مطالعه آزمایشگاهی اثر آبشکن T شکل نامتقارن در کاهش آبشستگی تکیه گاه پل

پل ها از جمله پرکاربردترین سازه های رودخانه ای هستند که از دیرباز مورد استفاده بوده اند و همه ساله در اثر بروز سیلاب در رودخانه ها، تعداد زیادی از پل ها تخریب می گردند. وقوع آبشستگی در اطراف تکیه گاه پل ها یکی از دلایل تخریب آن-ها می باشد. روش های مهار و جلوگیری از آبشستگی بر اساس مطالعه های انجام شده برروی مکانیزم آبشستگی بنیاد گذاشته شده است. چنانچه معیارهای طراحی و اجرای سازه های کنترل آبشستگی بدرستی رعایت نشوند تخریب های وسیعی در محل پایه پل ها بوقوع می پیوندد. طراحی صحیح و مدیریت درست سازه های آبشکن فرآیند آبشستگی را کنترل نموده ودرجهت پایداری پل ها عمل خواهدکرد. اثرات دقیق انواع آبشکن بر روی الگوی جریان و حمل رسوب بطور قابل ملاحظه ای متفاوت بوده و به پارامترهای طراحی آبشکن، آرایش آبشکن، هیدرولوژی جریان و میزان رسوب بستگی دارد. در پدیده آبشستگی عوامل مختلفی تاثیرگذار هستند که برای بررسی اثر آنها نیاز به پژوهشهای متعددی است. هدف از این تحقیق مطالعه پارامترهای تاثیر گذار روی حداکثر عمق آبشستگی در محل تکیه گاه پل ها در مقاطع مرکب نامتقارن می باشد.
پژوهش حاضر بر روی فلوم مستطیلی شکل به عرض 1 متر، طول 12 متر و ارتفاع 60 سانتی متر در آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرولیکی دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهرود صورت گرفت در این پژوهش با استفاده از آبشکن T شکل نامتقارن با چهار نسبت تقارن 2/0، 5/0، 2 و 5 برای طول بال (نسبت بال بالادست به بال پایین دست) و در فاصله های 9، 18، 27، 36 و 45 سانتی متر از تکیه گاه، میزان آبشستگی ایجاد شده در دماغه تکیه گاه تحت اثر دبی های 18، 20، 22، 24 و 26 لیتر بر ثانیه مورد مطالعه قرار گرفت.
نتایج حاصله نشان داد با افزایش طول بالادست نسبت به پایین دست (افزایش نسبت تقارن)، حداکثر عمق آبشستگی کاهش و با افزایش فاصله آبشکن از تکیه گاه عمق آبشستگی کاهش می یابد. میزان کاهش عمق آبشستگی با دبی 18 لیتر برثانیه 100 درصد و براساس دبی 26 لیتر برثانیه 70 درصد برآورد گردید. همچنین با افزایش دبی میزان آبشستگی و ابعاد حفره ایجاد شده افزایش یافت. در این پژوهش با بررسی پارامترهای هیدرولیکی موثر بر پدیده نظیر دبی، عمق جریان، سرعت متوسط و پارامترهای مربوط به هندسه آبشکن از جمله طول جان آبشکن، طول بال آبشکن، فاصله از تکیه گاه و آنالیز ابعادی این عوامل، رابطه ای بی بعد بدست آمد و در نهایت معادله جدیدی برای تعیین حداکثر عمق آبشستگی اطراف تکیه گاه ارائه شد.
نتیجه نهایی حاصل از ین پژوهش نشان می دهد که با افزایش فاصله آبشکن از تکیه گاه، میزان تاثیرگذاری آبشکن بر فرسایش تکیه گاه افزایش می یابد و در نتیجه عمق آبشستگی در دماغه تکیه گاه کاهش پیدا می کند.