مطالعه آزمایشگاهی تاثیر سازه گابیونی در میزان استهلاک انرژی پایین‌دست سرریز اوجی با پرش مستغرق

در دهۀ اخیر استفاده از سازه‌های گابیونی در مهندسی هیدرولیک برای پایداری سازه به جهت دارا بودن چگالی و وزن زیاد، زبری برای افت انرژی و تخلخل برای زهکشی رواج زیادی یافته است. این پژوهش به ارزیابی عملکرد سازه‌های تورسنگی در شرایط ایجاد پرش هیدرولیکی مستغرق در استهلاک انرژی نسبی پایین‌دست سرریز اوجی پرداخته است. پارامترهای مورد ارزیابی در این پژوهش عبارت از: عدد فرود، ارتفاع آب‌پایه، ضخامت آب‌پایه و قطر سنگدانه‌ها است. آزمایش‌ها با سه دانه‌بندی سنگدانه با قطر متوسط 1/5، 2/2 و 3 سانتی‌متر با سه ارتفاع آب‌پایه 10 و 20 سانتی‌متر و max و ضخامت‌های 10، 20 و 30 سانتی‌متر  و دبی‌های 20 تا 40 لیتر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد که در تمامی مدل‌های مورد آزمایش با کاهش قطر سنگدانه‌های آب‌پایه، میزان استهلاک انرژی نسبی افزایش می‌یابد، به نحوی  که در آب‌پایه با سنگدانه به قطر 1/5 سانتی‌متر، مقدار استهلاک انرژی به‌میزان 3/6 درصد نسبت به سنگدانه به قطر متوسط 3 سانتی‌متر افزایش پیدا کرده است. افزایش ارتفاع آب‌پایه توری سنگی تا میزانی که جریان کاملاً درون‌گذر شود، می‌تواند تا مقدار 33 درصد نسبت به آب‌پایه با ارتفاع 10 سانتی‎‌متر، استهلاک انرژی نسبی بیشتری داشته باشد. همچنین با افزایش قطر آب‌پایه از 10 سانتی‌متر به 30 سانتی‌متر میزان استهلاک انرژی نسبی تا 15 درصد افزایش می‌یابد.

experimental study of the effect of gabion structure on the energy dissipation of submerged hydraulic jump downstream of ogee spillway

in the last decade, the use of gabion structures in hydraulic engineering for stabilizing the structure due to its high density and weight has become widespread. also, the material’s roughness and porosity cause it to be used in energy dissipation and drainage projects. this study evaluates the relative energy dissipation of gabion structures downstream of the ogee spillway in the conditions of a submerged hydraulic jump. the evaluated parameters in this study were froude number, gabion height, gabion thickness, and material diameter. the experiments were performed with three average diameters of 1.5, 2.2, and 3 cm for rock material, three gabion heights of 10 and 20 cm, and max. the end sill heights were 10, 20, and 30 cm. the operated discharges were regulated from 20 to 40 l/s. the results showed that by decreasing the average diameter of gabion aggregates, the amount of relative energy dissipation increases in all tested models, so that in gabion with a 1.5 cm average diameter of aggregates, the amount of energy dissipation increased by 3.6% in comparison with using the diameter of 3cm for the average diameter of the material. increasing the height of the gabion to the extent that the flow is entirely inward can have up to 33% more relative energy dissipation than the gabion with a height of 10 cm. also, by increasing the diameter of the gabion from 10 cm to 30 cm, relative energy dissipation increases up to 15%.