بررسی آزمایشگاهی تأثیر آبشکن‌های نوع باندال لایک مستغرق و معمولی بر تغییرات رقوم بستر در قوس 90 درجه ملایم

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم و فنون دریایی خرمشهر

2 هیآت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

فرسایش کناری از جمله مهم‌ترین معضلات برای رودخانه‌ها به خصوص در قوس‌ها می باشد یکی از روش‌های موثر و به‏ صرفه جهت ساماندهی رودخانه‏ها در محل قوس‏ها استفاده از آبشکن‏هاست. الگوی جریان در قوس محافظت شده توسط سری آبشکن‏ها، به دلیل تأثیرات آبشکن‏ها بر الگوی جریان و جریانات ثانویه و تأثیرات متقابل آبشکن‏ها برهم پیچیده‏تر از حالت عادی ‏است.باندال‌لایک‌ نوعی از سازه‌ی آبشکن است که به منظور محافظت از سواحل و نیز بهبود عمق جریان برای کشتی‌رانی در رودخانه‌ مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سازه نوع جدیدی از آبشکن است که به صورت ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر و نفوذناپذیر ساخته می‌شود. با توجه به اهمیت مطالعه الگوی جریان و رسوب با حضور سازه آبشکن، تحقیق در این خصوص همواره مورد توجه محققین مختلف هیدرولیک و مهندسی رودخانه بوده است اما بررسی‌ها نشان می‌دهد با توجه به جدید بودن سازه آبشکن باندال لایک، در این مورد مطالعه کمتری صورت گرفته است. هدف از تحقیق حاضر بررسی آزمایشگاهی، مقایسه تأثیر استفاده آبشکن باندال‌لایک و آبشکن های معمولی نفوذناپذیر و نفوذپذیر بر تغییرات رقوم بستر بوده است. بدین منظور آبشکن باندال‌لایک در سه ارتفاع‌ 5/6 سانتیمتر5/8 سانتیمتر و 12 سانتیمتر و در دبی‌های ۲۵،۲۷،۳۰،۳۳ لیتر بر ثانیه، و آبشکن‌های نوع نفوذناپدیر و نفوذپذیر در شرایط مستغرق در فلومی با قوس 90 درجه مورد آزمایش قرار گرفته است. آزمایش‌های تحقیق حاضر در فلوم با قوس 90 درجه ملایم به طول 11 متر، عرض 70 سانتی‌متر و نسبت شعاع قوس به عرض آن R/B) ) برابر 4 انجام گرفته است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می‌دهد با افزایش عدد فرود آبشستگی افزایش یافته و بیشترین میزان آبشستگی مربوط به آزمایش شاهد نفوذ ناپذیر و کمترین آبشستگی در آزمایش شاهد نفوذپذیر رخ داده است. همچنین نتایج نشان می‌دهد عمق آبشستگی ها در حضور سازه باندال لایک نسبت به سازه شاهد نفوذ ناپذیر کاهش یافته است، و هر چه ارتفاع سازه بیشتر می‌شود، عمق آبشستگی کاهش می‌یابد. مقایسه نتایج نشان می‌دهد آبشستگی در سازه شاهد نفوذپذیر کمتر از تمامی حالات آزمایشات آب شکن باندال لایک بوده است. سایر نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهند با افزایش دبی، خط القعر به سمت میانه کانال منحرف می‌شود. بررسی کمی نتایج نیز نشان می‌دهد با تغییر ارتفاع سازه آبشکن باندال لایک از 5/6 سانتی‌متر به 12 سانتیمتر میزان عمق آبشستگی در حدود 54 درصد ومیزان رسوبگذاری حدود 34 درصد کاهش یافته است. همچنین استفاده از آبشکن معمولی نفوذپذیر به جای آبشکن باندال لایک با ارتفاع 12 سانتی-متر میزان عمق آبشستگی 5/23 درصد کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental investigation the effect of submersible Bandal like and normal type of spur dike on bed elevation changes at 90 degree mild bend

نویسندگان [English]

  • Morteza Bakhtiari 1
  • Mohsen Jalili 1
  • Seyed Mahmood Kashefipoor 2
  • Nima Shahni Karamzadeh 1
چکیده [English]

Background and Objectives:
Rivers are source of any civilization formation and also any societies. As a result of many factors like human interferences, earthquake, flood and sand removing from river margins the dynamic balance of rivers changes. The consequences of these undesired phenomena's are erosion of river banks and lateral migration. On the other hand, these derbies could fill dam reservoirs. Decreasing useful life of dams and also producing operation difficulties are other two side effects of erosion. Hence bank erosion and lateral migration creates a lot of economic and social problems. Noticing above mentioned notes we conclude that investigation about hydraulic of rivers and also understanding dike hydraulic and characteristics is necessary and important. One of the common and simplest method of coastal protection is using spur dike that are useful structure to improve the flow pattern and used for control and reduce the coastal erosion of rivers.
Bandal like structure is new type of spur dike that is compound from a submersible and no submersible spur dike.

Materials and Methods:
In this research we focus on Bandal-like dikes. Explicitly we investigate the effect of dike submersion on erosion and sediment formation around a 90 degree mild bend. Experimental tests are performed under various hydraulic characteristics. Three types of dike are provided. Heights of dike are 6.5,8.5 and 12 centimeters and the width of dike is 20 percent of flood width. Also three discharge 25,27,30 and 33 liters per second for two type (submersible and no submersible) of spur dikes were tested. In this study used a 90 degree bend flume with 0.7m width
Results:
The result of this study show that the maximum of scouring rate, occur for submersible theme test and the minimum is for Bandal – like with 12cm height. Also the result show that depth of scouring with Bandal like spur is reduce than no submersible theme structure and with increased the height of structure depth of scouring will be reducing. The result show that with increased the discharge, the Thalweg divert to middle of canal.
Conclusion:
The results of this study can be summarized as:
1) The maximum of scouring is for theme submersible test.
2) The minimum of scouring is for Bandal like with 12cm height.
3) Between Bandal like spurs, the maximum of scouring is for structure with 6.5 cm height.
4) Increasing the height of structure reduce the depth of scouring.

کلیدواژه‌ها [English]

  • improve flow pattern
  • bed elevation changes
  • 90 degree bend
  • Bandal like spur dike

مراجع

1.Azinfar, H., and Kells, J.A. 2007. Backwater effect due to a single spur dike. Can. J. Civil
Engin. 34: 1. 107-115.
2.Elawady, E., Michiue, M., and Hinokidani, O. 2001. Movable bed scours around submerged
spur-dikes. Ann. J. Hydr. Engin. 45: 373-378.
3.Fazli, M., Ghodsiyan, M., and Salehi Neishabori, S.A.A. 1386. Evaluation scouring
around closed spur dike at bend. 6th conference of Iran Hydraulic. Shahre Kord University.
Pp: 25-33. (In Persian)
4.Fazli, M., Ghodsiyan, M., and Salehi Neishabori, S.A.A. 1388. The change of bed topography
at 90 degree bend at difference conditions of current. J. Tech. Engin. Modares. 35: 123-144.
(In Persian)
5.Keshavarzi, A.R., Valizadeh, M., and Ball, J. 2010. Experimental Study of the Effects of
Submerged Dikes on the Energy and Momentum Coefficients in Compound Channel. J. Sci.
Res. Engin. 2: 11. 855-862.
6.Mashkoornia, H., Jarah Zadeh, F., Ramesh, S., and Shafaie Bajestan, M.1389. Evalution the
effect of submersible spur dike length on rate of scouring at outer bank at 90 degree bend. 9th
conference of Iran Hydraulic. Tarbiyat Modares University. Pp: 31-39. (In Persian)
7.Rahman, M., Nakagawa, H., Khaleduzzaman, A., Ishigaki, T.M., and Muto, Y. 2004. On the
formation of stable river course. Annuals of Disaster Prevention Research Institute. Kyoto
University. Pp: 601-616.
8.Rahman, M., Nakagawa, H., Khaleduzzaman, A., Ishigaki, T.M., and Muto, Y. 2006.
Prediction of local scour depth around Bandal-like structures. Ann. J. Hydr. Engin. JSCE.
50: 163-168.
9.Teraguchi, H., Nakagawa, H., Kawaike, K., Baba, Y., and Zhang, H. 2010. Morphological
Changes induced by River Training Structures: Bandal-like structures and Groins. Annuals
of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University. Pp: 505-518.
10.Teraguchi, H., Nakagawa, H., and Kawaike, K. 2011. Effects of hydraulic structures on river
morphological processes. Inter. J. Sed. Res. Pp: 283-303.
11.Zhang, H., Nakagawa, H., Baba, Y., Kawaike, K., and Teraguchi, H. 2010. Three
dimensional flow around bandal- like structures. Ann. J. Hydr. Engin. JSCE. 54: 175-180.
مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
دوره 25، شماره 1
فروردین و اردیبهشت 1397
صفحه 147-164

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار