بررسی آزمایشگاهی اثر آبشکن های t و l شکل بر کاهش آبشستگی و تغییر الگوی جریان در اطراف تکیه گاه پل واقع در سیلاب دشت با استفاده از مدل عددی بانرم افزار cche2d

یکی از اصلی¬ترین روش¬های جلوگیری از آبشستگی تکیه¬گاه پل، استفاده از آبشکن می¬باشد. طراحی مناسب و بهینه¬ی آبشکن می¬تواند باعث تعدیل شرایط هیدرولیکی، کاهش قدرت فرسایشی آب و توان حمل مواد رسوبی و سرانجام حفاظت کناره رودخانه و تکیه¬گاه پل شود. در این تحقیق، به بررسی تأثیر مشخصات هندسی و هیدرولیکی آبشکن t شکل در میزان آبشستگی و تغییر الگوی جریان در اطراف تکیه¬گاه پل واقع در سیلاب¬دشت و شبیه¬سازی دو بعدی هیدرولیک جریان و رسوب با استفاده از مدل عددی cche2d پرداخته شده است. ابتدا آزمایش¬ها در دبی¬های 18، 20، 22 و 24 لیتر در ثانیه در شرایط بدون لحاظ نمودن آبشکن (شاهد) انجام گرفته و سپس با احداث آبشکنی از نوع نفوذناپذیر، صلب، آب نگذر، غیر مستغرق، عمودی و t شکل، در فواصل (x) 9، 12، 18، 24، 30، 60 و 70 سانتی¬متر از تکیه¬گاه، طول جان (l_j) 6، 5/7، 9، 5/10 و 12 سانتی¬متر و با طول بال (l_b) 6، 5/7، 9، 5/10 و 12 سانتـی¬متر در دبـی¬های مذکور تکرار شد. در ادامه با استفاده از مدل عددیcche2d، الگوی جریان و رسوب اطراف آبشکن t شکل شبیه¬سازی عددی شده و در نهایت نتایج با مدل فیزیکی مقایسه شده است. برای اجرای هیدرولیک مدل، از مدل آشفتگی طول اختلاط استفاده شد. همچنین برای واسنجی هیدرولیک مدل، ضرایب زبری مختلفی به مدل معرفی و با استفاده از روش سعی و خطا، مقدار آن 0149/0 به دست آمد. برای مقایسه نتایج مدل و داده¬های اندازه¬گیری، از عمق جریان اندازه¬گیری شده استفاده گردید. همچنین مشاهدات نشان داد که جریان پس از برخورد با آبشکن منحرف شده و ناحیه چرخشی با تلاطم شدید پیرامون آبشکن ایجاد می¬شود. فرآیند هیدرولیکی این جریان، باعث توسعه ناحیه آبشستگی موضعی در پیرامون آبشکن، ته¬نشست رسوبات به ¬صورت یک بار رسوبی طویل و تغییر فرم بستر در بازه پایین¬دست آبشکن می¬شود که این فرآیند موجب تثبیت طبیـعی تکیـه¬گاه می¬گردد. برای اجرای بخش رسوب مدل نیز از توابع انتقال رسوب انگلوند و هانسن (2000)، وو و همکاران (2000)، sedtera (1995) و ایکرز و¬ وایت (1983) استفاده شد. مقدار شاخص rmse مدل در تخمین عمق آبشستگی با توابع ذکر شده، به ترتیب 78/2، 68/8، 98/1 و 87/1 میلی¬متر بوده است. نتایج، نشان دهنده تخمین بهتر تابع انتقال ایکرز و وایت (1983) و تخمین نامناسب¬تر تابع انتقال وو و همکاران (2000) نسبت به سایر توابع می¬باشد. در مجموع، نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می¬دهد که مدل cche2d برای تخمین عمق آبشستگی در پروفیل عرضی بستر در شرایط تحقیق حاضر، مناسب می¬باشد.