اثر آبشکن بر کاهش فرسایش کناره‌ای در قوس رودخانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناس ارشد سازه‌های آبی، بخش مهندسی آب، دانشگاه شیراز

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه شیراز

چکیده

به­منظور جلوگیری از آبشستگی بستر رودخانه و آسیب به سازه‌های پایین‌دست، انرژی جنبشی جریان عبوری از روی سرریز‌های بزرگ باید به‌وسیله یک پرش هیدرولیکی در حوضچه‌های آرامش مستهلک گردد. حوضچه‌های آرامش انواع مختلفی دارند که عمدتاً شامل حوضچه‌های آرامش استاندارد USBR هستند. هدف از انجام این تحقیق، بررسی عملکرد دیواره‌های روزنه‌دار و دیواره‌ پیوسته در حوضچه‌های آرامش و چگونگی تأثیر آن‌ها بر مشخصات پرش هیدرولیکی از قبیل طول پرش و افت نسبی انرژی می‌باشد. نتایج تحقیقات نشان داد که دیواره روزنه‌دار در مقایسه با دیواره پیوسته، عملکرد مناسب‌تری در کنترل و تثبیت پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش دارد به‌طوری‌که این نوع دیواره موجب کاهش طول پرش هیدرولیکی و افزایش افت نسبی انرژی می‌شود. به­علاوه، نتایج حاصل از آزمایش‌ها نشان داد که دیواره با سطح بازشدگی50 درصد موجب کاهش نسبی طول حوضچه آرامش به­میزان 61% در مقایسه با پرش هیدرولیکی آزاد می‌شود. همچنین افت نسبی انرژی در این نوع دیواره به­ازای عدد فرود 5/4، برابر 60 درصد است که این مقدار برای عدد فرود 12 به حدود 90 درصد می‌رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Groyne on Reducing Coastal Erosion in River Bend

نویسندگان [English]

  • Masomeh Zare 1
  • Tooraj Honar 2
چکیده [English]

Kinetic energy of the water over large spillways should be dissipated in the stilling basins by generation of a hydraulic jump in order to prevent scouring of riverbed and damaging the downstream structures. There are many types of stilling basins, and the most popular ones in practice are the standard USBR basins. The purpose of this study is to evaluate the behavior of perforated and continuous sills in stilling basin as well as their effects on the characteristics of a hydraulic jump including jump length and relative dissipated energy. Results of experiments indicate that the perforated sill, in comparison with the continuous one, has a better behavior in controlling and stabilization of hydraulic jump within the stilling basin which increases the energy dissipation and reduces the jump length. Furthermore, the results show that the perforated sill with 50% opening reduces the basin length about 61% of the required basin length for a free hydraulic jump. Moreover, perforated sill basins are able to dissipate 60% of the inflow energy at Froude number 4.5, while dissipation of energy increases to 90% at Froude number 12.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Clear water scour
  • Groyne
  • River Bend
  • Scour
بیرامی م­ک و ایلاقی حسینی م، 1384. کنترل پرش هیدرولیکی با یک و دو دیواره ممتد در حوضچه آرامش افقی. نشریه استقلال، سال 24، شماره 1، جلد 1، صفحه‌های 97 تا 119.
راور ز، فرهودی ج و نژندعلی ع، 1389. بررسی تأثیر آرایش و ارتفاع بلوک‌های یکپارچه ذوزنقه‌ای قائم بر مشخصات جهش هیدرولیکی. صفحه­های 110 تا 119. سومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی، 10-12 اسفندماه، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز.
Alikhani A, Behrouzi-Rad R and Fathi-Moghadam M, 2010. Hydraulic jump in stilling basin with vertical end sill. International Journal of Physical Sciences 5(1): 025-029.
 Anonymous, 1987. Design of Small Dams. Third Edition, Government Printing Office. Washington. DC, USA.
Bestawy A, 2013. New shapes of baffle piers used in stilling basins as energy dissipaters. Asian Transactions on Engineering 3(01): 213-221
Bretz NV, 1987. The forced hydraulic jump. Ph.D. Thesis, Faculty of Civil Engineering, Swiss Federal Institute of Technology, Lausanne, Switzerland.
Hager WH and Li D, 1992. Sill-controlled energy dissipater. Journal of Hydraulic Research 30(2): 165-181.
Helal EY, Nassralla TH and Abdelaziz AA, 2013. Minimizing of scour downstream hydraulic structures using sills. International Journal of Civil and Structural Engineering 3(3): 591-602.
Rajaratnam N and Hurtig KI, 2000. Screen-type energy dissipation for hydraulic structures. Journal of the Hydraulics Division 126(4): 310-312.
Rand W, 1965. Flow over a vertical sill in an open channel. Journal of Hydraulic Division ASCE 91: 97-122.
Rand W, 1967. Flow over dentate sill in an open channel. Journal of Hydraulic Division ASCE 97: 135-153.
Shukry A, 1957. The efficiency of floor sills under drowned hydraulic jump. Journal of Hydraulic Division ASCE 83: 1-8.