توصيفگر ها :
آبشكن , گابيون , نفوذپذيري , ناحيه سكون , فاصله بهينه , فرسايش سواحل
چكيده فارسي :
جهت جلوگيري از آبشستگي سواحل فرسايشپذير، استفاده از سازههاي آبشكن يكي از روشهاي مؤثر محسوب ميشود. عملكرد اين سازهها به گونهاي است كه با كاهش سرعت جريان در طول مسير و هدايت آب به سمت ميانهي رودخانه از فرسايش كنارهها جلوگيري ميكنند. درحالي كه مطالعات متعددي بر روي آبشكنهاي منفرد و متوالي انجام شدهاست، بررسي فاصله بهينه بين آبشكنها و ويژگيهاي آبشكنهاي نفوذپذير از نوع گابيوني كمتر مورد توجه قرار گرفتهاست. در اين پژوهش، به بررسي فاصله بهينه آبشكنهاي نفوذناپذير و گابيوني پرداخته شدهاست. استفاده از گابيون به دليل هزينهي پايينتر و سهولت ساخت، نسبت به ساير آبشكنهاي نفوذپذير، مزاياي قابل توجهي دارد. آزمايشهاي اين تحقيق با استفاده از سه آبشكن نفوذناپذير با عرضهاي 20، 30و 50 سانتي متر و يك آبشكن نفوذپذير با عرض30 سانتي متر صورت گرفتهاست.عدد فرود در محدودهي 11/0تا 40/0 بود. همچنين سه دبي كم، متوسط و زياد (20، 44، 54 ليتر بر ثانيه) و چهار حالت استغراق متفاوت در هر آزمايش مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بهدست آمده نشان ميدهد كه با افزايش عرض آبشكن ناحيهي سكون جريان افزايش يافته و عملكرد آبشكنهاي نفوذپذير بهتر از آبشكنهاي غير قابل نفوذ است. همچنين در آبشكنها، فاصلهي بهينه هنگامي حاصل ميشود كه آبشكن بعدي در انتهاي ناحيه سكون قبلي قرار گيرد. بهمنظور صحتسنجي و تكميل تحليل، برداشت سرعت جريان با استفاده از دستگاه ADV انجام گرفت. دادههاي حاصل از برداشت سرعت، پس از پردازش در محيط نرمافزار Surfer، جهت ترسيم توزيع مكاني سرعت و تعيين محدوده ناحيه سكون به كار گرفته شد. نتايج حاصل از تحليل عددي با نرمافزار Surfer، تطابق قابل قبولي با مشاهدات عيني حاصل از آزمايش تزريق رنگ نشان داد و دقت نتايج تجربي را تأييد نمود. در نهايت با استفاده از تكنيك تزريق رنگ در كانال فاصلهي مناسب بين آبشكنها اندازهگيري و بر اساس دادههاي بهدست آمده، رابطهاي براي محاسبهي فاصلهي بهينه ارائه گرديدهاست.
چكيده انگليسي :
Bank erosion is one of the critical challenges in river engineering, and spur dikes are considered as an effective structural measure to mitigate this problem. These structures function by reducing the local flow velocity and diverting the stream toward the river centerline, thereby protecting the erodible banks. While numerous studies have investigated the performance of single and series spur dikes, limited attention has been given to the determination of optimal spacing and the hydraulic characteristics of permeable spur dikes, particularly those constructed from gabions. The present research aims to evaluate the optimal spacing of impermeable and gabion spur dikes. Gabion spur dikes, owing to their lower construction cost and ease of implementation, offer significant advantages over other types of permeable structures. Experimental tests were carried out using three impermeable spur dikes with widths of 20, 30, and 50 cm, as well as one permeable gabion spur dike with a width of 30 cm. The experiments were conducted under Froude numbers ranging from 0.11 to 0.40, three discharges (20, 44, and 54 L/s), and four different submergence conditions. The results indicated that increasing spur dike width leads to a larger recirculation zone and that permeable spur dikes perform more efficiently compared to impermeable ones. Moreover, the optimum spacing between spur dikes was achieved when the subsequent structure was located at the end of the preceding recirculation zone. To validate and complement the analysis, flow velocity measurements were obtained using an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV). The processed data, visualized through Surfer software, were used to generate spatial velocity distributions and identify recirculation zones. Numerical analysis with Surfer showed satisfactory agreement with the visual dye-tracing experiments, confirming the reliability of the laboratory observations. Ultimately, based on dye injection tests, the appropriate spacing between spur dikes was determined, and an empirical relationship was proposed to estimate the optimal distance