زینب بادپا

زینب بادپا


تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشكده فني مهندسي

گروه مهندسي عمران

 

پايان‌نامه براي دريافت درجه كارشناسي ارشد در رشته مهندسي عمران

گرايش مهندسی آب و سازه­های هیدرولیکی

 

عنوان:

بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی به­دلیل حضور مانع توری­سنگی در مسیر جریان در کانال مستقیم با بستر متحرک

 

استاد راهنما:

دكتر مجيد فضلي

اساتید داور:

دکتر بهرام رضایی -دکتر جلال صادقیان

 

زمان: دوشنبه 24/12/1394

ساعت: 10-8 صبح

 

مکان: آمفی تئاتر دانشکده مهندسی

نگارش:

زینب بادپا

 

 94اسفند



چكيده: یکی از  روش­های متداول کنترل فرسایش کناری رودخانه­ها، استفاده از آبشکن می­باشد که در صورت طراحی و اجرای صحیح، علاوه بر کنترل فرسایش کناری، منجر به بازیابی و احیای اراضی با­ارزش حاشیه رودخانه­ها می­شود. از جمله آبشکن­های باز مورد استفاده در حفاظت رودخانه­ها، آبشکن­های توری­سنگی می­باشد. آبشستگی موضعی دماغه آبشکن، یکی از مسائل مهم در طراحی این سازه­ها می­باشد که به علت تنگ­شدگی مقطع جریان و وجود گردابه­‌های قوی اتفاق می­افتد.

در این تحقیق تلاش گردیده تا الگوی جریان و توپوگرافی بستر حول آبشکن­های توری­سنگی به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گیرد. در این زمینه­، ابتدا زمان تعادل آزمایش­های آبشستگی ( با انجام آزمایش­های زمان تعادل) تعیین شد. تغییرات توپوگرافی بستر بر اثر تغییر طول، تخلخل و زاویه اتصال به ساحل آبشکن و هم­چنین تغییرات عدد­فرود جریان در دبی ثابت با انجام آزمایش­هایی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش­های الگوی جریان نیز با بررسی اثر سه پارامتر طول، تخلخل و زاویه اتصال به ساحل آبشکن انجام پذیرفت. تعداد آزمایش­های انجام شده جمعاً 44 آزمایش می­باشد.

نتایج نشان می­دهد که افزایش طول آبشکن باعث افزایش حداکثر عمق آبشستگی و هم­چنین ابعاد حفره آبشستگی می­شود. با توجه به نتایج آزمایش­های الگوی جریان در این زمینه، افزایش میزان تنگ­شدگی مقطع و به­تبع آن، افزایش سرعت جریان در دماغه­ی آبشکن به همراه توسعه جریان­های عرضی و قائم منجر به افزایش حداکثر عمق و ابعاد حفره آبشستگی می­شود. آبشکن­های قائم موجب توسعه بیشتر جریان­های گردابی افقی و عمودی و گردابه­های نعل­اسبی می­شوند و در نتیجه مقادیر حداکثر عمق آبشستگی بیشتری نسبت به آبشکن­های زاویه­دار، در طول ثابت، ایجاد می­کنند. با افزایش تخلخل آبشکن­های توری­سنگی، حداکثر عمق آبشستگی کاهش پیدا کرده و الگوی جریان به میزان کمتری تحت­الشعاع حضور آبشکن قرار می­گیرد. هم­چنین مشاهدات نشان می­دهد که در دبی ثابت، با افزایش عدد فرود جریان، مقادیر حداکثر عمق آبشستگی و ابعاد حفره­ی آبشستگی اطراف آن افزایش می­یابد.

واژه‌­هاي کليدي: آبشکن توری­سنگی ، الگوی جریان، توپوگرافی بستر، بستر متحرک


Abstract:

One of the usual methods for river banks protection is using groyne structures that if the design and correct implementation, in addition to controlling erosion, leading to the recovery and reclamation of marginal value placed rivers. Including the slotted groynes are used in the protection of rivers is gabion groyne. A local scouring phenomenon is one of the important problems in hydraulic design of groynes. Due to constriction and strong vortexs, the scouring can occur around the groynes. downward flow

In this study, we investigate the flow pattern and bed topography around the groyne to be studied experimentally. Therefor,  first, Equilibrium Time scour experiments( By doing Equilibrium Time experiments) is determined. Bed topography changes due to varying the length, porosity and angle connect to the beach groyne as well as changes in the Froude number  with constant flow rate are studied through experiments. Flow pattern experiments with check the effect of three parameters include length, porosity and angle  groyne is done. Number of the experiments is 44 tests.

Finding show that increasing the length of the groyne,  the maximum depth of scour and scour hole dimensions increases. According to the results of flow pattern experiments in this field, increasing the section constriction and consequently, increasing the flow rate in cape of groyne with developments secoundary Flows increases the maximum depth of scour and scour hole dimensions.

90-degree groyne leads to developments vertical and horizontal vortex and Horseshoe Vortex and For more ever it creates the maximum depth of scour more than angled groyne( in fixed length). By increasing the porosity of  gabion groyne, the maximum depth of scour dropped and Flow pattern less affected by groyne. The observations also show that with increasing froude number (in constant discharge), the maximum depth of scour and scour hole dimensions are reduce.

Key Words:  Gabion Groyne, Flow pattern, Bed topography, movable bed.