بررسی عددی الگوی آبشستگی آبشکن مستقیم در مسیر رودخانه

جهت انحراف جریان از ساحل فرسایش پذیر رودخانه و حفاظت دیواره خارجی رودخانه ها از سازه هایی مختلف، بایستی استفاده نمود و از آن جمله می توان گفت که آبشکن های بسته یا نفوذناپذیر از جمله سازه های حفاظتی هستند که برای این منظور و حفاظت از حواشی آسیب پذیر رودخانه یا ایجاد شرایط مساعد پاک سازی مسیر از انباشته های رسوبی در رودخانه های با بار بستر زیاد استفاده نمود. در این نوع سازه ها سرعت جریان آب در میدان آبشکن تقلیل یافته و با ترسیب مواد رسوبی شرایط لازم پایداری در امتداد کناره ها فراهم میگردد. در عین حال سازه های آبشکن، هر چند با هدف رسوب گذاری و جلوگیری از فرسایش کناره ها و تثبیت موقعیت رودخانه احداث میگردند اما خود تحت تاثیر فرسایش ناشی از تمرکز جریان بخصوص در قسمت دماغه میباشند. در قسمت دماغه، افزایش تنش های حاصله از افزایش سرعت و وقوع جریان چرخشی منجر به تشکیل چاله آبشستگی گردیده و سلامت و استحکام سازه را به مخاطره میاندازد. در این تحقیق با مطالعه عددی بر روی سری آبشکن های مستقیم در شرایط آب زلال با نفوذپذیر 0، 35 و 50 درصد، مطالعاتی با سه نوع دانه بندی مختلف، با تغییر در میزان دبی ورودی در سه حالت مختلف و با سه فاصله متغییر بین آبشکن ها انجام گرفته است و نتایج تحقیق نشان می دهد که در یک فاصله ثابت بین آبشکن ها هر چقدر دبی افزایش یابد میزان عمق آبشستگی افزایش می یابد. به منظور بررسی عددی تاثیر نفوذپذیری آبشکن مستقیم بر الگوی جریان و آبشستگی از مدل flow 3d استفاده می شود. همچنین تغییر فاصله بین آبشکن ها اثر قابل توجهای بر میزان عمق آبشستگی ایجاد شده در طول آبشکن اولی ایجاد نمیکند، بلکه بر روی فرسایش و رسوبگذاری بین آبشکن ها تاثیر می گذارد. در یک دبی ثابت با افزایش فاصله بین آبشکن ها، میزان نسبت عمق آبشستگی به عمق جریان روند کاهشی دارد و بیشترین میزان عمق آبشستگی در طول آبشکن اول اتفاق میافتد. همچنین در یک دانه بندی ثابت، با افزایش عدد فرود جریان، میزان نسبت عمق آبشستگی به عمق جریان روند افزایشی دارد.

کلیدواژه ها:

آبشکن ، آبشستگی ، عمق جریان ، Flow 3D