مطالعه آزمایشگاهی تأثیر سرریز w بر کاهش آبشستگی بستر در قوس 90 درجه تند

آب و خاک

مقاله 12، دوره 30، شماره 2 - شماره پیاپی 46، تیر 1395، صفحه 392-404   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v30i2.39431

نویسندگان

ویدا آتشی^{* 1}؛ محمود شفاعی بجستان¹؛ ایده گلرخ²

¹شهید چمران اهواز

²دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات اهواز

چکیده

جریان در قوس تحت تأثیر دو نیروی گرادیان عرضی فشار و گریز از مرکز قرار می‌گیرد که باعث به وجود آمدن جریان‌های حلزونی می‌شود. چنین الگوئی عامل عمده‌ی فرسایش در قوس خارجی و رسوب گذاری در قوس داخلی است و اصلاح این الگو با روش‌های مختلفی امکان پذیر است که از جمله می‌توان به نصب سرریز W اشاره کرد. در تحقیق حاضر میزان فرسایش دیواره داخلی، خارجی و میانه فلوم در شرایط با حضور سرریز W و نصب آن در موقعیت های 30، 60 و 90 درجه در قوس 90 درجه تند بررسی شده است. حضور سرریز W سبب توزیع یکنواخت تر جریان در بالادست محل نصب سرریز شده و اثر دو نیروی گرادیان عرضی فشار و گریز از مرکز بگونه‌ای اصلاح شده که هیچگونه فرسایشی مشاهده نمی شود. نتایج این تحقیق نشان داد که در موقعیت 30، 60 و 90 درجه بیشترین مقدار عمق فرسایش در عدد فرود 206/0 نسبت به عدد فرود 137/0 به ترتیب به میزان 84، 90 و 118 درصد در محدوده دیواره خارجی افزایش داشته است. همچنین در هر دو عدد فرود نصب سرریز در زاویه 30 درجه بیشترین درصد کاهش فرسایش بستر را نسبت به زوایای 60 و 90 درجه به همراه داشته است.

کلیدواژه‌ها

الگوی جریان؛ عمق آبشستگی؛ فرسایش؛ قوس 90 درجه

مراجع

1- Atashi V., Shafai-Bajestan M., and Ahadian J. 2011. Flow patterns and shear stress distribution in a 90 degree sharp bend with W Weir. Journal of Water Resorces Engeeniring. Mrvdasht, 5:17-34

2- Bhuiyan F., Hey R D., and Wormleaton P.R. 2009. Effects of Vanes and W-weir on Sediment Transport in Meandering Channels. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE, 135: 339-349.

3- Bhuiyan F., Hey R. D., and Wormleaton P.R. 2007. Hydraulic evaluation of W-weir for restoration. Journal of Hydr. Enrg. ASCE. 133:596-609.

4- Blanckaert K., and Graf W.H. 2001. Mean flow and turbulence in open-channel bend, Journal of Hydrualic Engineering, ASCE. 127:883-874

5- Christopher I., Thornton Antony M., Meneghetti Kent Collins Steven R. A., and Michael Scurlock S. 2011. Stage-discharge relationships for U-, A-, and W-weirs in un-submerged flow conditions. Journal of American resources association.47:169-178.

6- Da Silva A.M.F., and Yalin M.S. 1997. Laboratory measurements in sine-generated meandering channels. International Journal of Sediment Research, International Research and Training Center on Erosion and Sedimentation, IRTCES, 12: 92-104.

7- Golrokh A., and Shafaei-Bajestan M. 2011. The Lab Study of Impact of Placement of W-Weir on the Topography of the Bed in 90 Degree Bend. The 6th National Congress on Civil Engineering, 27-28 March. 2011. Semnan University, Semnan

8- Mashkurnia H., Jarrahzadeh F., Ramesh S., and Shafai-Bajestan M. 2010. Study the Impact of Length of the Sunk Water Break Structure on Amount of Water Wash of External Bank in 90 Degree Bend. The 9th Hydraulic Conference of Iran, November. 2010. Tarbiat Modares University, Tehran

9- Pournassiri M., Pirestani M.R., and Majdzadeh Tabatabaei M.R. 2006. Study the Changes in Eddy Flow in U-shape Bend Channels. 7th Iranian Conference of Hydraulic, 11-13 December. 2008. Water and Electricity Industries University (Shahid Abbaspour), Tehran

10- Qadu E., Shafaei Bajestan M., and Souzehpou E. 2011. Lab Study of the Cross velocity Pattern of Flow in 90 Degree Sharp Bend. The 4th Conference of Water References of Iran, 3-4 June. 2011. Amirkabir University of Technology, Tehran

11- Raudkivi A.J., and Ettema R. 1983. Clear-water scour at cylindrical piers. J Hydraul Eng, 109: 338- 350.

12- Rosgen D. L. 2001b. The cross vane, W-weir and J-hook structures: Their description, design and application for stream stabilization and river restoration. Proc. Wetland Engineering and River Restoration Conf. ASCE. Reston, Va.

13- Safarzade A. 2005. Numerical Study on Flow Pattern on Lateral Diversion in 180 Degree Bend. MSc. Thesis, Tarbiat Modares University, Iran.

14- Salehi Neyshabouri E. 2008. Study and Presentation of a Solution to Lower Arriving Sediment to Lateral Water intakes in the River. The Applied Research Plan of Deputy of Plan and Development, Water Resources Management Co. of Iran.

15- Souzehpour E., Shafaei Bajestan M., and Qadu Y. 2011. Lab Study of the Flow Cross velocity Pattern in 90 Sharp Bend. The 4th Conference of Water References of Iran, 3-4 June. 2011. Amirkabir University of Technology, Tehran.

16- Vaghefi M., and Ghodsian M. 2010. Lab Study of the Effect of Bend on the Secondary Flow in 90 Degree Bend in the Balanced Bed Conditions. The Scientific Research Journal of hydraulic, 5: 91-99. (in Persian with English abstract)