به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « آبشستگی » در نشریات گروه « آب و خاک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «آبشستگی» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • نازیلا کاردان*، مهدی کماسی، سارا ثمین فر
    سرریزهای کنگره ای به علت افزایش ظرفیت عبوری از طریق افزایش عرض، نسبت به سرریزهای خطی همواره مورد توجه ویژه ای قرارگرفته اند. علاوه بر اهمیت گذردهی جریان در سرریزهای کنگره ای، آبشستگی و فرسایش بستر در پایین دست این نوع سرریزها جهت کنترل و حفاظت ازاین گونه سازه ها در برابر خرابی ها نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است؛ در پژوهش حاضر مدل عددی سرریزهای کنگره ای با پلان مثلثی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. تعداد 23 مدل با استفاده از نرم افزار Flow-3D جهت بررسی میزان اثرگذاری عوامل مختلف نظیر تغییر در ارتفاع بدنه سد، تغییر در ارتفاع کنگره ها (ارتفاع سرریز)، میزان دبی عبوری از روی سرریز، و زوایای مختلف کنگره ها در پلان بر میزان فرسایش بستر در پایین دست سرریزهای کنگره ای مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده می توان بیان کرد با افزایش ارتفاع کنگره های سرریز و افزایش ارتفاع بدنه سد، سرعت و تداخل تیغه های جریان به هنگام عبور از روی سرریز به طور هم زمان افزایش می یابد. لیکن افزایش سرعت جریان در پای سد، وقوع پرش هیدرولیکی و برشگت جریان به سمت بالادست موجب کاهش قابل توجه عمق آبشستگی در بستر پایین دست سرریزهای کنگره ای می گردد. این کاهش در سرریز با زاویه راس 60 درجه بیشتر از سایر مدل ها بوده و عمق آبشستگی از 31 تا حدود 90 درصد کاهش می یابد. همچنین میزان گذردهی جریان در این نوع سرریز نیز نسبت به سایر مدل ها بیشتر بوده که موجب شده است در بررسی توام دو پارامتر راندمان سرریز و عمق آبشستگی، سرریز با زاویه 60 درجه به عنوان بهینه ترین سرریز نسبت به مدل های خطی، 45 و 90 معرفی گردد.
    کلید واژگان: سرریز کنگره ای, مدل عددی, آبشستگی, راندمان هیدرولیکی, نرم افزار Flow-3D}
    Nazila Kardan *, Mahdi Komasi, Sara Samin Far
    Labyrinth weirs have always received special attention compared to linear weirs due to the increase in flow capacity through the increase in width. The number of 23 models was simulated using Flow-3D software to investigate the effect of various factors such as changing in the height of the dam body, changing the height of the weir apexes (weir height), the discharge passing over the weir, and the effects of different angles of the weir apex in the plan on the amount of bed erosion in the downstream of Labyrinth weir was studied. Validation of the numerical simulation results with the experimental model indicated a very good agreement between the numerical simulation and the experimental values. This reduction in the weir with an apex angle of 60 degrees is more than other models and the scour depth is reduced from 31 to about 90%. Also, the amount of flow traversability in this type of weir is more than other models, which made the weir with an angle of 60 degrees to be introduced as the most optimal weir in investigating the efficiency of the weir and the reduction of scouring compared to linear models, 45 and 90.
    Keywords: Triangular Labyrinth Weir, Scouring, Numerical Simulation, Flow-3D}
  • رضا سرقلی، امین بردبار*، علی عصاره، محمد حیدرنژاد

    در گذشته روش های مختلفی برای کنترل آبشستگی پاشنه ساحل پیشنهاد شده است برای رودخانه های کم عمق (نظیر رودخانه های کوهستانی) از انواع سرریزها استفاده می شود؛ بنابراین در این پژوهش به بررسی توسعه آبشستگی در سازه های cross vane و w-weir برای حفاظت سواحل پرداخته شد. نتایج نشان داد، با نصب سازه w-weir در موقعیت 90 درجه نسبت به موقعیت 30 و 60 درجه به ترتیب شاهد 37/9 و 19/7 درصد کاهش آبشستگی هستیم. همچنین با نصب سازه cross vane در موقعیت 90 درجه نسبت به موقعیت 30 و 60 درجه به ترتیب شاهد 35/4 و 21/2 درصد کاهش آبشستگی هستیم. با افزایش عرض (L/B) (نسبت عرض سازه به عرض فلوم) سازه w-weir از 1/5 به 2، میزان آبشستگی 7/9 درصد کاهش داشته است. همچنین با افزایش عرض (L/B) سازه cross vane از 1/3 به 1/7، میزان آبشستگی 4/7 درصد کاهش داشته است. سازه w-weir به طور متوسط 7/3 درصد آبشستگی کمتری نسبت به سازه cross vane داشته است.

    کلید واژگان: سرریز عرضی, مدل فیزیکی, آبشستگی, قوس 90 درجه}
    R. Sargholi, A. Bordbar*, A. Asareh, M. Heidarnejad

    In the past, various methods have been proposed to control beach heel scouring.  For shallow rivers (such as mountain rivers), various types of overflows are used.  Therefore, the development of scour in cross-vane and w-weir structures for coastal protection was investigated in this study.  The results showed that by installing a w-weir structure in a 90-degree position compared to a 30 and 60-degree position, a 37.9% and 19.7% reduction of scouring was observed, respectively.  Also, by installing the cross vane structure in the 90-degree position compared to the 30 and 60-degree position, a 35.4% and 21.2% reduction of scouring was observed, respectively. With increasing width (L / B) (ratio of the width of structure to the width of flume), the w-weir structure decreased from 1.5 to 2, scour rate of 7.9%.  Also, with increasing width (L / B) (ratio of the width of structure to the width of flume), the cross-vane structure has decreased from 1.3 to 1.7, and the scour rate has decreased by 4.7%. The w-weir structure had an average of 7.3% less scouring than the cross-vane structure.

    Keywords: Bridge Abutment, Physical Model, Scour, 90-Degree Arc}
  • افشین کیانی، سعید شعبانلو*، فریبرز یوسفوند

    تخمین و پیش بینی آبشستگی در اطراف پایه پل ها نقش بسزایی در طراحی این نوع از سازه ها ایفا می کند زیرا با افزایش ابعاد حفره آبشستگی پایداری پایه پل به خطر افتاده و در نتیجه این سازه ممکن است تخریب شود. در این مطالعه، عمق آبشستگی در مجاورت پایه پل های جفت و سه تایی با استفاده از تکنیک دسته بندی c- میانیگن فازی شبکه انفیس (ANFIS-FCM) تخمین زده شد. برای انجام این کار، ابتدا پارامترهای تاثیرگذار بر روی عمق آبشستگی در اطراف پایه های پل جفت و سه تایی از قبیل عدد فرود (Fr)، نسبت نسبت قطر پایه پل به عمق جریان (D/h) و نسبت فاصله بین پایه ها به عمق جریان (d/h) شناسایی شدند. سپس با استفاده از این پارامترهای بدون بعد، هفت مدل ANFIS-FCM مختلف تعریف گردید. لازم به ذکر است که برای آموزش این مدل ها از 70 درصد داده های آزمایشگاهی و برای آزمون آنها از 30 درصد باقیمانده استفاده شد. در ادامه، با انجام یک تحلیل حساسیت، مدل برتر و موثرترین پارامتر ورودی معرفی شدند. مدل برتر مقادیر آبشستگی ها را بر حسب کلیه پارامترهای ورودی با دقت مناسبی پیش بینی نمود. به عنوان مثال، مقادیر ضریب همبستگی، شاخص پراکندگی و ضریب نش برای شرایط آزمون مدل برتر به ترتیب مساوی با 988/0، 106/0 و 976/0 بدست آمدند. علاوه بر این، عدد فرود نیز مهمترین پارامتر ورودی در نظر گرفته شد. در انتها، یک کد کامپیوتری برای شبیه سازی عمق حفره آبشستگی در مجاورت پایه های پل جفت و سه تایی ارایه گردید.

