عنوان پایان‌نامه
بررسی آزمایشگاهی تأثیر کف‌بند سنگ‌ریزه‌ای بر پروفیل سرعت و چاله فرسایشی پایین‌دست آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-سازه های آبی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63424;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 5926
- تاریخ دفاع
- ۲۵ خرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- محمود مرادی طیبی
- استاد راهنما
- ابراهیم امیری تکلدانی
- چکیده
- با توجه به اهمیت سازه های کنترل در بحث مهندسی رودخانه، مطالعات متعددی از جنبه های مختلف نظیر تغییرات نیمرخ طولی سطح آب در بالادست این سازه ها، نحوه رسوبگذاری در بالادست آنها، و یا نحوه توسعه چاله های فرسایشی در پایین دست حوضچه های آرامش سدهای انحرافی از نوع بتنی و یا گابیونی انجام شده، لیکن علیرغم سادگی کف بند سنگریزه ای ، تاکنون مطالعه ای در خصوص مقدار تاثیر آن بر نیمرخ سطح آب جریان عبوری از این سازه هیدرولیکی به منظور امکان انجام تغذیه مصنوعی و نیز نحوه و مقدار توسعه چاله فرسایشی در پایین‌دست آن انجام نشده است. در این تحقیق تاثیر کف بند سنگریزه ای بر نیمرخ طولی سطح آب در بالادست و نیز نحوه ایجاد و توسعه چاله فرسایشی در پایین دست در یک کانال آزمایشگاهی به طول 6 و عرض 5/0 متر همراه با تجهیزات و وسایل آزمایشگاهی مانند میکرومولینه، دوربین نقشه‌برداری، دوربین عکاسی و ...مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی نیمرخ های سطح آب بر روی کف بند و در بالادست آن در شیب های مختلف نشان داد که با افزایش شیب کانال ارتفاع تاج پسزدگی تا 10% کاهش یافته در حالی که طول پس زدگی به دلیل وجود کف بند سنگریزه ای به میزان 125% بسته به مقدار شیب افزایش می یابد. مشخص شد که در حالت کلی شیب اثر کمی بر میزان پس¬زدگی دارد و حداکثر آن حدود 4% می باشد. هم چنین مطالعات نشان داد که هرچه اندازه سنگریزه به کار رفته در کف‌بند ریزتر باشد میزان پسزدگی تا حداکثر 11% افزایش یافته و مقدار پسزدگی برای یک اندازه سنگریزه و شیب خاص، در دبی‌های کمتر بیشتر از دبی های بیشتر می‌باشد. در این تحقیق یک رابطه برای محاسبه درصد پسزدگی با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی و تحلیل ابعادی برای محدوده ای معین به دست آمد. با استفاده از پارامتر میانگین خطای نسبی این معادله کمتر از 6/2% می‌باشد که به معنای دقت قابل قبول این رابطه می باشد. رابطه دیگری به منظور تعیین مقدار افزایش نفوذ به دلیل پس زدن ناشی از احداث کف بند سنگریزه ای نسبت به حالت شاهد(بدون حضور کف‌بند)، ارائه شد که میانگین خطای نسبی دقت آن حدود 6/6% برآورد شد. هم چنین بررسی نحوه ایجاد و توسعه چاله فرسایشی در پایین دست سازه کف بند سنگریزه ای نشان داد که در سرعت های ایجاد شده در آزمایش ها، عمق چاله فرسایشی اندک بوده و قابل صرفنظر کردن می باشد. واژه‌های کلیدی: کف بند سنگریزه ای، سازه های کنترل، چاله فرسایشی، پروفیل سرعت، سرعت برشی، پسزدگی، نفوذ.
- Abstract
- Although many studies have been conducted on the various issues of control structures; e. g. varitation of upstream water surface profile, upstream sedimentation, and development of scour holes at the downstream of concrete or gabion diversion dams, no investigation has been carried out on the effects of riprap apron as a simple control structure regarding the above issues by now. In this research, the effects of a riprap apron on the upstream water surface profile as well as development of the downstream scour hole are investigated in a laboratory canal with the length of 6 and width of 0.5 meter. The laboratory investigations of water surface profile over and upstream of the riprap apron show that by increasing canal slope, the height of backwater decreases up to 10% while, depends on the canal longitudinal slope, the length of backwater increases up to 125%. Moreover, it is observed that as a general, the effects of canal slope on backwater is limited up to 4%. A relationship was also developed in this research to determine the percentage of backwater with the average relative error of 2.6%, indicating the good accuracy of the introduced relationship. Finelly, the observations show that there is no considerable height of scour hole at the downstream for the rouge of velocities produced in this experimental investigation. Keywords: Riprap apron, control structures, scour hole, velocity profile, shear velocity, backwater
