معادل 15 در صد عرض کانال لحاظ گردید.
شکل(15) نمایی از پلان و قوس مورد استفاده توسط موسوی نائینی و همکاران (1387)
از جمله نتایج مهم این تحقیق میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
با افزایش عدد فرود جریان تمرکز تنش در ناحیه تنگ شدگی مقطع (محل استقرار آبشکن) بیشتر و در نتیجه تغییرات توپوگرافی بستر ناشی از آبشستگی موضعی محسوستر میباشد. همچنین با افزایش عدد فرود جریان و در نتیجه افزایش قدرت حمل رسوبات ابعاد چاله آبشستگی و همچنین پشته رسوبی پایین دست محل استقرار آبشکن افزایش مییابد. براساس نتایج بدست آمده محل آبشستگی بیشینه در نزدیکی دیواره داخلی بال آبشکن در بالادست و به فاصله 10 تا 20 درصد طول آبشکن از نوک بال میباشد.
ابهری و همکاران (1388) تحقیقاتی را در زمینه الگوی جریان اطراف آبشکن در قوس 90 درجه صلب در شرایط تغییر موقعیت آبشکن در طول کانال انجام دادند. در این تحقیق از زوایای 15، 30، 45، 60 و 75 جهت موقعیت آبشکن و با دبی ثابت 45 لیتر بر ثانیه استفاده شد. همچنین هندسه آبشکن ثابت در نظر گرفته شد. تغییرات الگوی جریان شامل جریانهای طولی، جریانهای ثانویه در مقاطع عرضی مختلف کانال و نیز توزیع تنش برشی با استفاده از مدل عددی SSIIM محاسبه و با مقادیر اندازهگیری شده آزمایشگاهی مقایسه شد. آزمایشات در یک فلوم مستطیل شکل به عرض 6/0 متر و ارتفاع 7/0 متر و با شعاع انحناء قوس 3 برابر پهنای فلوم یعنی 8/1 متر صورت گرفت. این محققین پس از مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل ریاضی به این نتیجه رسیدند که وجود آبشکن سبب میشود که هسته پرسرعت به سمت دماغه آبشکن منحرف شده و به علت وجود گردابهها نواحی کم سرعتی در بالادست و پایین دست آبشکن تشکیل میشوند. همچنین تشکیل گردابهها در پایین دست آبشکن باعث بوجود آمدن جریانهای برگشتی در این ناحیه خواهد شد و با افزایش زاویه قرارگیری آبشکن، تنش برشی حول آن افزایش مییابد. از دیگر نتایج این تحقیق میتوان به افزایش طول ناحیه جداشدگی جریان با افزایش زاویه موقعیت قرارگیری آبشکن اشاره کرد. طول این ناحیه در لایههای مختلف جریان تقریبا با هم برابر بوده و اختلاف زیادی با هم ندارند. در نهایت با مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی با اطلاعات آزمایشگاهی مشخص شد که مدل SSIIM در شبیهسازی الگوی جریان در اطراف آبشکن توانمند عمل کرده است.
ترابی زاده و بینا (1388)، در تحقیقی به بررسی تأثیر تنگشدگی عرض رودخانه ناشی از احداث آبشکن پرداختند. در این پ‍ژوهش نقش این تنگشدگی در تغییر پارامترهای هیدرولیکی مورد تفسیر قرار گرفت. به منظور دستیابی به اهداف این تحقیق تعداد 10 آبشکن بر روی رودخانه زهره در نزدیکی سردشت زیدون از توابع شهرستان بهبهان که در سال 1375 احداث شدهاند، انتخاب گردید. این نوع آبشکنها از نوع مستقیم با دماغه گرد هستند. طول آبشکنها 120متر بود از این رو رودخانه زهره در مدل ریاضی MIKE 11 یک بار بدون در نظر گرفتن آبشکنها و بار دیگر با در نظر گرفتن آبشکنها مدل گردید و نتایج خروجی با هم مقایسه و ارائه شد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که احداث آبشکن در بازه رودخانه منجر به کاهش عرض، افزایش عمق، افزایش سرعت و تنش برشی میگردد.
