، پ. و کاشفی پور، م. 1394. بررسی آزمایشگاهی اثر زاویه و نفوذپذیری تک آبشکن بر روی ابعاد چاله آبشستگی درشرایط غیر مستغرق. علوم و مهندسی آبیاری. 38 (4): 24-15.
اسماعیلی، پ.، بوداق پور، س. و رستمی، م. میرزایی. 1399. بررسی آزمایشگاهی اثر طول سری آبشکن های T شکل بر کنترل فرسایش کناره در شرایط غیر مستغرق در کانال پیچان رودی. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 14 (3): 816-807.
باجلوند، س.، گوهری، س. و حیدری، م. 1401. مطالعه آزمایشگاهی تأثیر زاویه آبشکن چوگانی بر آب‌شستگی و مقایسه آن با آبشکن L شکل. مدیریت آب و آبیاری. 12 (3): 466-455.
تیموری یگانه، م. 1401. شبیه سازی دو بعدی الگوی جریان در اطراف آبشکن با استفاده از مدل عددی SRH-2D. آب و توسعه پایدار. 9 (1): 134-127.
چام پور، م. و کاشفی پور، م. 1397. بررسی آزمایشگاهی اثر نفوذپذیری و طول سری آبشکن‌ها بر ابعاد چاله‌ آبشستگی در شرایط غیر مستغرق در قوس 90 درجه‌ ملایم. نشریه علوم و مهندسی آبیاری. 40 (3): 48-35.
چراغچی، س. و شفاعی بجستان، م. 1401. بررسی آزمایشگاهی تأثیر نفوذپذیری سازه ترکیبی آبشکن و صفحه مثلثی بر تغییرات توپوگرافی بستر در قوس180 درجه ملایم. نشریه علوم و مهندسی آبیاری. 45 (4): 30-15.
حاجی کندی، ه. و کاویانپور، م. 1390. بررسی آزمایشگاهی سری آبشکنهای نفوذپذیر و نفوذ ناپذیر. دانشگاه آزاد اسلامی - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکزی.
دبیری، گ. و کاشفی پور، م. 1398. بررسی آزمایشگاهی اثر زاویه‌ی قرارگیری سری آبشکن‌های‌ نفوذ‌پذیر بر روی ابعاد چاله‌ی آبشستگی در شرایط غیر مستغرق در قوس ملایم 90 درجه. پژوهش آب ایران. 13 (2): 50-43.
رمضانی، ی.، قمشی، م. و موسوی جهرمی، س. ح. 1391. اثر طول تکیه‌گاه بر آبشستگی تکیه‌گاه پل در کانال‌های با مقطع مرکب. نشریه دانش آب و خاک. 22 (3): 114-103.
رمضانی، ی.، قمشی، م.، موسوی جهرمی، س. ح. و خزیمه نژاد، ح. 1393 الف. تأثیر پوشش گیاهی دشت سیلابی بر آبشستگی تکیه گاه پل در مقطع مرکب. مجله آب و خاک. 28 (3): 512-503.
رمضانی، ی.، قمشی، م. و موسوی جهرمی، س. ح. 1393 ب. پیش‌بینی عمق آبشستگی تکیه‌گاه پل در کانال‌ها با مقطع مرکب. پژوهش آب ایران. 8 (14): 117-109.
شاکر، ا. و کاشفی پور، م. 1394. بررسی آزمایشگاهی تأثیر طول و زاویه‏ی قرارگیری آبشکن‏های مستطیلی بر توزیع سرعت و تنش برشی در قوس 90 درجه. علوم و مهندسی آبیاری. 38 (3): 12-1.
علیزاده ارمکی، ح.، قدسیان، م.، واقفی، م. و خسروی، م. 1394. مطالعه آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی اطراف آبشکن سرسپری مستغرق جاذب و دافع. مهندسی عمران مدرس. 15 (5): 137-147.
کریمی، م.، قمشی، م. و رمضانی، ی. 1394. اثر احداث دیوار موازی بر کاهش آبشستگی پیرامون تکیه‌گاه پل در مقطع مرکب. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک. 22 (3): 164-151.
ملکی، ف. و عباسی، س. 1397. مطالعه آزمایشگاهی تأثیر استقرار آبشکن های نفوذپذیر با آرایش شعاعی دافع بر حداکثر نرخ آبشستگی موضعی دماغه. علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 12 (43): 61-69.
یباره پور، ا. و کاشفی پور، م. 1393. مقایسه توپوگرافی بستر برای سری آبشکن‌های نفوذپذیر و نفوذناپذیر. علوم و مهندسی آبیاری. 37 (4): 77-86.
Bakker, W., Smit, C. and Svasek, J. 2015. Experiments and Practice in the Netherlands. Coastal Engineering. 1984. 12-24.
ChoufU, L., Abbasi, S. and Tfwala, S. 2019. Investigation of Flow, Erosion, and Sedimentation Pattern around Varied Groynes under Different Hydraulic and Geometric Conditions. Water. 11 (2): 13-31.
Dey, S. and Barbhuiya, A. K. 2005. Turbulent flow field in a scour hole at a semicircular abutment. Canadian Journal of Civil Engineering. 32 (1): 213-232.
Farshad, R., Kashefipour, S. M., Ghomeshi, M. and Oliveto, G. 2022. Temporal scour variations at permeable and angled spur dikes under steady and unsteady flows. Water. 14(20): 3310.
Kumar, V., Raju, K. G. R. and Vittal, N. 1999. Reduction of local scour around bridge piers using slots and collars. Journal of hydraulic engineering. 125(12): 1302-1305.
Nath, D. and Misra, U. K. 2017. Experimental study of local scour around single spur dike in an open channel. International Research Journal of Engineering and Technology. 4(6): 2728-2734.
Pagliara, S. and Yarahmadi, M. 2022. Study of Scour and Flow Patterns around Triangular-Shaped Spur Dikes. Hydraulic Engineering. 24: 3279–3288.
Pandey, M., Valyrakis, M., Qi, M., Sharma, A. and Lodhi, A. S. 2021. Experimental assessment and prediction of temporal scour depth around a spur dike. International Journal of Sediment Research. 36(1): 17-28.
Sadeghi, F., Ramezani, Y. and Khozeymehnezhad, H. 2018. Effect of submergence ratio of parallel wall on bridge abutment scour. Alexandria engineering journal. 57(4): 2659-2665.
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 19، شماره 2 - شماره پیاپی 111
خرداد و تیر 1404
صفحه 325-340