تخمین حداکثر عمق آبشستگی در پایاب حوضچه آرامش (مطالعه موردی: بند سنگی- ملاتی حوزه آبخیز زیارت گرگان)

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان،گلستان، ایران.

چکیده

بندهای سنگی ملاتی سازه هایی هستند که جهت تنظیم شیب و مهار فرسایش آبراهه ها بکار گرفته می‌شوند. در این تحقیق برای تخمین حداکثر عمق آبشستگی در پایین دست سازه سنگی ملاتی زیارت با وجود 2 ردیف لوله جهت عبور آب بالادست به پایین دست در بدنه بند، مدل فیزیکی سازه در مقیاس1:20 ساخته شد. بمنظور شبیه سازی جریان در طول مدت عمر مفید این سازه ها، آزمایشها برای حالتی که لوله ها به تنهایی جریان را به پایین دست منتقل نمایند و حالتی که پس از تله اندازی رسوبات و پر شدن لوله ها، جریان از روی سرریز عبور می کند، مورد شبیه سازی قرار گرفت. نتایج آزمایش زمان تعادلی 48 ساعته نشان داد که 94 درصد حداکثر عمق آبشستگی حداکثر در 8 ساعت اولیه آزمایش اتفاق افتاده است. همچنین حداکثر عمق آبشستگی به اندازه 130میلیمتر ( معادل دو متر و شصت سانتیمتر در مقیاس واقعی) درحالت انسداد لوله ها اتفاق می‌افتد. در این شرایط پرش هیدرولیکی به پایین دست حوضچه آرامش منتقل شده، عمق آبشستگی افزایش یافته و در عرض کانال نیز گسترش می یابد و کم ترین عمق آبشستگی در حالتی که آب از سری لوله‌های پایین عبور می کنند، اتفاق می افتد. در این شرایط پرش هیدرولیکی داخل حوضچه قرار می گیرد. همچنین حداکثر عمق آبشستگی به عمق آب در پایاب سازه برای حالتی که جریان از روی سرریز و لوله ها همزمان عبور کند، حدود 2/2 و برای زمانی که تنها جریان از درون لوله ها به پایین دست منتقل شود، حدود 62/0 است.

کلیدواژه‌ها


Bormann, N.E. and Julien, P.Y. (1991). Scour down stream of gradecontrol structures. J.Hydraulic. Eng., 117(5), 579- 594.
Catakli, O., Ozal, K. and Tandogan, A. (1973). A study of Scour at the end of stilling basin and use of horizontal sills as energy dissipators. 11th Congress of Large Dams, Madrid.
Chakherloo, M., Tavakoli, A., Hosseini Mobra, S.A. and Rezaei, H. (2012). Three-dimensional study of the effect of different discharges on the sedimentation of downstream sediments of the sharp edge, 11th Iranian Hydraulic Conference, Urmia. (in Persian).
Dargahi, B. (2003). Scour development downstream of a spillway, J. Hydraulic Research, 41(4), 417-426.
Fahlbusch, F.E. (1994). Scour in Rock Riverbeds Downstream of Large Dams. J. Hydropower and Dams, 1(4), 30–32.
Farhoudi, J. and Smith, K. (1985). Local scour profiles downstream of hydraulic jump. J .Hydraulic Research, 23(4), 343-359.
Farhoudi, J.  and Smith, K.V.H. (1982).Time scale for scour downstream of hydraulic jump. J. Hydraulic Eng., 108(10), 1147-1161.
Iranian Management and Planning Organization.  (2006). Guide to Field Operations Sample on Sedimentation of Rivers and Reservoirs of Dams. No. 349, 67 p.
Haffmans, G.J.C.M. and Pilarczyk, K.W. (1995). Local scour downstream of hydraulic structures.  J. Hydraulic Eng. 121(4), 326-340.
Hoffmans, G.J.C.M. and Verheij, H.J. (1997) Scour manual. CRC Press, 224 p.
Hosseini, M. and Abrisamchi, J. (1994). Open Channel Hydraulics. Astan Quds Razavi. Mashhad, 665p. (in Persian).
Nazari, A. and Heidari, M. (2011). Threshold of uniform sediment movement, 8th Iran Hydraulic Conference, Tehran. (in Persian).
Novak, P. (1955). Study of stilling basins with special regard to their end sill. Proc. 6th IAHR Conference, The Hague.
Novak, P. (1961). Influence of bed load passage on scour and turbulence downstream of stilling basin, Proc. 19th IAHR Conference. Dubrovink.
Scurlock, S.M., Cristopher, L.T. and Steven, R.A. (2012). Equilibrium scour downstream of three-dimensional grade control structures. J. Hydraul. Eng., 138(2), 167-176
Shafaei Bajestan, M. and Omidi, P. (2015). Investigation of scour depth downstream of stilling basin for the case of B-Jump, J. Irrigation Science and Engineering, 38(4), 136-125. (in Persian).
Sheng, J-A. and Liao, A.-Z. (1997). Erosion control in south China, J Catena, 29(2), 211-221.
Yalin, M.S. (1971). Theory of Hydraulic Models. MacMillan, New York, 266 p.
Zhou, X.X., Hong-Wu, Z. and Ouyang, Z. (2004). Development of check-dam systems in gullies on the Loess Plateau, China,j. Environmental Science & Policy,7(2), 79-86.