مقایسه‌ی الگوی آبشستگی و رسوبگذاری سازه‌های آبشکن و صفحات مثلثی شکل در قوس ملایم 90 درجه تحت تاثیر اعداد فرود متفاوت

آبشکن و صفحات مثلثی شکل از جمله سازه هایی می باشند که با انحراف جریان فرساینده از قوس بیرونی رودخانه به طرف مرکز آن، فرسایش ساحل بیرونی رودخانه را مهار کردن می کنند. در این مطالعه به بررسی الگوی فرسایش و رسوبگذاری در اطراف سازه های آبشکن و صفحه ی مثلثی شکل، و مقایسه ی آنها با یکدیگر در قوس ملایم 90 درجه پرداخته شده است. لذا، در این تحقیق، صفحه‌ ی مثلثی شکل و آبشکن بازاء طول موثر یک پنجم عرض مجرا (14 سانتیمتر) و تحت شرایط هیدرولیکی متفاوت (اعداد فرود 194/0، 214/0، 233/0 و 253/0) مورد آزمایش قرار گرفتند. در همه ی آزمایشها تک صفحه ی مثلثی شکل با زاویه ی 30 درجه نسبت به ساحل بالادست، و آبشکن با زاویه ی 90 درجه و در موقعیت بیشترین عمق آبشستگی قوس 90 درجه ی ملایم، یعنی زاویه ی 72 درجه نصب گردیدند. نتایج این تحقیق نشان دادند که، بطور متوسط، حداکثر عمق فرسایش صفحه ی مثلثی شکل و آبشکن به ترتیب 55/0 و 1 برابر طول موثر سازه بوده، و متوسط فاصله ی حداکثر عمق فرسایش سازه های آبشکن و صفحه ی مثلثی شکل از ساحل بیرونی به ترتیب 1 و 4/1 برابر طول موثر سازه است. در ضمن، میانگین فاصله ی پشته رسوبگذاری شده از ساحل بیرونی برای سازه های آبشکن و صفحه ی مثلثی شکل به ترتیب 34/0 و 1/0 برابر طول موثر سازه می باشد.

Comparison of Erosion and Sedimentation Patterns Facilitated by a Spur Dike and a TriangularShaped Vane Structures in a 90° Mild Bend under the Influence of Different Froude Numbers

Spur dikes and triangularshaped vanes are structures that control the erosion of a river’s outer bend by the diversion of flow from there to its center. In this study, the erosion and sedimentation patterns around a spur dike and a triangularshaped vane was investigated using an experimental model with a 90degree mild bend. The triangularshaped vane and spur dike with an effective length of onefifth of the width of the canal (14 cm) and under different hydraulic conditions (Froude numbers 0.194, 0.214, 0.233 and 0.253) were tested. In all tests, a single triangularshaped vane with an angle of 30 degree to the upstream direction, and a spur dike with an angle of 90 degree were installed in the outer bank of a flume in a 72° position, where the maximum scour depth usually occurs. For all tests, flow depth was kept constant equal to 13 cm. Bed topography was measured at the end of each experiment and the geometry of scour hole and point bar were determined. The results show that the maximum scour depth of the spur dike structure was more than that of the triangularshaped vane. The average of maximum scour depth of the triangularshaped vane and spur dike were 0.55 and 1.0 times that of the structure effective length, respectively. In addition, the maximum scour depth distance from the outer bank with a triangularshaped vane was more than of the spur dike. The average distance of the maximum scour depth of spur dike and triangularshaped vane structures from the outer bank were1.0 and 1.4 times the effective length of the structure, respectively. The point bar distance from the outer bank the spur dike structure was more for the triangularshaped vane. The average point bar distance from the outer bank for spur dike and triangularshaped vane were 0.34 and 0.1 times of effective length of the structure, respectively.