مطالعه آزمایشگاهی آبشستگی موضعی در پایین دست سازه کنترل تراز بستر با پلان کنگره ای مستطیلی

یکی از مباحث مهم در حوزه مسایل مهندسی رودخانه، پیش بینی و کنترل فرسایش در نزدیکی سازه های هیدرولیکی، که پتانسیل به خطر افتادن ایمنی این سازه ها را داررد، می باشد. به طور کلی، جریان پایین دست سازه های هیدرولیکی مانند جریان ناشی از سرریزها، دریچه ها، روی سازه های شیب شکن و در محل خروجی کالورت ها به صورت جت ریزشی می باشد. این جت آب شستگی موضعی را در اطراف این سازه ها ایجاد کرده که در صورت توسعه به زیر سازه، باعث تخریب آن می شود. برای طراحی درست سازه های هیدرولیکی لازم است مهندسان مطالعه ی دقیقی روی آبشستگی داشته باشند و فهم کامل از چگونگی آب شستگی و مکانیزم آن داشته تا بتوانند تمهیدات لازم را به منظور پایداری این سازه ها در نظر بگیرند. در این تحقیق تاثیر پارامترهای مختلف هیدرولیکی بر مشخصات آب شستگی در پایین دست سازه کنترل تراز بستر با پلان کنگره ای مستطیلی بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش دبی تاثیر عمده ای بر ابعاد آب شستگی داشته و باعث افزایش ابعاد آبشستگی می شود. مقایسه نتایج حاکی از آن است که عمق آب شستگی در شرایط تعادل با افزایش عدد فرود ذره و ارتفاع ریزش، افزایش و با افزایش اندازه ذرات و عمق پایاب، کاهش می یابد. تجزیه و تحلیل نتایج حاکی از آن است که افزایش عدد فرود ذره از 5/03 به 6/51 باعث افزایش 6 درصدی حداکثر عمق آب شستگی شده است. همچنین افزایش ارتفاع ریزش از 20 به 25 سانتی متر باعث افزایش 11 درصدی حداکثر عمق آبشستگی می شود. تحلیل نتایج حاکی از آن است که با افزایش قطر ذره از 0/85 به 2/36 میلی متر حداکثر عمق آب شستگی 25 درصد کاهش می یابد. افزایش عمق پایاب از دو برابر عمق بحرانی به سه برابر، مقدار حداکثر عمق آب شستگی به میزان 6 درصد کاهش می یابد. مقایسه صورت گرفته بین هندسی سرریز کنگره ای مستطیلی با سرریز خطی در شرایط هیدرولیکی و اندازه رسوبات بستر نشان داد که حداکثر عمق آب شستگی در شرایط استفاده از سر ریز کنگره ای 31 درصد نسبت به حالت خطی کاهش می یابد.

کلیدواژه ها:

سرریز کنگره ای ، عدد فرود ذره ، جت ریزشی ، آبشستگی ، عمق پایاب