    کلید واژگان: دسته بندی c-میانیگن فازی, انفیس, آبشستگی, پایه پل, تحلیل حساسیت}
    Afshin Kiani, Saeid Shabanlou *, Fariborz Yosefvand

    Estimation and prediction of scouring around the piers play a significant role to design these structures since with increasing dimensions of scour hole, stability of the pier is threatened; as a result, the structure may be destructed. In this study, scour hole in the vicinity of twin and three piers is estimated by using fuzzy c-means clustering of ANFIS (ANFIS-FCM) network technique. To do this, firstly, the parameters affecting scour hole around twin and three piers including Froude number (Fr), the ratio of the pier diameter to the flow depth (D/h), and the ratio of the distance between the piers to the flow depth (d/h) were detected. Subsequently, seven ANFIS-FCM models were defined by means of these dimensional input parameters. It should be stated that 70% of the experimental data were utilized to training the models and 30% of the rest were applied to testing. Next, the superior ANFIS-FCM model and the most important input parameter were introduced by implementing a sensitivity analysis. The premium model as a function of all input parameters simulated the scour values with a reasonable accuracy. For instance, the correlation coefficient (R), the scatter index (SI), and the Nash-Sutcliff efficiency coefficient (NSC) are respectively computed to be 0.988, 0.106, and 0.976. Furthermore, the Froude number was considered as the most important input parameter. Lastly, a computer code was introduced so as to simulate the scour hole around the twin and three piers.

    Keywords: Fuzzy c-means clustering, ANFIS, Scouring, Piers, Sensitivity analysis}
  • مهران صحت، امین بردبار*، علیرضا مسجدی، محمد حیدرنژاد

    امروزه تکیه گاه ها، جریان عادی رودخانه ها را مختل می کنند و سبب آبشستگی و فرسایش مواد رسوبی در اطراف خود و ایجاد چاله می شوند. این امر هر ساله خسارت زیادی به بار می آورد. پژوهشگران روش های زیادی را برای کاهش قدرت فرسایش آبی پیشنهاد کرده اند. یکی از روش های ضروری در این زمینه، ایجاد شکاف در تکیه گاه ها است. باتوجه به گسترش چاله آبشستگی، پایداری سازه پل را به مخاطره می اندازد، در این پژوهش بررسی تاثیر ابعاد شکاف در تکیه گاه روی ابعاد چاله آبشستگی صورت گرفت. نتایج نشان داد، وجود شکاف باعث کاهش ابعاد چاله آبشستگی شده است. شکاف در تکیه گاه توانست تا 50 درصد میزان حجم چاله آبشستگی را کاهش دهد. همچنین با افزایش 75 درصدی سرعت نسبی، میزان آبشستگی تا 140 درصد عمق چاله را افزایش داد و با افزایش عمق شکاف، میزان عمق چاله آبشستگی تا 85 درصد کاهش یافت.

    کلید واژگان: آبشستگی, تکیه گاه, ابعاد شکاف, عمق چاله آبشستگی}
    M. Sehat, A. Bordbar*, A.R. Masjedi, M. Heidarnejad

    Today, abutments disrupt the normal flow of rivers and cause scouring and erosion of sedimentary materials around them, creating holes and resulting in much damage every year. Researchers have proposed various methods to reduce the power of water erosion. One of the essential methods in this regard is creating slots in abutments. Since the expansion of the scour hole endangers the stability of the bridge structure, this study examined the effect of slot dimensions in the support on the scour hole dimensions. The findings demonstrated that the presence of slots in abutments effectively reduces the dimensions of scour holes. With the slot, the volume of the scour hole can be reduced by up to 50%. Furthermore, as the relative speed of scouring increases by 75%, the depth of the scour hole also increased up to 140%. An increase in slot depth leads to a decrease in scour hole depth of up to 85%.

    Keywords: Scour, Abutment, Slot dimensions, Scour hole’s depth}
  • محدثه نخعی صدقی، یوسف رمضانی*، مهدی دستورانی

    با پیشرفت علم، جوامع بشری برای عبور آب و سایر سیال ها از بستر دریاها، رودخانه ها، نهر ها و زهکش های طبیعی از لوله های انتقال استفاده می کنند. خطوط لوله اگر در مسیر خود از رودخانه ها و بستر دریا ها عبور کند، در طراحی آن ها باید دقت فراوانی به کار برده شود. هدف اصلی این پژوهش، بررسی اثر عمق کارگذاری سپر بر آبشستگی خطوط لوله در فواصل مختلف لوله از بستر می باشد. آزمایش های این تحقیق در فلومی به طول 10 متر و عرض 30 سانتی متر انجام شدند. همچنین، آزمایش های این تحقیق در شرایط آب زلال (95=/0u/uc) صورت پذیرفت. رسوبات یکنواخت با قطر متوسط یک میلی متر (mm=1d50) در نظر گرفته شد. در این پژوهش، یک لوله از جنس PVC با قطر خارجی 5/2 سانتی متر مورد استفاده قرار گرفت. فاصله لوله از بستر (G) بر اساس ضریبی از قطر لوله (0، 25/0، 5/0، 75/0، 1) در نظر گرفته شد. همچنین عمق کارگذاری سپر (Dw) با توجه به ضریبی از قطر لوله (0، 25/0، 5/0، 75/0، 1، 25/1، 5/1، 75/1 و 2) انتخاب گردید. نتایج آزمایشات نشان داد که در حالتی که سپر مورد استفاده قرار نگرفت، با افزایش فاصله لوله از بستر، حداکثر عمق آبشستگی زیر خط لوله کاهش می یابد. همچنین، زمانی که نحوه کارگذاری لوله و سپر طوری باشد که سپر دقیقا روی سطح بستر رسوبی قرار گیرد، حداکثر عمق آبشستگی زیر خط لوله مشاهده می شود.

    کلید واژگان: آب زلال, آبشستگی, الگوی جریان, سپر, لوله}
    Mohadese Nakhaee Sedghi, Yousef Ramezani *, Mehdi Dastourani

    With the advancement of science, human societies use transmission pipes to transport water and other fluids from the bed of seas, rivers, streams and natural drains. If pipelines pass through rivers and seabeds on their way, great care must be taken in their design. The main purpose of this study is to investigate the effect of the insertion depth of the shield on the pipeline scour at different distances of the pipe from the bed. This study was carried out in a flume with the length of 10 m and the width of 30 cm. Experiments were conducted under clear water condition (u/uc=0.95). Uniform sediment with a median diameter of one millimeter (D50=1 mm) was considered. In this research, a PVC pipe with an external diameter of 2.5 cm was used. The distance of the pipe from the bed (G) was considered based on a coefficient of the pipe diameter (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1). Also, the insertion depth of the shield (Dw) was selected according to a coefficient of the pipe diameter (0, 0.25, 0.5, 0.75, 1, 1.25, 1.5, 1.75 and 2). The results of the experiments showed that in the case that the shield was not used, with the increase in the distance between the pipe and the bed, the maximum scour depth under the pipeline decreases.

    Keywords: clear water, Flow Pattern, Pipeline, Scour, shield}
  • شهاب نیر، خسرو حسینی*، مهران خیرخواهان، سید فرهاد موسوی
    آبشستگی در محل خطوط لوله مستغرق تحت اثر جریان های گردابی اطراف لوله عبوری از بستر رودخانه منجر به نشست و شکست خط لوله و همچنین نفوذ سیال عبوری از لوله به جریان می شود. لذا تلاش در راستای کاهش این مخاطرات و اثر آن ها، همواره مورد توجه محققان و مهندسین است. در تحقیق حاضر آبشستگی و رسوب گذاری اطراف لوله و بستر پیرامون آن تحت اثر یک صفحه محافظ در موقعیت و ارتفاع های مختلف با به کارگیری مدل عددی Flow-3D مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. مقایسه نتایج شبیه سازی تحقیق حاضر با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که مدل عددی مورد استفاده با شاخص آماری 96/0= R2 توانایی قابل قبولی را در شبیه سازی پدیده مذکور داراست. همچنین نتایج نشان داد که با نصب یک صفحه با ارتفاع H=1.25D (D قطر لوله) و در فاصله 0.5D پایین دست لوله، عمق آبشستگی زیر لوله تا 60 درصد کاهش و همچنین متوسط تراز بستر در محدوده بالادست 82 درصد افزایش می یابد، که بهینه ترین حالت بین جایگاه های مختلف پایین دست است. حالت بهینه صفحه در بالادست مربوط به ارتفاع H=0.75D و در فاصله 1.5D می باشد که علاوه بر عدم ایجاد آبشستگی، متوسط تراز بستر بین لوله و صفحه در بالادست 9/4 برابر نسبت به حالت بدون صفحه افزایش یافته است.
    کلید واژگان: لوله انتقال, آبشستگی, رسوب گذاری, صفحه محافظ, Flow-3D}
    Shahab Nayyer, Khosrow Hosseini *, Mehran Kheirkhahan, Sayed-Farhad Mousavi
    Scouring at the place of submerged pipelines under the effect of eddy currents around the pipe passing through the riverbed leads to the settlement and failure of the pipeline as well as the penetration of the fluid passing through the pipe into the stream. Therefore, efforts to reduce these risks and their effects are always the attention of researchers and engineers. In the current research, scouring and sedimentation around the pipe and its surrounding bed under the effect of a protective plate at different positions and heights have been investigated and analyzed using Flow-3D. A comparison of the simulation results of the present research with the laboratory results showed that the used numerical model with the statistical index R2=0.96 has an acceptable ability in simulating the mentioned phenomenon. Also, the results showed that by installing a plate with a height of H=1.25D (D is the diameter of the pipe) and at a distance of 0.5D downstream of the pipe, the scouring depth under the pipe decreases by 60%, and also the average level of the bed in the upstream area increases by 82%, which is the most optimal state among different downstream positions. The optimal state of the plate in the upstream corresponds to the height of H=0.75D and at a distance of 1.5D, which not create scouring, and the average level of the bed between the pipe and the plate in the upstream has increased 4.9 times compared to the state without the plate.
    Keywords: Transfer Pipeline, Scouring, Sedimentation, Protective Plate, Flow-3D}
  • بیتا زمانی، مهدی مفتاح هلقی*، امیراحمد دهقانی، راضیه کریمی دمنه
    سابقه و هدف
    ازجمله عوامل مهمی که پایداری، تعادل و اکوسیستم رودخانه ها را تهدید می کند و مانع بهره برداری مناسب انسان از این منابع آبی باارزش می شود، فرسایش طبیعی سواحل و تخریب های ناشی از سیلاب است. آبشکن ها یکی از راهکارهای حفاظت از سواحل رودخانه ها هستند که از طریق انحراف جریان از کناره ها به قسمت میانی رودخانه از فرسایش و تخریب سواحل جلوگیری نموده و با کاهش سرعت جریان در کناره ها سبب ته نشینی رسوبات و درنتیجه تثبیت سواحل و ایجاد شرایط مناسب برای رشد آبزیان می شوند. آبشکن ها در انواع مختلف نفوذپذیر، نفوذناپذیر و باندال لایک (ترکیب نفوذپذیر و نفوذناپذیر) در شکل های متنوعی ازجمله مستقیم، T شکل و L شکل از ساحل رودخانه احداث می شوند. هدف از پژوهش حاضر بررسی آبشستگی موضعی پیرامون نوع جدیدی از آبشکن تحت عنوان آبشکن باندال لایک T شکل که ترکیب آبشکن باندال لایک و آبشکن T شکل است به صورت آزمایشگاهی و مقایسه عملکرد آن با آبشکن نفوذناپذیر T شکل است.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش آبشکن هایی با سه نسبت طول جان آبشکن به طول بال آبشکن 5/0، 75/0 و 1، سه نسبت تقارن طول بال بالادست به بال پایین دست 5/0، 1 و 2 در چهار دبی 6، 9، 12 و 15 لیتر بر ثانیه، با سه نفوذپذیری 33، 50 و 60 درصد برای آبشکن باندال لایک T شکل، درمجموع در 66 آزمایش موردبررسی قرار گرفتند. آزمایش های این پژوهش در آزمایشگاه تحقیقات آب و رسوب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان در فلومی به طول 12 متر، عرض و ارتفاع 6/0 متر در شرایط غیرمستغرق و آب زلال انجام گردید.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که با افزایش نفوذپذیری آبشکن باندال لایک T شکل میزان حداکثر عمق آبشستگی نسبی کاهش می یابد به طوری که حداکثر عمق آبشستگی در حضور آبشکن های باندال لایک T شکل با نفوذپذیری 33، 50 و 60 درصد به طور میانگین به ترتیب 63، 78 و 83 درصد نسبت به آبشکن شاهد نفوذناپذیر T شکل کاهش یافت. با افزایش طول آبشکن در هر دو سازه باندال لایک T شکل و نفوذناپذیر T شکل حداکثر عمق آبشستگی نسبی به طور میانگین 46 درصد افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی نسبی با افزایش دبی جریان در هر دو نوع سازه افزایش می یابد اما بین حداکثر عمق آبشستگی نسبی و نسبت تقارن در هر دو نوع آبشکن ارتباطی یافت نشد.
    نتیجه گیری
    بر اساس نتایج به دست آمده، میزان نفوذپذیری آبشکن، طول آبشکن (میزان تنگ شدگی کانال) و دبی جریان ازجمله عوامل موثر بر آبشستگی موضعی اطراف آبشکن باندال لایک T شکل می باشند. همچنین کاهش قابل توجه میزان حداکثر عمق آبشستگی نسبی در آبشکن های باندال لایک T شکل با درصدهای نفوذپذیری متفاوت نسبت به آبشکن نفوذناپذیر T شکل نشان دهنده عملکرد بهتر آبشکن باندال لایک T شکل نسبت به نوع نفوذناپذیر آن در کنترل آبشستگی، پایداری سازه و حفاظت ساحل است.
    کلید واژگان: آبشستگی, باندال لایک T شکل, آبشکن باندال لایک, آبشکن T شکل, حداکثر عمق آبشستگی}
    Bita Zamani, Mehdi Meftah Halaghi *, Amir Ahmad Dehghani, Razieh Karimi Demneh
    Background and objectives
    The ecosystem and equilibrium of rivers can be significantly affected by the river bank erosion which can also limit the human access to the rivers. Groyne is an important river restoration structure that prevents bank erosion through deviation of flow from the river banks to the main channel. From the permeability aspect, these structures can be classified into three types of permeable, impermeable, and bandal-like ( hybrid type which includes permeable and impermeable types ). Moreover, these structures can be categorized to straight, T-shaped, and L-shaped configurations. This research aims to investigate the local scour around a new type T-shaped bandal like groyne.
    Materials and methods
    The total number of 66 experiments were conducted through a straight flume ( 12 m length, 0.6 m width, and 0.6 m depth ) under non-submerged and clear water conditions. T-shaped bandal like and T-shaped impermeable groyne structures were fabricated in three web to wing length ratios of 0.5, 0.75, and 1. Also, three upstream to downstream wing ratios of 0.5, 1, and 2 and the permeabilities of 33%, 50%, and 60% were selected for the T-shaped banal like structure. The experiments were carried out at the flow discharge of 6 Ls-1, 9Ls-1, 12 Ls-1 and 15 Ls-1 in the presence of the T-shaped impermeable groynes and the T-shaped bandal-like groynes.
    Results
    It was revealed that, increasing the structure permeability resulted in decreasing of the maximum relative scour depth. Under 33%, 50%, and 60% permeabilities of the T-shaped bandal-like groynes, the maximum scour depth was decreased by 63%, 78%, and 83%, respectively compared to the T-shaped impermeable groynes. Moreover, it was observed that the maximum relative scour depth was increased by the average of 46% as for the greater values of structure length. The maximum relative scour depth was also increased for the greater values of flow discharge. It was found that there is no relationship between the maximum scour depth and the ratio of upstream wing length to the downstream wing length of groyne.
    Conclusion
    Based on the results, the permeability and length of the groynes and the flow discharge are among the factors affecting local scouring around T-shaped bandal-like groyne. The significant decrease in the relative scour depth in T-shaped bandal-like groynes compared to T-shaped impermeable groynes indicates that the T-shaped bandal-like groynes have better performance than the impermeable ones in scouring control, structural stability and river bank protection.
    Keywords: scour, T-shaped bandal-like, Bandal-like groyne, T-shaped groyne, Maximum scour depth}
  • علی بابلی، علی آرمان*، الهام درویشی
    یکی از مهمترین عوامل آسیب و تخریب سازه های هیدرولیکی، وقوع آبشستگی موضعی است. در بررسی و مطالعه سازه های هیدرولیکی درون رودخانه ای ، تعیین میزان فرسایش و رسوب گذاری امری ضروری است. تعیین مقدار فرسایش و یا رسوبگذاری در زمانی که یک سازه هیدرولیکی اجرا شده است، می تواند از تخریب سازه و تغییر ژیومرفولوژی رودخانه ممانعت بعمل آورد و باعث کاهش هزینه های اقتصادی شود. در این تحقیق کارایی مدل عددی Flow 3D به منظور شبیه سازی آبشستگی پایین دست کف بند افقی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج صحت سنجی این مدل عددی با مدل آزمایشگاهی ولی زاده و همکاران نشان دهنده قابلیت مدل مذکور در شبیه سازی پدیده مورد نظر بود. با توجه به ماهیت بستر و کارایی کف بند افقی، از سناریوهای مختلف شبیه سازی استفاده شد که این سناریوها شامل پنج عدد فرود، سه ضریب زبری مانینگ و یک قطر ذره به میزان 1.8 میلیمتر برای پایین دست کف بند افقی می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که با افزایش ضریب زبری، سرعت جریان گذرنده و آبشستگی پایین دست نیز کاهش یافته است. علاوه بر این، نتایج این پژوهش نشان داد که با افزایش ضریب زبری، رسوب گذاری و تنش برشی افزایش یافته است. با توجه به تاثیر پذیری پدیده آبشستگی و رسوبگذاری نسبت به عدد فرود، نتایج نشان داد که با افزایش عدد فرود نیز آبشستگی افزایش یافت.
    کلید واژگان: ضریب زبری مانینگ, تنش برشی, کف بند افقی, نرم افزار Flow 3D, آبشستگی, رسوبگذاری}
    Ali Babeli, Ali Arman *, Elham Darvishi
    One of the effective methods to reduce the kinetic energy downstream of hydraulic structures are the aprons. The horizontal aprons is one of these structures in the river that are often used downstream of stilling basins. At the time of execution, the apron and the riverbed are at the same level but when there is a flow in the boundary between the connection of the river bed and the aprons, scouring occurs, which causes the destruction of the apron and there is a possibility of destroying other water structures. In this research, using Flow 3D software, different scenarios were simulated for five Froude values of 0.32, 0.3, 0.25, 0.2, and 0.15, three Manning roughness coefficients of 0.025, 0.02, and 0.014 per particle diameter of 1.8 mm for horizontal aprons. In this numerical model, the graph of scouring depth changes in relation to Froude numbers in different roughness coefficients, the effect of Froude numbers on the location of the scour hole for different roughness coefficients of the horizontal aprons, the shear stress changes in relation to the length of the horizontal aprons with different roughness coefficients and different Froude numbers, as well as Erosion changes with respect to the length of the horizontal aprons were calculated with different roughness coefficients and different Froude numbers.
    Keywords: Manning’s roughness coefficient, shear stress, horizontal apron, Flow 3D, bed depth, Sediment Load}
  • محمد باقرزاده، میرعلی محمدی*
    در پایین دست سرریز سدهای بلند به ‏منظور افزایش میزان استهلاک انرژی جریان از حوضچه های استغراق استفاده می شود. این نوع سازه ها یک گودال آبشستگی در پایین دست سد بوده که به بررسی مسیله آبشستگی نیازمند است. تحقیق حاضر با هدف بررسی عملکرد روش ماشین بردار پشتیبان (SVM) به‏ عنوان یکی از تکنیک های شناخته شده محاسبات نرم که در برآورد عمق آبشستگی حوضچه استغراق برآمده از جت های متقاطع متقارن به ‏کار برده می شود. در ابتدا با استفاده از داده های آزمایشگاهی به تعیین درصد اجرا و کرنل مناسب روش SVM پرداخته شد. سپس پارامترهای کارآ در عمق آبشستگی دربرگیرنده عدد فرود دنسیمتریک، عمق نسبی پایاب، زاویه قایم جت، زاویه برخورد جت و فاصله نسبی محل برخورد جت تا سطح آب (Frd90 ،Tw ،αv ،αc ،δ)، به مدل های مختلف تقسیم بندی و اجرا شدند. مقادیر عددی معیارهای ارزیابی RMSE ،R و NRMSE مربوط به نتایج مرحله آزمون برای مدل برتر در برآورد عمق آبشستگی به ‏ترتیب برابر 0/9563، 0/688 و 18/47% به‏ دست آمد. نتایج خروجی از این مدل، عملکرد قابل  قبول SVM در برآورد عمق آبشستگی این پژوهش را می ‏پذیرد. همچنین نتایج آنالیز حساسیت بر روی مدل برتر در تحقیق حاضر نیز آشکار نمود که پارامترهای Tw و αv به ترتیب بیشترین و کمترین کارآیی در میزان درستی پیش بینی عمق آبشستگی را دارند.
    کلید واژگان: آبشستگی, استهلاک انرژی, عدد فرود دنسیمتریک, عمق پایاب, محاسبات نرم}
  • شهرام موسوی*
    مقدمه

