جریان به سرعت آستانه حرکت نیز می‌باشد، نسبت تنگشدگی آبشکن اول تاثیر زیادی بر روی الگوی آبشستگی آبشکنهای بعدی دارد، در یک دسته آبشکن بیشترین عمق آبشستگی، بعد از آبشکن اول که در معرض مستقیم جریان قرار دارد مربوط به آخرین آبشکن در دسته آبشکنها میباشد. در شکل (12) پروفیل آبشستگی در محدوده آبشکنها ارائه شده است.
شکل(12) پروفیل آبشستگی در محدوده آبشکنها- اردشیر و همکاران (1384)
صانعی و همکاران (1384) از فلومی به طول 4 متر و عرض 6/0 متر و عمق 2/0 متر با شیب 0015/0 جهت بررسی اثر تنگ شدگی و زاویه در کاهش آبشستگی اولین آبشکن استفاده کردند. مصالح بستر با قطر متوسط 8/0 میلیمتر بکار برده شد. بر اساس نتایج بدست آمده چنانچه آبشکن محافظ به صورت مایل قرار داده شود میزان آبشستگی در دماغه آبشکن اصلی کمتر از حالتی است که آبشکن محافظ به صورت عمود بکار رود.
صانعی(1385) بر اساس آزمایشاتی که بر روی فلوم آزمایشگاهی انجام داد تاثیر درصد انسداد را در آبشستگی اطراف آبشکنها مورد بررسی قرار داد. این آزمایشات در فلوم آزمایشگاهی به طول 12 متر و عرض 6/0 متر و در شرایط آب صاف برای درصد انسداد و اعماق مختلف جریان انجام شد. بر اساس این آزمایشات با افزایش عدد فرود جریان و به عبارتی دیگر کاهش عمق جریان در دبی ثابت میزان آبشستگی در دماغه آبشکن افزایش مییابد. همچنین هر چقدر طول آبشکن بلندتر و درصد انسداد بیشتر باشد میزان آبشستگی نیز افزایش مییابد و با افزایش عمق جریان در دبی ثابت میزان آبشستگی کاهش مییابد. در نهایت با استفاده از رگرسیون آماری روابط زیر جهت محاسبه حداکثر عمق آبشستگی بدون حضور آبشکن محافظ و با حضور آبشکن محافظ بدست آمد:
(7)
(8)
در روابط فوق، B : عرض کل فلوم، L : طول آبشکن اصلی و L? : طول آبشکن محافظ میباشد.
بهرامی و همکاران(1385) تغییرات توپوگرافی بستر و گسترش چاله آبشستگی پیرامون سه مدل آبشکن متوالی با نسبت های فاصله به طول آبشکن 5/1، 2، 3 و 4 در شرایط جریان آشفته و زیر بحرانی با بستر متحرک مورد مقایسه و ارزیابی قرار دادند. مدل مورد استفاده در این تحقیق یک کانال طبیعی با عرض 75 سانتیمتر، ارتفاع 35 سانتیمتر و شیب دیوارههای جانبی آن 1:1 بوده است. جریان آب از منبع اصلی بوسیله یک پمپ به سمت مخزن ورودی کانال هدایت شده و از آنجا به درون کانال اصلی سریز میشد. جهت توزیع یکنواخت جریان و از بین بردن انرژی اضافی آن، یک آرام کننده در مسیر کانال (بالادست آبشکنها) نصب گردید. نتایج آزمایشات صورت گرفته نشان میدهد که بیشترین و کمترین میزان عمق آبشستگی به ترتیب مربوط به آبشکنهای بالادست و میانی میباشد و با کاهش نسبت فاصله به طول آبشکنها، عمق آبشستگی اطراف آنها کاهش مییابد. این تغییرات در آبشکنها بالادست بسیار ناچیز ولی در آبشکنهای میانی و پایین دست بسیار بیشتر میباشد. همچنین در نسبتهای فاصله به طول بالاتر، محل حداکثر عمق آبشستگی از نقطه بالادست آبشکنها به سمت پایین دست و پشت سازههای آبشکن حرکت کرده و سبب تشکیل یک ناحیه آبشستگی ثانویه در پایین دست و پشت آبشکنها میگردد.