مشاهیر و همکاران (-) کاربرد ریپ رپ و یقه جهت کنترل آبشستگی در اطراف پایههای مستطیلی را با استفاده از مدل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار دادند. پایهها در جهت جریان با زوایای ?5، ?10 و ?20 قرار گرفتند. پایههای مورد استفاده در این آزمایش دراری ابعاد 1:3، 1:5 و 1:7 میباشند. این آزمایشات در یک فلوم آزمایشگاهی به طول 10 متر، عرض 74/0 متر و عمق 6/0 متر انجام شد. فلوم دارای یک محدوده کاری بوده که این محدوده به صورت یک تورفتگی نسبت به بستر اصلی بوده و با رسوبات پر شده و در فاصله 6 متری پایین دست ابتدای فلوم قرار گرفته است. اندازه متوسط ذرات بستر، d50، 95/0 میلیمتر با انحراف هندسی انتخاب شدند. تمام پایههای ساخته شده دارای لبههای گرد بوده و از جنس Perspex ساخته شدند. عرض کلیه پایهها b= 50 میلیمتر و طول آنها L= 150، 250 و 350 میلیمتر بوده است. تمامی آزمایشات در شرایط آستانه حرکت ذرات بستر صورت گرفت. در این تحقیق شرایط آستانه حرکت، شرایطی در نظر گرفته شد که در آن ذرات ریزتر ممکن است حرکت کرده، در حالیکه سطح بستر بیشتر از 2 تا 3 میلیمتر در مدت زمان 10 ساعت کاهش نیابد. در این تحقیق مشخص شد که با عمق 13/0 متر و دبی 034/0 متر مکعب بر ثانیه، ذرات بستر در حالت آستانه حرکت قرار خواهند گرفت. نسبت سرعت برشی در این آزمایشات از روی عمق جریان و شیب انرژی به سرعت برشی بحرانی، U*c، از روی دیاگرام شیلدز92/0 محاسبه شد. در این آزمایشات عمق جریان توسط point gage اندازهگیری شد. دبی نیز از طریق سرریز لبه تیز کالیبره شده در انتهای پایین دست فلوم اندازهگیری گردید. سری اول آزمایشات جهت تخمین اندازه متوسط ذرات ریپ رپ پایدار، D50 و وسعت آن جهت b/L و ? های مختلف بدون حضور یقه صورت گرفت. در این تحقیق هدف تعیین اندازه ذرات ریپ رپ جهت جلوگیری از آبشستگی در اطراف پایهها بوده است، بر این اساس روش چیو (1995) که جهت طراحی ریپ رپ پایدار در اطراف پایههای استوانهای ارائه شده بود، جهت پایههای مستطیلی توسعه یافت. ضرایبی جهت نسبت ابعاد و زوایای مختلف از طریق آزمایشات تعیین شدند. این ضرایب جهت محاسبه سرعت برشی مربوط به ریپ رپ با توجه به رابطه چیو مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج آزمایشات نشان داد که نسبت ابعاد پایهها زمانیکه پایهها در راستای جریان قرار گیرند، تاثیری بر روی ابعاد ریپ رپ پایدار ندارند. با افزایش زاویه انحراف از جریان و نسبت ابعاد پایهها، اندازه ذرات ریپ رپ پایدار و نیز وسعت لایه ریپ رپ افزایش مییابد.
شکل (16) الگوی پیشنهادی ریپ رپ در اطراف پایه مستطیلی (مشاهیر و همکاران،-)
تحقیقات محققین خارجی
Lacey (1930) رابطه‌ای را با بهره‌گیری از معادله رژیم جریان ارائه کرد. او حداکثر عمق آبشستگی را بصورت تابعی از عمق جریان، دبی، قطر ذرات و هندسه رودخانه در نظر گرفت (Rahman, 2003).
(9)
که در این رابطه: hs: حداکثر عمق آبشستگی (ft)، h: عمق جریان(ft)، Q: دبی جریان (cfs)، d50: قطر متوسط ذرات (mm)، f: فاکتور سیلت که برابر است با و k: ضریبی که تابع شرایط هیدرولیک و هندسه رودخانه می‌باشد. جدول (4) روش تعیین k را نشان می‌دهد:
جدول (4) ضریب k در رابطه لیسی (Rahman,2003)
ردیف
نوع رودخانه
k
1
2
3
4
مسیر مستقیم
پیچ و خم ملایم
پیچ و خم تند
پیچ و خم قائم
27/1
5/1
75/1
2
Inglis (1949) به مقایسه حداکثر عمق آبشستگی اطراف آبشکن با مقادیر بدست آمده از رابطه لیسی پرداخت. وی ضرایب مشخصی را برای رابطه لیسی برای تعیین عمق حداکثر آبشستگی پیشنهاد کرد. همچنین به بررسی تاثیر اندازه ذرات بستر بر حداکثر عمق آبشستگی پرداخت. براساس داده‌های موجود که محدوده تغییر اندازه ذرات بستر آنها بین 06/0 تا 37/0 میلیمتر بود، نتیجه گرفته شد که حداکثر عمق آبشستگی اطراف آبشکن وابسته به سرعت متوسط موضعی جریان می‌باشد. این محققین همچنین رابطه‌ای برای تعیین عمق حداکثر آبشستگی ارائه داد (Hua li et.al.,2006)
(10)
در رابطه‌ی بالا: K: تابع ضریب Cd (ضریب درگ) بوده و مقدار آن بین 8/0 تا 8/1 می‌باشد، Fr: عدد فرود، B1: عرض کانال در مقطع قبل از آبشکن، B2: عرض کانال در مقطع تنگ شدگی و g: شتاب ثقل می‌باشد.
Andru & Blench (1957) بعد از تجزیه و تحلیل داده‌های مختلف آزمایشگاهی و میدانی بر روی آبشستگی ناشی از تکیه‌گاه، نتیجه گرفتند که عمق آبشستگی موضعی وابسته به میزان دبی و اندازه ذرات بستر می‌باشد ولی Izzard & Bradley (1961) آزمایشاتی بر روی 4 اندازه آبشکن با نسبت بازشدگی 9/0، 835/0، 667/0، 53/0 در یک کانال با عرض 61/0 متر انجام داد. این محقق همچنین از رسوباتی با 4 اندازه قطر متوسط 3/0، 46/0، 1 و 3/2 میلیمتر استفاده کرد. براساس یافته‌های گاردی، عدد فرود پارامتر بسیار مهمی در آبشستگی اطراف تنگ شدگی‌ها می‌باشد. همچنین اندازه ذرات بستر هم در سرعت آبشستگی و هم در حداکثر عمق آبشستگی موثر است. این محققین همچنین رابطه‌ای برای تعیین عمق حداکثر آبشستگی و هم در حداکثر عمق آبشستگی موثر است. این محقق همچنین رابطه‌ای برای تعیین عمق حداکثر آبشستگی ارائه داد. براساس یافته‌های این محقق حداکثر عمق آبشستگی تابعی است از نسبت بازشدگی، عمق جریان، زاویه آبشکن با کانال، عدد فرود جریان و ضریب دراگ رسوبات بستر می‌باشد (سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور، نشریه شماره 248).
(11)
در رابطه فوق K و n تابع ضریب درگ (Cd) می‌باشند. برای شرایط آزمایشگاهی که قطر متوسط ذرات 29/0 میلیمتر، زاویه آبشکن ْ90 و 4 نسبت بازشدگی، K بین 75/2 تا 5 و n برابر 3/2 می‌باشد.
Liu و همکاران (1961) به آزمایشاتی بر روی 2 فلوم آزمایشگاهی با اندازه ذرات بستر و 56/0 و 65/0 میلیمتر پرداختند و به نتایج زیر دست یافتند: (1) سرعت جریان تاثیر محسوسی بر روی آبشستگی دارد، (2) زمانی که جریان با حرکت بار بستر همراه باشد نسبت بازشدگی تاثیر محسوسی بر عمق آبشستگی ندارد ولی زمانی که جریان بار بستر ندارد حداکثر عمق آبشستگی تابع نسبت بازشدگی می‌باشد. همچنین این محقق رابطه‌ای به منظور تعیین عمق آبشستگی ارائه کرده است که در آن میزان آبشستگی به صورت تابعی است از عمق جریان، عدد فرود و طول آبشکن (Hua li et al.,2006)
(12)
در این رابطه L طول آبشکن می‌باشد.
Gill (1972) با استفاده از فلومی به عرض 76/0 متر، عمق 46/0 متر و طول 2/12 متر و دو قطر دانه‌بندی ذرات بستر با قطر متوسط 5/1 و 91/0 میلیمتر آزمایشاتی انجام داد. براساس یافته‌های این محقق عمق تعادل تحت تاثیر اندازه ذرات بستر و عمق جریان یکنواخت بالادست آبشکن می‌باشد (سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشور، نشریه شماره 248).
(13)
این رابطه از رابطه استراب استخراج شده که از یک مورد ساده تنگ شدگی بدست آمده و برای فرسایش موضعی اطراف آبشکن پیشنهاد شده است.
Miller و همکاران (1983) تحقیقات زیادی بر روی آبشکن‌ها انجام دادند که به برخی از نتایج آزمایشات آنها اشاره می‌شود: (1) عمق آبشستگی اطراف آبشکن‌ها همیشه با افزایش زاویه آبشکن صرفنظر از طول آبشکن، تاج و نفوذپذیری آبشکن، افزایش می‌یابد به عبارت دیگر هرچه زاویه آبشکن بیشتر شود، میزان آبشستگی موضعی در نوک آبشکن کمتر می‌گردد، (2) با توجه به انواع مختلف آبشکن‌های نفوذپذیر، هرچه نفوذپذیری آبشکن بیشتر باشد، آبشستگی موضعی دماغه آبشکن کمتر می‌شود، (3) زاویه انحراف جریان توسط آبشکن به سمت دیواره مقابل در آبشکن‌های بسته در هر شرایطی بزرگتر از زاویه تولید شده در آبشکن‌های نفوذپذیر با همان شرایط است (,2006 Hua li et. al.).
Zaghloul (1983) آزمایشاتی در یک فلوم آزمایشگاهی به منظور بررسی تاثیر شرایط جریان بالادست، خصوصیات رسوبات و خصوصیات هندسی آبشکن بر حداکثر عمق آبشستگی و الگوی آبشستگی اطراف آبشکن انجام داد. براساس آنالیز ابعادی و داده‌های آزمایشگاهی وی دریافت که حداکثر عمق آبشستگی بطور قابل ملاحظه‌ای متاثر از نسبت بازشدگی فلوم و همچنین عدد فرود جریان می‌باشد. همچنین رابطه ارائه شده توسط او شباهت زیادی به رابطه رژیم ارائه شده توسط لیسی و بلنچ دارد. آزمایشات این محقق در شرایط آب زلال و به مدت 5/2 ساعت انجام گرفت.
(14)

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد رایگان دربارهجبران خسارت، تجارتخانه، طلاق
دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید