بررسی اثرات شکافنده‌ها بر گستره و شیب حفره آبشستگی در پایین‌دست سرریزهای ریزشی

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)

2 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران

3 کارشناس ارشد گروه سازه‌های هیدرولیکی، موسسه تحقیقات آب

چکیده

آبشستگی در پایین‌دست سرریزهای ریزشی در سدهای بلند، یکی از مسائل اساسی در  طراحی حوضچه‌های استغراق و سدهای پایاب می‌باشد. یکی از روش‌های کاهش قدرت فرسایش جت آب ریزشی از این سرریزها، استفاده از شکافنده‌ها بر روی وجه پایین‌دست سرریز است. در پژوهش حاضر گستره و شیب حفره آبشستگی پایین‌دست سرریزهای ریزشی آزاد در شرایط وجود و عدم وجود شکافنده، با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی بزرگ‌مقیاس به ارتفاع 6 متر، مورد مطالعه قرار گرفت. در پایان مشخص شد که وجود شکافنده اثرات زیادی بر گستره (طول و عرض) حفره آبشستگی می‌گذارد و به طور کلی سبب کاهش شیب‌ها و همچنین کاهش حداکثر طول و عرض حفره آبشستگی می‌شود. به طور میانگین در حالت وجود شکافنده نسبت به حالت بدون شکافنده، حداکثر طول حفره آبشستگی 20 درصد و حداکثر عرض حفره آبشستگی 17 درصد کاهش یافته است. از طرفی به طور میانگین در حالت وجود شکافنده نسبت به حالت بدون شکافنده، نسبت حداکثر طول به حداکثر عمق حفره  12 درصد و نسبت حداکثر عرض به حداکثر عمق حفره  14 درصد افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده شد که در تمامی حالات وجود شکافنده سبب کاهش شیب حفره آبشستگی می‌شود.  

کلیدواژه‌ها


اسدی، م.، (1392). بهینه­سازی ابعاد شکافنده­ها برای کاهش انرژی و آبشستگی در سرریزهای ریزشی، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران.

Bollaert, E.F., and Schleiss, R. (2003). "Scour of rock due to the impact of plunging high velocity jets Part I: A state-of-the-art review",J. of Hyd. Res., 41(5), pp. 451-464.

Dey, S., and Raikar R. V. (2007). "Scour below a high vertical drop", Journal of Hydraulic Engineering, 133(5), pp. 564-568.

Mason, P.J. (1983). "Energy dissipating crest splitters for concrete dams",Water Power and Dam Construction,35(10), pp. 37-40.

Mason, P. J. and Arumugam K. (1985). "Free jet scour below dams and flip buckets", Journal of Hydraulic Engineering, 111(2), 220-235.

Mazurek, K.A. and Rajaratnam, N. (2003). "Erosion of sand by circular impinging water jets whit small tailwater",J. Hydraul. Eng., 139 (3), pp. 225-229.
Pagliara, S., Roy, D. and Palermo, M. (2009). "3D plunge pool scour with protection measures",J of Hyd. – Env. Res., 4, pp. 225-233.

Roberts, D. F. (1943). "The dissipation of the energy of a flood passing over a high dam." Proceedings of the South African Society of Civil Engineers.

Schoklitsch, A. (1932). "Kolkbildung unter uberfallstrahlen", Wasserwirtschaft, 24, pp. 341–343.

Safavi, K., Zarrati, A.R., Ghafoori, S., and Karaminejad, A.R., (2011). "Optimization of splitters to reduce scouring downstream of overflow spillways",Proc. of 34th IAHR World Congress, Brisbane, Australia, pp. 2562-2568.

Veronese, A. (1937), "Erosioni de fondo a valle di uno scarico," Annali dei Lavori Publicci, Vol. 75, No. 9, pp. 717-726.