    عدم قطعیت پارامترهای فیزیکی فرایند عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز، نتایج مدل سازی را تحت تاثیر قرار می دهند.

    روش

    در این تحقیق، از روش های هوش مصنوعی برای تخمین مقدار عمق آبشستگی سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز به دلیل پیچیدگی پدیده استفاده شد. از سه مدل شبکه عصبی، سیستم عصبی فازی تطبیقی و ماشین بردار پشتیبان به عنوان روش های هوش مصنوعی یا جعبه سیاه برای حل مسیله استفاده گردید. به منظور شبیه سازی عمق آبشستگی در سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز از 225 داده استفاده شد. در تمامی مدل ها، از 70 درصد داده ها برای واسنجی و از 30 درصد داده ها برای صحت سنجی در روش های هوش مصنوعی استفاده به عمل آمد.

    یافته ها

    آنالیز حساسیت نسبت به پارامترهای ورودی در هر سه مدل پیشنهادی نشان داد که اعمال پارامترهای عرض سرریز، ارتفاع ریزش آب، ارتفاع آب روی تاج، اختلاف ارتفاع آب در بالادست و پایین دست، قطر متوسط ذرات و عمق آب در پایین دست، کارایی مدل ها را بهبود می دهد. در تخمین میزان عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز در هر دو مرحله واسنجی و صحت سنجی، مدل سیستم عصبی فازی تطبیقی نسبت به مدل شبکه عصبی تا 20 درصد و نسبت به مدل ماشین بردار پشتیبان تا 5/8 درصد بر اساس معیارهای رایج در ارزیابی مدل ها، قابلیت اطمینان بیشتری دارد که این امر می تواند به دلیل توانایی تیوری فازی در غلبه بر عدم قطعیت پارمترهای موثر در تخمین میزان عمق آبشستگی باشد.
     

    نتیجه گیری

    نتایج مدل سازی میزان عمق آبشستگی پایین دست سازه های کنترل شیب با سرریز لبه تیز با استفاده از مدل های هوش مصنوعی نشان می دهد که کارایی این مدل ها در پیش بینی مقادیر آبشستگی مناسب هستند و نسبت به روش های تجربی رایج در زمینه دقیق تر می باشند که این امر می تواند به علت غیرخطی و پیچیده بودن طبیعت مسیله باشد.

    کلید واژگان: آبشستگی, سرریز لبه تیز, شبکه عصبی, سیستم عصبی فازی تطبیقی, ماشین بردار پشتیبان}
    Shahram Mousavi *
    Introduction

    In free overfall spillways, waterfalls over the crown of the spillway almost vertically and impacts the downstream bed of the dams. Due to the high velocity and energy of the flow which impacts the erodible downstream bed, it may cause scouring close to the foundation of the dam and consequently threaten the stability of the dam.

    Methods

    In this study, artificial intelligence methods were used to estimate the scour depth of slope control structures with sharp-crested weir due to the complexity of the phenomenon. Three models including neural network, adaptive fuzzy neural system, and support vector machine (SVM) were used as artificial intelligence or black-box model to solve the problem..

    Findings

    The results showed that artificial intelligence methods are more efficient than conventional experimental methods in estimating the depth of downstream scours of slope control structures with sharp-crested weir. Using more parameters in the input of artificial intelligence models does not increase the accuracy of these models. It is because of increasing errors as a result of using more parameters in these models. In estimating the downstream scour depth of slope control structures with the sharp-crested weir in both calibration and validation stages, an adaptive fuzzy neural system model is up to 20% more reliable than the artificial neural network model and up to 8.5% than the support vector machine model.

    Keywords: Scour, Sharp-crested weir, ANN, ANFIS, SVM}
  • رضوان ولیزاده، علی آرمان، رسول قبادیان

    در پروژه های خطوط انتقال سیال، گذر لوله بصورت مدفون و نیمه مدفون از قوس های رودخانه ای اجتناب ناپذیر است. این امر الگوی آبشستگی و رسوبگذاری مرسوم در قوس رودخانه را تغییر می دهد. الگوی آبشستگی اطراف خط لوله، نسبت به حالتی که خط لوله یک نهر مستقیم را قطع می کند متفاوت است. نظر به گسترش خطوط انتقال در سال های اخیر، در این پژوهش تاثیر زاویه جانمایی خط لوله در قوس 90درجه ملایم و همچنین عمق جانمایی خط لوله بصورت آزمایشگاهی بررسی شد. آزمایش های این تحقیق در سه عدد فرود 0.32، 0.29 و 0.26، سه زاویه متفاوت 90، 67.5 و 45 درجه از قوس ملایم، دو حالت جانمایی لوله به صورت دافع و جاذب نسبت به جهت جریان و همچنین یک عمق نیمه مدفون و دو عمق مدفون به انجام رسید. نتایج نشان داد در حالت جانمایی به صورت دافع با افزایش زاویه نسبت به قوس، آبشستگی زیر و اطراف لوله افزایش می یابد. این روند برای آبشستگی اطراف لوله برای جانمایی لوله به صورت جاذب برعکس است اما برای آبشستگی زیر لوله همانند حالت قبل بود. همچنین با کاهش عدد فرود، میزان آبشستگی اطراف و زیر لوله کاهش می یابد؛ بطوریکه در برخی سناریوها، آبشستگی زیر لوله مشاهده نشد. این روند در افزایش عمق جانمایی لوله نیز مشاهده شد.

    کلید واژگان: آبشستگی, جانمایی لوله, رسوبگذاری, قوس 90 درجه ملایم, لوله مدفون و نیمه مدفون}
    Rezvan Valizadeh, Ali Arman, RASOOL Ghobadian
    Introduction

    Due to the importance of the topic in the fluid transfer industry, the way of pipelines across the width and bed of the rivers has been considered especially in recent decades. In practice, the passage of pipelines through meandering rivers and river bends is unavoidable. In this research, local scouring of buried and semi-buried pipe in 90-degree mild bend under different scenarios was investigated. The results of this research can help the functioning of rivers and their interaction with structures in the river such as buried and semi-buried pipelines, predicting the amount of water washing around them and using its results in the design and placement of these pipelines.

    Methodology

    The laboratory model on which the scenarios of this research are based includes an arc-shaped channel located in the hydraulic laboratory and physical models of the water science and engineering department of Razi University. In this arc-shaped flume, the length of the upstream span is 5.4 meters, the length of the downstream span is 4.5 meters, the inner radius is 1.6 meters, the outer radius is 2.1 meters, the height is 0.6 meters, and the floor width is 0.5 meters. In order to check the correct functioning of the physical model and to trust its results, an experiment was conducted without the presence of the pipe buried in the bend. In this experiment, the flow descent number equal to 0.32 and sediments with a uniform grain and a diameter of 0.85 mm and a thickness of 15 cm were placed in the flume bed. After conducting the test for 6 hours and not observing the movement of the bed load, the pump was finally turned off and after the complete drainage of the flume, the bed profile was measured.

    Results and Discussion

    The effect of the placement angle of the repeller pipe relative to the mild arc (θ) on the scouring pattern
    The results showed that by placing the pipe in the repulsive state, the amount of scour after the pipe and under the pipe has increased compared to the attracting state. According to the placement angles, it was observed that in repulsive mode, with the increase of the placement angle of the pipe in the bend, the amount of scouring after and under the pipe has increased. The effect of the placement angle of the attracting pipe relative to the mild arc (θ) on the scouring pattern In the absorbant state, it was observed that by approaching the beginning of the arc and reducing the placement angle of the pipe due to the non-alignment of the flow direction with the pipe direction, the amount of scour after the pipe decreased, but the process of scouring under the pipe was observed as in the repulsive state.The effect of pipe placement depth on scouring pattern By increasing the depth of pipe placement, it was observed that the effect of the pipe on local erosion has decreased; Even in some simulation scenarios, the placement of the pipe in the depths with the ratio of the placement height to width of the channel of 0.06 buried pipe has no effect on the local erosion. It can be concluded that at depths equal to or greater than The ratio of placement depth to channel width is 0.06, the effect of local scouring caused by the buried and semi-buried pipe is minimal, and as a result, it causes the least damages.

    Conclusions

    The results showed that by placing the pipe in the repulsive state, the amount of scour after the pipe and under the pipe has increased compared to the attracting state. According to the placement angles, it was observed that in repulsive mode, with the increase of the placement angle of the pipe in the arch, the amount of scouring after and under the pipe has increased. However, in the absorbiant state, it was observed that by approaching the beginning of the arc and reducing the placement angle of the pipe due to the non-alignment of the flow direction with the direction of the pipe, the amount of scouring after the pipe decreased, but the process of scouring under the pipe was observed as in the repulsive state.

    Keywords: 90-degree mild bend, pipe placement, scouring, buried, semi-buried pipe, sedimentation}
  • سینا چراغچی، محمود شفاعی بجستان*

    در این مطالعه از سازه ای نوین که ترکیبی از آبشکن نفوذپذیر با صفحه مثلثی است در قوس180 درجه پوشیده با بستر ماسه ای، با عنوان سازه ترکیبی مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. بدین منظور سازه ترکیبی اشاره شده به صورت تک سازه با درصدهای مختلف (صفر (نفوذناپذیر)، 30، 50 و 70 درصد) نفوذپذیری و هر کدام در چهار شرایط هیدرولیکی مختلف (اعداد فرود 18/0، 20/0، 22/0 و 24/0) آزمایش شد. در پایان هر آزمایش توپوگرافی بستر برداشت شد و محدوده چاله فرسایشی، حداکثر عمق آب شستگی و موقعیت آن از ساحل بیرونی مشخص شد. نتایج نشان داد در مقایسه با آبشکن نفوذپذیر نرخ رسوب گذاری پشت سازه ترکیبی افزایش چشم گیری دارد و در قیاس با آبشکن های نفوذناپذیر رایج، علی رغم فرسایش و رسوب گذاری کمتر، بستر تغییر یافته در پشت سازه ترکیبی شرایط بهتری برای تشکیل ساحل جدید به وجود آورده است. از نظر فرسایش جلوی سازه، سازه ترکیبی با نفوذپذیری 70 درصد در عدد فرود 18/0 بیشترین میزان و در عدد فرود 24/0 کمترین میزان فرسایش را داشته است. نفوذپذیری های 30 و 50 درصد  کمترین و بیشترین میزان انتقال چاله فرسایشی به بالادست را داشتند که در بیشترین حالت برای عدد فرود24/0 به ترتیب برابر 83/1 و 79/1 برابر طول موثر سازه می باشد. هم چنین سازه های ترکیبی نفوذناپذیر و نفوذپذیر پنجاه درصد بیشترین و کمترین میزان حجم رسوب گذاری را داشتند که برای عدد فرود 24/0 به ترتیب برابر 93/4 و79/1 برابر توان سوم عمق جریان می باشند.

    کلید واژگان: سازه ترکیبی, آبشکن, رسوب گذاری, آبشستگی, قوس ملایم 180 درجه}
    Sina Cheraghchi, Mahmood Shafai Bajestan *

    One common method for Blank River protection and restoration is use of Spur dikes. Spur dikes either in the forms of group or single, depending on their permeability is classified an permeable and impermeable. Spur dikes restore flow pattern and prevent erosion of river banks. This leads to stability and immovability of river. However, they have some disadvantages; on installation they require drying river and erosion around their structure causes destruction (Anonymous, 2002, 2003) and (Anonymous, 2010). Due to the mentioned disadvantages use of spur dikes will be halted and use of vane, which has a higher environmental compatibility, is suggested. This study aims to introduce “composite structure”; a new structure with a combination of a Spur dike with different permeability and a single vane. The main aim of this study is to increase the amount of sediment transported behind the structure by water flow produced by the vane in the combination structure.