پیرمحمدی و حیدرپور (1385) آزمایشاتی را جهت تعیین شکل و ابعاد محدوده سنگچین در اطراف پایههای استوانهای پلها انجام دادند. هدف از این تحقیق تعیین الگوی پوشش سنگچین و ابعاد لازم برای آن جهت کنترل آبشستگی موضعی در اطراف پایههای پلها بوده است. این آزمایشات در کانالی از جنس فایبرگلاس شیشهای و به طول 7 متر و عرض 32 سانتیمتر و ارتفاع 36 سانتیمتر انجام شد. تمام آزمایشات در دبی 11 لیتر بر ثانیه انجام گرفت و تغییر سرعت با تنظیم ارتفاع آب در کانال توسط یک سرریز قابل تنظیم در پایین دست صورت گرفت. جهت حذف تاثیر دیوارههای کانال بر آبشستگی موضعی پایه طبق نظر چیو و ملویل (1987) قطر پایهها کمتر از 10 درصد عرض کانال انتخاب گردید. بر این اساس با توجه به محدودیت عرض کانال قطر پایه 20 میلیمتر در نظر گرفته شد. جهت جلوگیری از تشکیل ریپل در بستر، قطر متوسط رسوبات بستر بزرگتر از 7/0 میلیمتر مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق از چهار اندازه مختلف که دارای دانهبندی نسبتا یکنواخت و قطر متوسط ذرات 86/2، 67/3، 38/4 و 18/5 میلیمتر بودند به سنگچین استفاده گردید. در این تحقیق دو سری آزمایش انجام گرفت که در سری اول آزمایشات، آبشستگی اطراف پایه استوانهای بدون حضور سنگچین، به عنوان تخمین اولیه در آزمون و خطا برای تعیین محدوده سنگچین مورد استفاده قرار گرفت. در بخش دوم تحقیق نیز حداقل ابعاد محدوده سنگچین با روش آزمون و خطا بدست آمد. بدین ترتیب که ابتدا در کنارهها و پشت پایه برای جلوگیری از آبشستگی، تا فاصله مناسب و کافی، سنگچین چیده شد و سپس محدوده سنگچین در جلوی پایه با آزمون و خطا بدست آمد. بدین منظور محدودهای برابر محدوده آبشستگی جلوی پایه، حاصل از بخش اول تحقیق، در جلوی پایه در نظر گرفته شد و پس از برقراری دبی ماکزیمم
95/0= U/Uc در صورت مشاهده آبشستگی در جلوی پایه، محدوده بزرگتر و در غیر اینصورت محدوده کوچکتری در نظر گرفته شده و آزمایش تکرار شد. تغییرات محدوده سنگچین در جلوی پایه تا رسیدن به حداقل محدوده مناسب برای کنترل آبشستگی ادامه یافت. سپس با جلوگیری از وقوع آبشستگی در جلو و پشت پایه، حداقل محدوده سنگچین لازم برای کنارههای پایه نیز به همین ترتیب با آزمون و خطا بدست آمد. براساس نتایج بدست آمده، طول محدوده سنگچین در کنارههای پایه بیشتر از جلوی پایه و در پشت پایه بیشتر از جلو و کنارهها میباشد. همچنین ابعاد محدوده سنگچین اطراف پایه، مستقل از اندازه سنگدانهها میباشد.
شکل(13) الگوی پیشنهادی پیرمحمدی و حیدرپور (1385) جهت الگوی پوشش سنگچین دور پایه
کرمی و اردشیر (1386) جهت انجام آزمایشات خود از سه فلوم به عرض 130 سانتیمتر (فلوم شماره 1)، 150 سانتیمتر (فلوم شماره 2) و 60 سانتیمتر (فلوم شماره 3)با شیب بستر ثابت 001/0 استفاده کردند. جنس فلومها سیمانی بوده و در طول 5/6 متر از هر سه فلوم به ترتیب مصالحی با دانهبندی 1، 3 و 19/0 میلیمتر استفاده شد. آبشکنهای مورد استفاده در این تحقیق نفوذ ناپذیر، غیر مستغرق و متعامد بودند. برای ساخت آبشکنها از چوبهای ضد آب استفاده شد. تعداد آبشکنهای مورد استفاده 5 عدد بود. جهت اندازهگیری حداکثر عمق آبشستگی در دماغه آبشکنها از دستگاه پروفایلر استفاده گردید. نتایج این تحقیق به صورت زیر میباشد: (1) نسبت تنگشدگی مربوط به آبشکن فرعی تاثیر زیادی بر روی الگوی آبشستگی آبشکنهای بعدی دارد، بطوریکه تغییر طول آن بر روی خطوط جریان تاثیر گذاشته و باعث تغییر شکل و تغییر حجم حفره آبشستگی آبشکنها میشود. (2) با افزایش دبی، حجم حفره آبشستگی ایجاد شده در دماغهی آبشکنها افزایش پیدا کرده و همچنین شکل آن در جهت جریان کشیده میشود. (3) در یک دسته آبشک بدون آبشکن محافظ، بیشترین عمق آبشستگی بعد از آبشکن اول مربوط به آخرین آبشکن در دسته آبشکنها میباشد. (4) با درشتدانهتر شدن مصالح بستر مقدار آبشستگی کاهش مییابد. (4) با افزایش طول آبشکن فرعی عمق آبشستگی و همچنین حجم حفره آبشستگی در دماغه آبشکن فرعی افزایش پیدا میکند.
دهقانی و همکاران (1386) با استفاده از یک مطالعه آزمایشگاهی به بررسی هیدرولیک جریان و تغییرات کف در قوس 180 درجه پرداختند. آزمایشات در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه تربیت مدرس و در یک کانال 180 درجه با مقطع مستطیلی انجام شد. شعاع مرکزی قوس 6/2 متر و عرض و ارتفاع کانال 60 سانتیمتر بوده که با توجه به نسبت شعاع قوس به عرض کانال در رده قوسهای ملایم قرار میگیرد. همچنین طول کانال بالادست و پاییندست به ترتیب 2/7 و 2/5 متر میباشد. با توجه به مشاهدات به عمل آمده در خلال آزمایشات، ابتدا نواحی واقع در قوس خارجی بویژه در نیمه دوم کانال (یعنی در نقطهای که جریان ثانویه گسترش یافته) تحت فرسایش قرار گرفته و با گذشت زمان و در هنگامی که در رسوبگذاری ناشی از جریان ثانویه در قوس داخلی به تعادل میرسد، نواحی روبروی این مناطق رسوبگذاری در قوس خارجی شروع به فرسایش میکند. در ابتدای آزمایش که سطح رسوبات صاف است جریان ثانویهای از حدود زاویه 25-20 درجه مشاهده شده که این جریان ثانویه در سرتاسر مقطع عرضی جریان وجود دارد، یعنی هیچ نیروی عکس العملی جهت خنثی کردن این نیرو وجود ندارد. اما با گذشت زمان و شکلگیری شیب عرضی مولفه نیروی وزن در راستای عرضی افزایش یافته و نیروی ناشی از جریان ثانویه که سعی در بالا بردن دانه رسوب از شیب ایجاد شده را دارد، توسط مولفه عرضی وزن خنثی میشود. بر همین اساس توزیع سرعت دوبعدی در مقطع عرضی جریان در نیمه اول قوس یعنی در ناحیه در حال گسترش جریان، توسط دستگاه سرعتسنج دوبعدی PEMS اندازهگیری شده و نتایج آن در شکل (18) نشان داده شده است. با توجه به شکل زیر میتوان یکی دیگر از دلایل تشدید فرسایش در قوس خارجی را کاهش عرض جریان و افزایش سرعت در این ناحیه پس از شکلگیری عرضی بستر دانست. همچنین اگر در نمودار سرعت دقت شود، مشخص میشود که حداکثر سرعت جریان عرضی، درست موازی با کف “بستر شکل گرفته” در قوس داخلی است. وجود جریان ثانویه موجب میشود که جریان در قسمتی از عمق و نزدیک به کف به سمت قوس داخلی و در سطح به سمت قوس خارجی باشد.
شکل (14) نمودار سرعت اندازهگیری شده در مقطع با حداکثر رسوبگذاری همراه با جریانهای ثانویه تشکیل شده در مقطع دهقانی و همکاران (1386)
واقفی و همکاران (1387) به تاثیر موقعیت استقرار آبشکنهای T شکل در قوس 90 درجه بر میزان آبشستگی اطراف آنها و تغییرات توپوگرافی بستر پرداختند. برای این منظور از یک فلوم مستطیلی به عمق 70 سانتیمتر و عرض 60 سانتیمتر و با شعاع مرکزی 4/2 متر استفاده کردند. کانال اصلی شامل مسیر مستقیم بالادست به طول 1/7 متر و مسیر مستقیم پایین دست به طول 2/5 متر بوده که یک قوس 90 درجه این دو مسیر مستقیم را به هم متصل میکرد. طول کانال از رسوبات با قطر متوسط 28/1 میلیمتر و به عمق 35/0 متر پوشیده شد. آزمایشات تحت جریان با دبی ثابت 25 لیتر بر ثانیه صورت گرفت. پس از انجام آزمایشات مشخص شد که با تغییر موقعیت آبشکن به سمت پایین دست قوس ابعاد چاله آبشستگی و عمق آبشستگی بیشینه افزایش مییابد، این در حالی است که آبشستگی بیشینه در 1 سانتیمتری از دماغه بال بالادست و نزدیک دیواره داخلی و به فاصله 14 سانتیمتری از دیواره خارجی قرار میگیرد. همچنین آبشکن در هر موقعیتی که باشد در پایین دست آن و در مجاورت دیواره خارجی رسوبگذاری بوجود میآید که این رسوبگذاری در پایین دست آبشکن به صورت پشتههای رسوبی بوده که در پایین دست این پشتهها نیز چالههای آبشستگی تشکیل میگردد. در نهایت مشخص شد که بیشترین میزان آبشستگی مربوط به موقعیت 75 درجه میباشد.
موسوی نائینی و همکاران (1387) با استفاده از مدل فیزیکی به بررسی تاثیر عدد فرود جریان بر میزان آبشستگی اطراف آبشکنهای T شکل مستقر در قوس 90 درجه و تغییرات توپوگرافی بستر در طول قوس و مسیر مستقیم پایین دست پرداختند. این آزمایشات در یک قوس 90 درجه با شعاع انحنای 7/2 متر صورت گرفت. این کانال از جنس شیشه ساخته شده و نسبت شعاع قوس به عرض کانال برابر 4 میباشد. در این تحقیق دبی جریان به وسیله یک ارفیس کالیبره شده تنظیم گردیده و از یک عمق سنج

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منبع تحقیق درمورداستاد راهنما، طلاق، امام صادق
دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید