بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی و عمق نسبی پایین ‌دست در شیب ‌شکن‌های مایل گابیونی و ساده

در تحقیق حاضر به بررسی آزمایشگاهی رفتار پارامترهای هیدرولیکی شیب‌شکن‌های مایل ساده و گابیونی پرداخته شده است. به همین منظور 120 آزمایش متفاوت برای دو نوع شیب‌شکن با سه زاویه و دو ارتفاع انجام شد. نتایج نشان داد که در هر دو مدل، افزایش عمق بحرانی نسبی، سبب کاهش میزان استهلاک انرژی نسبی و افزایش عمق نسبی‌ پایین‌دست شده است. مقایسه نتایج مربوط به شیب‌شکن مایل گابیونی نسبت به شیب‌شکن مایل ساده نشان داد که به کارگیری گابیون در سطح شیبدار به طور متوسط برای سه زاویه و دو ارتفاع مورد بررسی، راندمان استهلاک انرژی 561% و عمق نسبی پایین‌دست 50/1 % نسبت به شیب‌شکن مایل ساده افزایش یافته است. این نتیجه منجر به کاهش فرسایش بستر پایین‌دست سازه و در نتیجه کاهش طول حوضچه آرامش می‌گردد. مقایسه نتایج نشان می‌­دهد که افزایش زاویه، متوسط راندمان استهلاک انرژی را کاهش و متوسط عمق نسبی پایین‌‌دست را افزایش داد. با بررسی نتایج مشخص گردید در شیب‌شکن‌های مایل گابیونی تغییر زوایه تاثیر نسبتاً کمی نسبت به مدل ساده داشته که دلیل آن را می‌توان، خصوصیات فیزیکی و اثرات هیدرولیکی پیچیده جریان عبوری از سازه متخلخل دانست. همچنین با استفاده از 80% درصد داده‌های آزمایشگاهی روابطی جهت تخمین استهلاک انرژی نسبی و عمق نسبی پایین‌دست در شیب‌شکن مایل گابیونی ارائه شد و با 20% درصد داده‌‌ها به تست رابطه با معیارهای ارزیابی پرداخته شد.

experimental investigation of the energy dissipation and the downstream relative depth of pool in the sloped gabion drop and the sloped simple drop

the present study investigates the behavior of hydraulic parameters of simple and sloped gabion drops experimentally. therefore, 120 different experiments were carried out on both types of drops with three angles and two heights. the results showed that by increasing the relative critical depth in both models, the relative energy dissipation rate reduces but the relative downstream depth increase. comparing the results for sloped gabion drops with sloped simple drops showed that the use of gabion structures with three angles and two heights increases the efficiency of average energy dissipation by 561% and the average downstream relative depth by 50.1% with regard to the simple drops. this results in a decrease in the erosion of the downstream bed of the structure and the length of the stilling basin. a comparison of the results shows that an increase in the angle decreases the efficiency of average energy dissipation and increases the average downstream relative depth. the results show that the variation in the angle of sloped gabion drops has an insignificant effect in comparison with the simple drops due to the physical properties and the complex hydraulic effects of the flow through the porous structure. also, some equations were derived to estimate the relative energy dissipation rate and the downstream relative depth rate in the sloped gabion drops by using 80% percent of laboratory data, and the rest 20% of the data were used to test the equations with the goodness of fit criteria.