    Keywords: Composite structure, Spur Dike, Sedimentation, Scouring, 180̊ mild curve}
  • سعید هدایتی آرام*، مجید فضلی
    یکی از سازه هایی که به طور وسیعی به منظور ساماندهی رودخانه ها و کانال ها استفاده می شود، آبشکن نام دارد. از گدشته دور مزیت های این نوع سازه به طور وسیعی نشان داده شده است. از جمله مسایل مهم در طراحی موانع، پدیده آبشستگی موضعی در دماغه آن است که در اثر تغییر در الگوی جریان و وجود گردابه های قوی پدیدار می شود. در سال های اخیر، اکثر تحقیقات انجام شده بر روی موانع باز و بسته استوار بوده و اغلب به صورت آزمایشگاهی انجام شده است. بنابراین در این تحقیق، آبشستگی و الگوی جریان سه بعدی در اطراف مانع توری سنگی Tشکل با استفاده از مدل عددی Flow-3D و مدل آشفتگی (k-w) شبیه سازی شده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. نتایج نشان داد که مدل (k-w) در پیش بینی حداکثر عمق آبشستگی و الگوی جریان در اطراف مانع توری سنگی T شکل، انطباق بهتری با نتایج آزمایشگاهی دارد. به طوری که محل وقوع آبشستگی و حداکثر عمق آبشستگی به دست آمده از شبیه سازی عددی به نتایج آزمایشگاهی نزدیک می باشد. همچنین افزایش نفوذپذیری جان تاثیر به سزایی در کاهش آشفتگی جریان، جریان های گردابه ای و سرعت عرضی دارد.
    کلید واژگان: آبشستگی, آبشکن T شکل, الگوی جریان, مانع توری سنگی, Flow-3D}
    Saeed Hedayati Aram *, Majid Fazli
    One of the structures that is widely used for training the rivers and channels is groyne. From past time, application of the groyne indicates the wide advantages of these kind of structures. One of the important issues in the design of groynes is the local scour phenomenon in the nose due to changes in flow pattern and presence of strong vortices. In recent years, most research has been based on open and impermeable groynes, and most have been done in laboratory. Therefore, in this study, the scour and 3D flow pattern around the T-shaped gabion groyne were simulated using Flow-3D numerical model and turbulence model (k-ω) and compared with the experimental results. The results showed that the model (k-ω) has better agreement with the experimental results in predicting the maximum scour depth and flow pattern around the T-shaped gabion groyne. So that the location of scour and the maximum depth of scour obtained from numerical simulation are close to the experimental results. Increasing the body permeability also has a significant effect on reducing turbulence, eddy and transverse velocity.
    Keywords: Scouring, T-shaped groyne, Flow pattern, Gabion groyne, Flow-3D}
  • عبدالله سردسته، سید علی ایوب زاده*، محمود شفاعی بجستان، جمال محمدولی سامانی

    در این مطالعه آزمایشگاهی به منظور افزایش میزان رسوب گذاری در پشت سازه باندال لایک، سازه جدیدی تحت عنوان باندال لایک گوه ای پیشنهاد و معرفی شده و توپوگرافی بستر در اطراف سازه های باندال لایک گوه ای، باندال لایک و آبشکن نفوذ ناپذیر در یک مدل فیزیکی با قوس 180 درجه در شرایط غیر مستغرق و آب زلال بررسی شده است. نتایج نشان داد که حداکثر عمق آبشستگی نسبی در سازه باندال لایک و سازه باندال لایک گوه ای با نفوذ پذیری 50 درصد و در عدد فرود 24/0 نسبت به آبشکن نفوذ ناپذیر به ترتیب 59 و 18 درصد کاهش و حداکثر ارتفاع رسوب گذاری نسبی در سازه باندال لایک گوه ای نسبت به آبشکن نفوذ ناپذیر و باندال لایک به ترتیب 56 و 107 درصد افزایش دارد. همچنین حداکثر عمق آبشستگی در سازه باندال لایک گوه ای در فاصله دورتری از ساحل بیرونی و سازه رخ داد و پشته رسوبی نیز در پشت سازه و در امتداد و نزدیک به ساحل بیرونی و با طول بیشتر و فرم بهتر ایجاد گردید.

    کلید واژگان: آبشستگی, رسوب گذاری, عدد فرود, پایداری سواحل, مهندسی رودخانه}
    Abdollah Sardasteh, Seyed Ali Ayyoubzadeh *, Mahmood Shafai Bajestan, Jamal Mohammad Vali Samani

    Due to scouring problems in impermeable spur dikes, which compromise structural strength and stability and as a result repair and maintenance costs increase, an alternative method of scouring is needed to protect the river bank. In this area, bandal-like structure can be used. This structure is a combination of an impermeable spur dike and a permeable spur dike. The upper part is impermeable causes the upper half of the flow run towards the center and the inner wall and the lower part is permeable enabling the lower half of the stream passes through it (Rahman et al., 2003a, b). The lower part causes the flow to slow down and reduces speed, and because the flow near the bed has a higher concentration, it leads to settling sediments in the downstream of the river near the coast. On the other hand, because of the flow through the lower half, the power of downstream flows are reduced compared to the impermeable spur dike and the horseshoe vortices are vanished. Therefore, the scouring rate in the bandal-like structure is less than the impermeable spur dike (Zhang et al., 2010; Teraguchi et al., 2011b)Regarding that the scouring rate, the bandal-like structure is less than an impermeable spur dike therefore, its use has been suggested by some researchers. Since the sedimentation rate behind the bandal-like structure is less than the impermeable spur dike, in the present study, a new structure called the wedge bandal-like is proposed to enhance the sedimentation of the bandal-like. Wedge bandal-like structure is constructed of a bandal-like structure and a repellent impermeable triangular spur dike. The purpose of using this structure is to use both the advantages of the bandal-like structure as well as the benefits of repellent impermeable triangular spur dike, for deviation of flow and sediment transport to the back of the structure and sedimentation. Both structures cause the secondary flow of the surface to move towards the outer arc before moving to the outer shore down the bottom and practically shore the coastal tail into middle areas.

    Keywords: Scour, Sedimentation, Froude Number, Stability of river banks, River engineering}
  • سجاد با جلوند، سعید گوهری*، مجید حیدری
    آبشکن ها سازه هایی هستند که با هدف حفاظت از جداره های رودخانه در برابر فرسایش احداث می شوند. این سازه ها به صورت عمود یا با زاویه ای نسبت به جهت جریان اصلی و در ساحل رودخانه احداث می شوند. اثر خصوصیات هندسی آبشکن ها بر شکل گیری و توسعه حفره آبشستگی در آبشکن های چوگانی تاکنون به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر طول آبشکن چوگانی بر شکل گیری و توسعه حفره آبشستگی و مقایسه آن با آبشکن L شکل انجام شد. در این راستا، تمامی آزمایش ها در شرایط آب زلال و با استفاده از آبشکن هایی با طول های 8 و 12 سانتیمتر در یک فلوم آزمایشگاهی انجام شد. نتایج نشان داد که ابعاد حفره آبشستگی و نیز طول و ضخامت پشته رسوبی با افزایش طول آبشکن افزایش یافت. در صورتی که مقدار این افزایش در آبشکن چوگانی کمتر از آبشکن L شکل بود. با افزایش طول آبشکن ها، بیشینه عمق، مساحت و حجم حفره آبشستگی افزایش یافت. این افزایش به طور میانگین در آبشکن های L شکل برابر با  5/57 و 7/67 و در آبشکن های چوگانی برابر با  3/33 و 42 درصد برای دو طول متفاوت از آبشکن ها بود. همچنین، در مقطع پایین دست آبشکن چوگانی هیچ گونه آبشستگی در مجاورت دیواره فلوم مشاهده نشد. بنابراین، مشخص گردید که ابعاد حفره آبشستگی پیرامون آبشکن چوگانی کوچکتر از آبشکن L شکل است.
    کلید واژگان: سری آبشکنهای چوگانی, سری آبشکنهای L شکل, آبشستگی, طول آبشکن, مدل آزمایشگاهی, توپوگرافی بستر}
    Sajjad Bajelvan, Saeed Gohari *, Majid Haydari
    Spur dikes are structures that constructed for protection of the river walls against the erosion. Spur dikes are generally built perpendicular or at an angle to the river bank or revetment, protruding into the watercourse. The effect of the geometrical characteristics of the hockey spur dikes on formation developing of scour hole has been rarely studied. Spur dikes. The current study aims to evaluate the effect of the length of the hockey spur dike on the formation and development of scour hole and comparing with that effect in L-shaped spur dike. In this direction, all experiments were done in clear water conditions using the spur dikes in length of 8 cm and 12 cm and in a laboratory flume. The results asserted that the dimensions of the scour hole and the length and thickness of the sedimentary hill were increased by raising the length of the spur dike. However, this increment was lower in hockey spur dike than the L-shaped spur dike. The maximum depth, area and the volume of the scour hole were also increased by raising the length of the spur dikes. This increment in-average was equal to 57.5 and 67.7 per cent in L-shaped spur dikes and equal to 33.3 and 42 per cent in hockey spur dikes for two different lengths of spur dikes. Furthermore, no scouring was observed in downstream section of the hockey spur dikes near the wall. Therefore, the dimensions of the scour hole around the hockey spur dike was lower than those in the L-shaped spur dikes.
    Keywords: Series Hockey Spur Dikes, Series L-Shaped Spur Dikes, Scour, Spur Dike Length, Experimental Model, Bed Topography}
  • سهراب کریمی، حجت کرمی*، خسرو حسینی، سعید فرزین

