تاثیر شکل آبپایه انتهایی بر عمق و شاخص آبشستگی پایین دست حوضچه آرامش نوع USBR VI

حوضچه ­های آرامش جهت استهلاک انرژی جریان خروجی از کانال­ها، شوت­ها و کالورت­ها در انتهای این سازه­ ها تعبیه می­شوند. یکی از انواع حوضچه­ های آرامشی که در آن استهلاک انرژی جریان خروجی توسط ضربه صورت می­گیرد، حوضچه آرامش استاندارد نوع VI USBR است. برخلاف دیگر حوضچه­ های آرامش، مطالعات صورت گرفته اطراف این نوع حوضچه محدود بوده و هنوز ویژگی­های بسیاری از این نوع حوضچه باقی است که در مطالعات پیشین مورد توجه قرار نگرفته است. در این مقاله تاثیر شکل آبپایه انتهایی بر عمق حفره آبشستگی پایین دست این حوضچه آرامش مورد مطالعه قرار گرفت. در طراحی آزمایش­ها پارامترهای عدد فرود جریان ورودی به حوضچه، قطر لوله ورودی (سه قطر ۵، ۸ و ۱۲ سانتی­متری) و سه شکل آبپایه انتهایی (مثلثی، پله­ای و ربع دایره­ای) در قالب ۲۷ آزمایش جهت مطالعه عمق آبشستگی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در محدوده عدد فرود ۲ تا ۶، آبپایه ربع دایره­ای کمترین عمق آبشستگی و کمترین مقدار شاخص آبشستگی را دارا است. در محدوده عدد فرود ۹ تا ۱۴، آبپایه مثلثی کمترین شاخص آبشستگی را ایجاد می­کند. در نسبت عرض حوضچه به قطر معادل جت ورودی به حوضچه برابر ۱۰/۱۶ و برای اعداد فرود ۹/۲۷ و ۱۳/۹۱، کمترین شاخص آبشستگی متعلق به آبپایه مثلثی شکل است. همچنین در هر سه آبپایه انتهایی، کاهش قطر جت منجر به کاهش عمق حداکثر آبشستگی می­گردد. نکته مهم دیگر آن بود که پشته رسوبی تنها در آزمایش­ها با لوله ۵ سانتی­متری و برای عدد فرود روی منحنی ایجاد گردید. ارتفاع پشته رسوبی و عمق حداکثر آبشستگی در آبپایه پله­ای از همه بیشتر و در آبپایه ربع دایره­ای از همه کمتر بدست آمد. در نهایت روابط بدون بعدی برای تخمین عمق حفره آبشستگی بر حسب پارامترهای عدد فرود جریان ورودی به حوضچه و نسبت عرض حوضچه به قطر معادل جت ورودی به حوضچه برای هر سه شکل آبپایه ارائه شد.

کلیدواژه ها:

Stilling Basin USBR VI ، Endsill ، Scour ، حوضچه آرامش نوع USBR VI ، آبپایه انتهایی ، آبشستگی