بررسی آزمایشگاهی تاثیر توامان تعریض و نصب صفحات مستغرق در رودخانه بر نحوه انتقال باربستر

صفحات مستغرق جهت تثبیت بستر رودخانه، حفاظت سواحل رودخانه، کاهش فرسایش در محل قوس رودخانه، برای جلوگیری از ورود رسوبات بار بستر رودخانه به سازه های آبگیری، اصلاح مقطع رودخانه در مجاورت پایه های پل مورد استفاده قرار می گیرند. در پژوهش حاضر با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی با تغییر پارامترهای مختلف مربوط به صفحات مستغرق، نحوه انتقال بار بستر در بخش تعریض شده مجرا مورد بررسی قرار گرفت.

هدف از انجام این پژوهش بررسی تاثیر صفحات مستغرق بر نحوه انتقال بار بستر در مقطع تعریض شده مجرا می باشد. به این منظور بخش میانی فلوم، برای ایجاد مقطع تعریض شده (مقطع آزمایشی) در نظر گرفته شد. از ابتدای فلوم به فاصله 7/0 متر با همان عرض اولیه فلوم به عنوان قسمت آرام کننده جریان در نظر گرفته شد. پس از آن، از دو باکس شیشه ای به طول 4 متر، عرض 075/0 متر برای کاهش عرض فلوم در بالادست مقطع آزمایشی استفاده گردید. سپس طولی برابر 5/1 متر با همان عرض اولیه فلوم به عنوان مقطع آزمایشی در نظر گرفته شد. از انتهای مقطع آزمایشی تا انتهای فلوم آزمایشگاهی شرایط کانال بالادست تکرار گردید. پس از اتمام آزمایش، میزان پیشروی رسوبات در مقطع آزمایشی ثبت می شود. همچنین پس از اتمام آزمایش، مقطع آزمایشی زهکشی شده و با استفاده از دستگاه متر لیزری، در یک شبکه 3×5، الگوی توزیع رسوبات در مقطع آزمایشی برداشت می شود. در این آزمایش ها، ابعاد، زاویه، آرایش و فاصله طولی صفحات مستغرق تغییر و تاثیر آن بر عملکرد صفحات مورد بررسی قرار گرفت.

بررسی تاثیر ابعاد صفحات بر نحوه انتقال بار بستر نشان داد، با افزایش ابعاد صفحات، پارامتر عملکرد صفحات مستغرق نیز افزایش یافته است. به گونه ای که با افزایش طول بی بعد از 19/0 به 38/0 در ارتفاع بی بعد 31/0، عملکرد صفحات مستغرق از 10 به 46 درصد افزایش یافته است. با افزایش نسبت طول بی بعد صفحات مستغرق، فاصله عرضی بین صفحات کاهش می یابد و باعث افزایش شعاع تاثیر جریان های گردابه ای می گردد و این باعث حرکت چرخشی رسوبات پیرامون صفحات مستغرق و عدم تشکیل جبهه رسوبی می گردد. این عمل باعث پراکندگی و انباشتگی رسوبات پیرامون صفحه مستغرق شده و سرعت انتقال بار بستر را کاهش می دهد. برای تعیین عملکرد صفحات در آرایش های مختلف هشت آزمایش انجام شد. پارمتر عملکرد صفحات مستغرق در تمامی آرایش ها بیش از صفر بوده که نشان دهنده کاهش سرعت انتقال بار بستر و همچنین کاهش فاصله پیشروی بار بستر در مقطع آزمایشی نسبت به حالت شاهد است. در آرایش های موازی و زد شکل به دلیل تعداد صفحات بیشتر در ردیف اول و تاثیر جریان های گردابی صفحات بر یکدیگر باعث کاهش سرعت انتقال رسوبات شده است. بطور کلی پارامتر عملکرد صفحات مستغرق برای این سری از آزمایش ها بین 7 تا 25 درصد متغیر می باشد. برای تعیین تاثیر زاویه نصب بر عملکرد صفحات مستغرق، آزمایش ها شامل شش زاویه است. نتایج نشان داد، تمامی زوایای نصب دارای عملکرد مثبت می باشند و صفحات مستغرق تحت زاویه 90 درجه نسبت به جریان نزدیک ش نده، نسبت به سایر زوایای نصب صفحات مستغرق، بیشترین عملکرد را که برابر 23 درصد بود، نشان دادند.

بطور کلی می توان نتیجه گرفت، نصب صفحات مستغرق در مقطع آزمایشی باعث تغییر در سرعت پیشروی رسوبات و تغییر در الگوی توزیع رسوبات شده است. همچنین نتایج نشان داد، افزایش ابعاد صفحات مستغرق، باعث کاهش سرعت انتقال رسوبات و افزایش انباشتگی رسوبات پیرامون صفحات ردیف اول شده است. نتایج مربوط به آرایش ها نشان داد، در آرایش همگرا با زاویه 30 درجه نسبت به جریان نزدیک شونده، صفحات مستغرق بهترین عملکرد خود را نشان دادند. همچنین، آرایش شطرنجی به دلیل فاصله عرضی نسبتا زیاد در ردیف های دوتایی صفحات، دارای عملکرد مطلوبی نیست.