    از جمله روش های کاهش خسارت سیل و کاهش سرعت جریان در نزدیکی ساحل، استفاده از آبشکن ها است. در این مطالعه ابتدا انتقال رسوب و آبشستگی اطراف آبشکن های سری در یک مدل آزمایشگاهی توسط نرم افزار Flow 3d شبیه سازی شده است. با توجه به نتایج از این مقایسه، می توان تطابق خوب بین نتایج مدل عددی و آزمایشگاهی را مشاهده کرد. به طوری که میزان خطای MAPE در اطراف آبشکن اول، برای نسبت های U/Ucr برابر 75/0 و 85/0 و 95/0 به ترتیب برابر با 9 درصد و 79/13 درصد و 10/14 درصد می باشد (Ucr سرعت بحرانی). سپس در بالادست کانال از دو آبشکن محافظ با طول های (10 و 20 سانتی متر)استفاده شده و اثرات این دو آبشکن بر روی آبشستگی اطراف آبشکن های اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش U/Ucr، حداکثر عمق آبشستگی اطراف آبشکن ها افزایش می یابد، به طوری که با افزایش 26 درصدی U/Ucr (از 75/0به 95/0)، افزایش حداکثر عمق آبشستگی اطراف آبشکن های اول، دوم و سوم به ترتیب برابر 51، 400 و 116 درصد، می شود. هنگامی که زوج آبشکن محافظ با طول های متفاوت به صورت همزمان به کار می روند، باعث کاهش شدید شدت برخورد جریان به دیواره و دماغه ی آبشکن اصلی اول می شوند به همین دلیل ابعاد حفره ی آبشستگی در اطراف آبشکن های اصلی کاهش یافته است بعلاوه حداکثر عمق آبشستگی اطراف آبشکن های اصلی اول و دوم و سوم به ترتیب میزان 78، 42 و 79 درصد کاهش پیدا کرده اند (U/Ucr برابر با 85).

    کلید واژگان: آبشستگی, آبشکن های سری, آبشکن های محافظ, مدل عددی}
    Sohrab Karimi, Hojat Karami *, Khosrow Hosseini, Saeed Farzin

    Among the approaches to reduce flood damage is to reduce the flow rate near the shore by spur dikes. The study first simulated the transfer of sediment and scour around series spur dikes in an experimental model using Flow 3d software. According to the comparison results, one can observe a good match between the results of the numerical and experimental models that the error rates of MAPE around the first spur dike, for U/Ucr ratios were, 0.75, 0.85 and 0.95 and were 9%, 13.79% and 14.10%, respectively. Then two protective spur dikes with various lengths (10 and 20 cm) were used in canal upstream and the effects of the presence of these two protective spur dikes simultaneously on the scour around the main spur dike were examined. In modeling done, increase in U/Ucr depth increases the maximum spur dike depth, so that with increase in U/Ucr by 26% (from 0.75 to 0.95), the increase in the maximum depth of the first spur was 51%, in the second spur dike 4 times, and in the third spur dike 116%. When the protective spur dike couple with various lengths is used simultaneously, and then these two protective spur dikes simultaneously drastically reduce the effect of the flow intensity to the wall and nose of the main spur dike. Moreover, the maximum depth of scour around the

    Keywords: Series Spur Dikes, Scour, Numerical models, protective spur dikes}
  • بنیامین دانیاری، ابراهیم نوحانی*
    مقدمه

    آبشستگی موضعی که به دلیل سازه های ساخت بشر در مسیر جریان رودخانه ها به وقوع می پیوندد، می تواند به فرم های مختلف باعث فرسایش کف رودخانه شده و تهدیدی در جهت تغییر رژیم طبیعی جریان رودخانه محسوب می شود. یکی از روش های غیر مستقیم کاهش آبشستگی استفاده از سازه های حفاظتی است. صفحه حفاظتی عبارتست از صفحه ای نازک که در یک ارتفاع مشخص از پایه پل نصب شده و به این وسیله مانع از تماس مستقیم جریان پایین رونده در جلوی پل با بستر رودخانه می‎گردد و فعالیت گرداب های نعل اسبی را تضعیف می کند همچنین در این نوع پایه ها سرعت آبشستگی کاهش یافته و یا به عبارت دیگر زمان شروع آبشستگی به تاخیر می افتد.

    روش

    در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تاثیر طول صفحات حفاظتی بر میزان کاهش عمق آبشستگی پایه های استوانه ای پرداخته شد.

    یافته ها

     نتایج حاصل از انجام آزمایش ها نشان داد که قرارگیری صفحات حفاظتی توانست تا 69 درصد باعث کاهش عمق آبشستگی شود. همچنین بهترین طول نسبی (نسبت طول صفحه حفاظتی به عرض پایه پل، صفحات حفاظتی معادل یک می باشد و با افزایش بیشتر طول صفحات حفاظتی، تاثیر طول صفحه بر کاهش عمق آبشستگی معکوس شد بطوریکه کاهش عمق آبشستگی برای طول نسبی 5/0 و 2 به ترتیب 50% و 60% بیشتر از حالت شاهد (بدون حضور صفحات حفاظتی) می باشد. همچنین در کلیه آزمایش ها با افزایش عدد فرود جریان، عمق نسبی آبشستگی افزایش پیدا کرده است.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج به دست آمده، با افزایش طول صفحات حفاظتی تا L=b روند کاهش عمق آبشستگی زیاد  بوده ولی با افزایش بیشتر طول نسبی صفحات حفاظتی، به علت برخورد تعداد بیشتر خطوط جریان رو به پایین و ایجاد گرداب های نعل اسبی بیشتر می تواند باعث افزایش قدرت تخریب رسوبات اطراف پایه پل شود و اثر این سازه را کاهش داده است. همچنین در تمام آزمایش ها در مجاورت صفحات حفاظتی، عمق آبشستگی به میزان قابل توجهی (حداکثر 54/69 درصد و حداقل 54/29 درصد) نسبت به حالت آزمایش شاهد کاهش پیدا کرده و با توجه به مشاهدات می توان نتیجه گرفت که استفاده از صفحات حفاظتی با تاثیر بر روی خطوط جریان رو به پایین و گرداب های نعل اسبی به عنوان سازه ی مناسبی در جهت کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه های پل موثر است.

    کلید واژگان: آبشستگی, پایه پل استوانه ای, صحفه حفاظتی, مدل آزمایشگاهی}
    Benyamin Daniyari, Ebrahim Nohani *
    Introduction

    Local scouring that occurs due to human construction of structures in the course of rivers flow can lead to erosion of the river's bottom and threatens to change the natural flow of the river. One of the indirect methods of reducing scouring is the use of protective structures.

    Methods

    In this research, the effect of protective sheet length on the scour depth reduction of cylindrical base was investigated.

    Findings

    The results of the experiments showed that the laying of protective plates could reduce the scour depth to 69.50%. Also, the best relative length (the length of the protective plate to the width of the bridge base, L / b) of the protective plates is equivalent to one, and with the increase in the length of the protective plates, the effect of the plate length on the scour depth reduction was reversed, so that reducing the scour depth for the relative length of 5.0 and 2 are respectively, 50% and 60% more than the control (without protective plates), and in all experiments, the relative depth of scour has increased with increasing the flow rate.

    Keywords: Scour, Cylindrical bridge pier, Protective protection, Laboratory model}
  • علی پریزاده، حسن اکبری*
    مقدمه

    جریان های سریع بعد از شکست سد و آبشستگی متناظر با آن از مسایل مهمی است که برای شبیه سازی مناسب آن باید از مدل های چند فازی استفاده کرد. در سالهای اخیر روش جدید لاگرانژی هیدرودینامیک ذرات هموار بعنوان روش بدون شبکه ایده آل برای این کاربرد معرفی شده است.

    روش

    در مقاله حاضر با استفاده از این روش عددی و اصلاح آن برای جریانات چندفازی، آبشستگی رسوب کف بعد از شکست سد مدل سازی شده است. در ابتدا، نتایج روش عددی حاضر با مطالعات آزمایشگاهی مرتبط مقایسه و صحت سنجی شده و سپس تاثیر شرایط هندسی سازه محافظ در میزان آبشستگی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، چندین مدلسازی برای شرایط مختلف طول کف صلب و همچنین ارتفاع مانع انتهایی به عنوان پارامترهای اصلی، انجام شد.

    یافته ها

    بر اساس نتایج به دست آمده، مدل مورد استفاده توانمدی مدل سازی شرایط پیچیده آبشستگی ناشی از جریانات متلاطم را دارد و به عنوان نتیجه کاربردی، مشاهده گردید که تاثیر افزایش طول سازه حفاظتی، کم تر از تاثیر افزایش ارتفاع آن است. همچنین ارتفاع بهینه ای برای عملکرد مطلوب سازه حفاظتی وجود دارد بگونه ای که افزایش بیش از حد ارتفاع حتی می تواند منجر به افزایش آبشستگی نسبت به شرایط اولیه گردد.

