توصيفگر ها :
آبشستگي , حداكثر ارتفاع تل‌‌ماسه , حداكثر طول گودال , حداكثر طول گودال , سرريز گابيوني مورب
چكيده فارسي :
سرريزهاي گابيوني يا توري‌سنگي متخلخل به‌دليل ويژگي‌‌هاي عملكردي و مزايايي از قبيل سازگاري با طبيعت و محيط زيست، سهولت اجرا، نفوذپذيري، دسترسي آسان و اقتصادي بودن به صورت گسترده در طرح‌‌هاي آبي استفاده مي¬شوند. اين سرريزها را در رودخانه يا كانال به فرم هاي مختلف مي¬توان نصب و اجرا كرد. افزايش طول مؤثر سرريز در سرريزهاي مورب موجب افزايش ظرفيت آب¬گذري و بهبود پارامترهاي هيدروليكي نظير طول مؤثر، ضريب دبي و ساير مي¬شود. يكي از موضوعات مهم در ارتباط با انواع سازه‌‌هاي مورد استفاده در كانال‌‌ها و رودخانه‌‌ها تأثير جريان بر بستر در پايين‌‌دست آن‌‌ها و فرآيند آبشستگي بستر است. آبشستگي پديده‌‌اي است كه در اثر جريان آب در بستر رودخانه‌‌ها در تماس با سازه‌‌هاي هيدروليكي نظير سرريزها به‌وقوع مي‌‌پيوندد.
در اين تحقيق آبشستگي در پايين‌‌دست سرريزهاي گابيوني مورب بررسي شده است. به‌منظور تخمين مشخصات آبشستگي در پايين‌‌دست اين سرريز، گستره وسيعي از مشخصه‌‌هاي هندسي و هيدروليكي مطالعه شده است. براي اين منظور هفت مدل سرريز گابيوني در فلوم آزمايشگاهي به طول 11، عرض 4/0 و عمق 7/0 متر در آزمايشگاه هيدروليك دانشكده مهندسي عمران دانشگاه صنعتي اصفهان ساخته و نصب شد. اين پژوهش شامل مصالح بدنه سرريز با قطر متوسط 11، 16 و 21 ميلي‌‌متر، تخلخل 32/0، 35/0 و 39/0، زاويه وجه پايين‌‌دست با راستاي قائم 0، 30 و 45، زاويه سرريز با راستاي جريان 0، 30 و 45، عرض تاج 50، 100 و 150 ميلي‌‌متر، ارتفاع سرريز 100 و 200 ميلي‌‌متر و مصالح بستر پايين¬دست به قطرهاي 9/2 و 7 ميلي¬متر است.
از نتايج آزمايشگاهي مي¬توان دريافت كه به‌ازاي قطرهاي مختلف مصالح بدنه سرريز، مصالح بستر پايين¬دست و زواياي سرريز، مكانيزم آب¬شستگي متفاوت بوده و تأثير قابل ملاحظه¬اي بر مقدار و محل وقوع عمق تعادلي گودال آب¬شستگي و ساير ابعاد آن دارد. بررسي آزمايش‌‌ها نشان مي‌‌دهد كه افزايش زاويه‌‌ي سرريز نسبت به راستاي قائم منجر به افزايش حداكثر عمق گودال آبشستگي، حداكثر ارتفاع تل‌‌ماسه و كاهش حداكثر طول گودال مي‌‌شود. افزايش قطر مصالح بستر پايين¬دست و افزايش تخلخل منجر به كاهش حداكثر عمق و طول گودال آبشستگي مي‌‌شود. نتايج نشان داد كه كاهش اندازه مصالح داخل سرريز موجب افزايش تراز سطح آب بالادست مي¬شود. جهت تخمين پارامترهاي مورد نظر در تحقيق حاضر شامل حداكثر طول و حداكثر عمق گودال آبشستگي با استفاده از نرم‌‌افزار SPSS، روابطي با بيشترين همبستگي و كمترين ميزان خطا پيشنهاد مي‌‌شوند.
چكيده انگليسي :
Due to their satisfactory performance and merits such as environmental friendliness, simple construction, permeability, easy access, and economy, porous gabion weirs are widely used in water engineering projects. Considering different weir arrangements, they can be constructed and installed in rivers, canals and channels. An increase in the effective length of the oblique weirs increases the flow discharge and improves the weir hydraulic characteristics, such as effective length and flow discharge coefficient. The interaction between the bed flow and the channel or river structures results in the downstream bed scouring.
The present study investigated scour downstream of the oblique gabion weirs. A wide range of geometric and hydraulic parameters were examined to estimate the characteristics of scouring downstream of these weirs. Seven gabion weirs were constructed and installed in a flume 11 m long, 0.4 m wide, and 0.7 m high, in the Hydraulics Laboratory, Isfahan University of Technology. The considered parameters included the gabion weir material size with average diameters of 11, 16 and 21 mm; gabion weir porosities of 0.32, 0.35, and 0.39; weir downstream face angles of 0, 30, and 45°; weir obliqueness angles of 0, 30, and 45°; weir crest widths of 50, 100 and 150 mm; weir heights of 100 and 200 mm; and downstream bed materials with average diameters of 3 and 7 mm.
According to the experimental results, the scouring mechanism was different for different weir material diameters, downstream bed material diameters, and weir angles. These parameters significantly affected the magnitude and location of the equilibrium scouring hole depth and other associated dimensions. Moreover, an increase in the weir angle relative to the vertical direction led to an increase in the maximum scour hole depth and maximum sand bar height and a decrease in the maximum hole length. In addition, increasing the diameter of the weir material diameter and its porosity caused a reduction in the maximum depth and length of the scour hole. The results also indicated that a decrease in the weir material size led to a higher upstream water level. Finally, relationships with the maximum correlation and minimum error values were proposed for estimating the scouring characteristics, considered in the present study including the maximum length and depth of the scour hole, using the SPSS mathematical software.
