پژوهش آب ایران

پژوهش آب ایران

بررسی اثر تراکم و غیریکنواختی رسوبات غیرچسبنده بر آب‌شستگی پایین‌دست سرریز کنگره‌ای مثلثی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک.
2 گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه اراک
چکیده
سرریزهای کنگره‌ای در بازه‌ای از رودخانه که دارای محدودیت عرض باشد برای افزایش ظرفیت عبور جریان استفاده می‌شوند. در این پژوهش فرسایش پایین‌دست سرریزهای کنگره‌ای و اثر تراکم بستر رسوبی و غیریکنواختی دانه‌بندی بر آب‌شستگی بررسی شد. آزمایش‌ها در یک فلوم شیشه‌ای به طول ۱۰ متر و عرض ۸۰ سانتی‌متر و در سه دبی 5، 10 و 15 لیتر بر ثانیه انجام گرفت. سرریز کنگره‌ای با L/W برابر با 2 و ارتفاع 35 سانتی‌متر ساخته شد. برای انجام آزمایش‌ها دو نوع رسوب یکنواخت (A) و غیریکنواخت (B) با قطر میانه 2 میلی‌متر درنظرگرفته شد. عمق پایاب در آزمایش‌ها 11 سانتی‌متر و زمان تعادل 6 ساعت در نظر گرفته شد. بررسی‌ها نشان داد که بیشینه عمق آب‌شستگی در نزدیکی محل اتصال سرریز به دیواره کانال رخ می‌دهد و با تغییر هد آب بالادست، مکان آب‌شستگی تغییر خاصی نمی‌کند. همچنین، بیشینه دوم آب‌شستگی در نزدیک دماغه سرریز رخ داد. با افزایش دبی، میزان آب‌شستگی بیشینه تا 68 درصد افزایش را در رسوب A و تراکم 80 درصد نشان داد. با افزایش تراکم از 80 به 90 درصد، تا حدودی عمق آب‌شستگی کاهش یافت، اما در دبی زیاد، تراکم اثرگذاری خود را از دست داد. همچنین بررسی‌ها نشان داد که غیریکنواخت بودن رسوب B سبب شده است که فرسایش کمتری نسبت به رسوب یکنواخت A داشته باشد، به‌طوری‌که در دبی بیشینه، رسوب B نسبت به رسوب A، 20 درصد کاهش آب‌شستگی را نشان داد.
کلیدواژه‌ها

1.     Abdi Chooplou, C., Ghodsian, M., Vaghefi, M. V., Kazerooni, S. and Bodaghi, E., 2022. Experimental Study of Effect of Flow Drop Height on Downstream Bed Topography of Type-A Trapezoidal Piano Key Weir. Journal of New Approaches in Water Engineering and Environment, 1(1), pp. 113-124 [In Persian].
 
2.     Babakhani, A. and Morsali, M., 2023. Experimental investigation on the influence of flow pattern on scour at triangular labyrinth weir without the apron. Irrigation and Water Engineering,  15(4), pp. 35-44. doi: 10.22125/iwe.2022.254669.1433. [In Persian].
 
3.     Babakhani, A. andmorsali, M., 2020. Investigation on the effect of different parameters on maximum scour depth at triangular labyrinth weir without apron. MCEJ, 20(1), pp. 25-34. doi: 20.1001.1.24766763.1399.20.1.14.0. [In Persian].
 
4.     Bodaghi, E., Ghodsian, M. and abdi, C., 2023. The experimental study of downstream scouring of trapezoidal Piano key weir type A under free and submerged flow. Journal of Hydraulics, 18(1), pp. 18-31. doi: 10.30482/jhyd.2022.330389.15 90. [In Persian].
 
5.     Emaeeli Varaki, M., Rajayee, A. and Shafiei sabet, B., 2017. Laboratory Study on Local Scour at the Downstream of Grade Control Structures with Labyrinth Planform, Irrigation and Drainage Structures Engineering Research, 18(68), pp. 129-142. doi: https://doi.org/10.22092 /aridse.2017. 106469.1091. [In Persian].
 
6.     Kazempour larsari, Z., Esmaeili Varaki, M. and Malekpour, A., 2019. Laboratory Study of Scour Downstream of Stepped-labyrinth Weirs, Iranian Journal of Soil and Water Research, 49(6), pp. 1227-1241. doi: 10.22059/ijswr.2018.246313. 667796. [In Persian].
 
7.     Kumar, B., and Ahmad, Z., 2020. Experimental study on scour downstream of a piano key weir with nose. 8th IAHR ISHS, Santiago, Chile.
 
8.     Nazari Sharifi, M., 2023. Simulation of Labyrinth Weir with FLOW 3D software, MSc thesis, Water Science and engineering Department, Arak University. 94 p. [In Persian].
 
9.     Tuna, M. C. and Emiroglu, M. E., 2011. Scour profiles at downstream of cascades, Scientia Iranica, 18, pp. 338-347. https://doi.org/10.1016/j.scient.2011.05.04.
 
10. Tuna, M. C. and Emiroglu, M. E., 2013. Effect of Step Geometry on Local Scour Downstream of Stepped Chutes. Arab J. Sci. Eng, 38, pp. 579-588, doi: 10.1007/s13369-012-0335-x.
 
11. Yazdi, A. M., Hoseini, S. A., Nazari, S. and Amanian, N., 2021. Effects of weir geometry on scour development in the downstream of Piano Key Weirs. Water Supply, 21(1), pp 289-298. doi:10.2166/ws. 2020.272.
 
12. Zomorodian, S., Arab, M. and Zolghadr, M., 2017. Effect of Clay Content Percentage and Compaction Energy on Pier Bridge Scour in Erosive Bed and in the vicinity of Abutmnet. MCEJ,17(2), pp. 157-166.
 

  • تاریخ دریافت 07 بهمن 1403
  • تاریخ پذیرش 18 اسفند 1403
  • تاریخ انتشار 01 فروردین 1404