    نتیجه گیری

    اگرچه استفاده از سازه حفاظتی می تواند علاوه بر جلوگیری از خوردگی پای کف صلب، عمق آبشستگی را نیز کاهش دهد، تعیین ارتفاع بهینه آن اهمیت شایانی در عملکرد مطلوب این نوع سازه ها دارد.

    کلید واژگان: هیدرودینامیک ذرات هموار, شکست سد, آبشستگی, رسوب, دوفازه}
    Ali Parizadeh, Hasan Akbari *
    Introduction

    Scouring depth due to dam break flows as one of the important engineering problems can be investigated numerically by means of an appropriate multiphase model. Smoothed Particle Hydrodynamic (SPH) model is a Lagrangian Mesh-free based method that has been introduced to solve such complicated flows.

    Methods

    A Multiphase version of this model is modified in this study to predict scouring depth after dam break flows. At first, the introduced model is validated via comparing the results with experimental data and it is confirmed that the model can well predict turbulent multiphase flows. Then, the performance of a scour protection structure with different length and heights is simulated against dam break flow to find an optimum geometry for this structure.

    Findings

    Based on the results, it is concluded that the effect of structure height on scour reduction is more sensible than the effect of structure length. In contrast to the structure length, a small edge at the end of the protective structure can efficiently decrease the final scoured depth. However, there exists an optimum height with the best performance. A too high scour protection structure can even result in a higher scouring depth than an unprotected case. Therefore, it is necessary to use a protection structure with an appropriate height and the introduced model can be utilized as a helpful tool to check the required performance of this structure.

    Keywords: Smoothed particle, hydrodynamics, Dam Break, scouring, Sediment, two-phases}
  • علیرضا مسلمان یزدی، سید عباس حسینی*، سهراب نظری، نصرت الله امانیان
    مقدمه

    مشکل اساسی که در پایین دست سازه های هیدرولیکی از جمله سرریزها وجود دارد، آبشستگی و حرکت مصالح بستر می باشد، یکی از انواع سرریزها، سرریزهای کلید پیانویی می باشد. با توجه به آنکه شکل هندسی سرریز بر وضعیت آبشستگی پایین دست تاثیرگذار است به همین منظور در این تحقیق، آبشستگی پایین دست سرریزهای کلید پیانو با شکل هندسی ذوزنقه ای مورد توجه بوده، مشخصات آبشستگی و نرخ تغییرات آن با تغییر زاویه دیواره جانبی سرریز مورد مقایسه قرار گرفت.

    روش

    بدین منظور چهار مدل آزمایشگاهی از این نوع سرریزها ساخته و در یک فلوم آزمایشگاهی در شرایط دبی های مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین جهت بررسی تاثیر عمق پایاب بر پروفیل آبشستگی، یکی از مدل ها در سه عمق پایاب متفاوت بررسی شد.

    یافته ها

    نتایج اندازه گیری مشخصه های آبشستگی نشان داد در سرریزهای کلید پیانو ذوزنقه ای، حداکثر عمق چاله زیر کلید خروجی ایجاد می شود و با افزایش دبی و کاهش عمق پایاب، ابعاد هندسی حفره آبشستگی در مدل های ذوزنقه ای افزایش می یابد. همچنین در سرریزهای کلید پیانویی ذوزنقه ای، با افزایش زاویه دیواره جانبی سرریز، ابعاد هندسی چاله آبشستگی کاهش می یابد. به نحوی که در تمام دبی ها با افزایش هر 3 درجه زاویه دیواره جانبی سرریز کلید پیانویی، حداکثر عمق چاله آبشستگی به طور میانگین، 5 درصد، فاصله موقعیت مکانی حداکثر عمق چاله آبشستگی و طول دهانه چاله آبشستگی به ترتیب و به طور میانگین 8 و 3 درصد کاهش می یابد. همچنین وقتی 65%  گردد این اختلاف ناچیز می شود و تفاوت معنا داری در شکل حفره آبشستگی بین مدل های سرریز کلید پیانویی وجود ندارد.

    کلید واژگان: آبشستگی, مدل ذوزنقه ای, دبی, سرریز کلید پیانویی, عمق پایاب}
    Alireza Mosalman Yazdi, Seyed Abbas Hosseini *, Sohrab Nazari, Nosratollah Amanian
    Introduction

    The main problem downstream of hydraulic structures, such as weirs, is scouring and movement of bed materials.  The piano key weirs (PKW) is one the types of weirs. Due to the fact that the geometric shape of the weir affects the condition of the downstream scour, therefore in this study, the downstream scouring of the piano key weirs with a trapezoidal geometric shape is studied. In this paper, the scour profile and the rate of change were compared with the change in the lateral wall angle of the weir.

    Methods

    For this purpose, four experimental models of this type of weirs were made and these models were tested in a laboratory flume at different flow rates. Also, to investigate the effect of tail water depth on scour profiles, one of the models was investigated at three different tail water depths.

    Finding

    The results of scouring characteristics showed that in trapezoidal piano key weirs, the maximum depth of the hole is created under the output key and by increasing the discharge and decreasing the tail water depth, the geometric dimensions of the scour hole increase in trapezoidal models. Also, in trapezoidal piano key weirs, by increasing the side wall angle of the weir, the geometric dimensions of the scour hole are reduced. In all flows, by increasing every 3 degrees of the side wall angle of the piano key weir, maximum scour hole depth on average, 5%, Spatial position distance, maximum scour hole depth and scour hole span length, respectively, and it decreases by 8% and 3% on average. Also, when Frd>65% is, this difference becomes insignificant and there is not a significant difference in the shape of the scour hole for PKW models.

    Keywords: scouring, trapezoidal model, discharge, piano key weir, tail water depth}
  • چنور عبدی چوپلو *، مسعود قدسیان، محمد واقفی، سارا کازرونی، الناز بداغی

    پیش بینی میزان آبشستگی موضعی در پایین دست سازه های هیدرولیکی از موضوعات مورد توجه محققان در سال های اخیر بوده است .در این تحقیق آبشستگی پایین دست سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه ای شکل تحت تغییرات شرایط هیدرولیکی جریان و ارتفاع ریزش جریان عبوری از سرریز به صورت آزمایشگاهی در کانالی به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 75/0 و 80/0 متر در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب و سازه های هیدرولیکی، دانشگاه تربیت مدرس تهران بررسی شده است. از رسوبات یکنواخت و غیر چسبنده با قطر متوسط 2 میلی متر به طول و عرض 3 و 75/0 متر در پایین دست سرریز کلیدپیانویی استفاده شد. تمامی آزمایش ها در شرایط جریان آزاد انجام گردید. نتایج نشان داد که محل رخداد بیشینه عمق آبشستگی با افزایش ارتفاع ریزش جریان، در فاصله دورتری از سرریز قرار می گیرد. بیشینه عمق آبشستگی با افزایش ارتفاع ریزش جریان، افزایش می یابد. آبشستگی در میانه عرضی بستر کمتر از جداره ها آن می شود. افزایش ارتفاع ریزش جریان همراه با تغییرات بیشتری در توپوگرافی بستر می باشد.

    کلید واژگان: مطالعه آزمایشگاهی, آبشستگی, سرریز کلیدپیانویی, جریان آزاد, ارتفاع ریزش جریان}
    Chonoor Abdi Chooplou *, Masoud Ghodsian, Mohammad V Vaghefi, Sara Kazerooni, Elnaz Bodaghi

    Predicting the extent of local scouring downstream of hydraulic structures has been one of the topics of interest to researchers in recent years. In this research, downstream scouring of a trapezoidal piano key weir under changes in the hydraulic conditions of the flow and the height of the flow drop passing through the weir in a channel with a length of 10 meters and a width and height of 0.75 and 0.80 meters in the hydraulic laboratory of Water Engineering Group. And hydraulic structures of Tarbiat Modares University of Tehran have been studied. Uniform and non-sticky sediments with an average diameter of 2 mm in length and width of 3 and 0.75 m downstream of the piano key weir were used. All experiments were performed under free flow conditions. The results showed that the maximum occurrence of scour depth with increasing flow drop height is farther away from the weir. The maximum scour depth increases with increasing flow drop height. Scouring in the transverse middle of the bed is less than its walls. Increasing the height of the flow drop is accompanied by more changes in the topography of the bed.

    Keywords: Experimental study, Scouring, Piano Key Weir, Free flow, Flow drop height}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال