ارزیابی آزمایشگاهی استهلاک انرژی در سازه تلفیقی شیب شکن قائم با گابیون

امروزه استفاده از مصالح سنگی به خصوص گابیون به جهت دسترسی آسان و فراوانی برای ساخت سدهای پاره سنگی، فیلتراسیون و حوضچه های آرامش رو به افزایش است. در این تحقیق ابتدا هیدرولیک جریان عبوری با تلفیق نمودن سازه گابیونی با شیب شکن قایم و سپس تاثیر تخلخل و طول سازه گابیونی بر روی مقادیر استهلاک انرژی بررسی شد. برای دو حالت شیب شکن قایم ساده و گابیونی در مجموع 260 آزمایش شامل دو ارتفاع 15 و 20 سانتی متری شیب شکن، سه تخلخل 40، 45 و 50 درصدی و 8 طول مختلف گابیون با دامنه دبی 150 الی 800 لیتر بر دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد در تمامی مدل های مورد بررسی، با افزایش پارامتر عمق بحرانی نسبی جریان، استهلاک انرژی جریان کاهش و عمق نسبی پایین دست افزایش می یابد. تلفیق سازه گابیونی سبب گردید که استهلاک انرژی جریان و عدد فرود پایین دست به ترتیب افزایش و کاهش یابند. به طور میانگین در تمامی مدل ها استفاده از گابیون %57 استهلاک انرژی جریان را نسبت به شیب شکن قایم ساده افزایش و بازه عدد فرود را از 5.7 -3.8 به 2.5-0.52 کاهش داده است. رژیم جریان عبوری از مدل های فیزیکی شیب شکن قایم گابیونی شامل جریان درون گذر، انتقالی و روگذر می باشد که رژیم جریان درون گذر سهم عمده ای در اتلاف انرژی دارد. برای یک طول نسبی ثابت، با افزایش تخلخل سازه گابیونی حجم آب عبوری از محیط متخلخل و استهلاک انرژی جریان افزایش می یابد در حالی که برای تخلخل ثابت، افزایش طول نسبی سازه گابیونی تاثیر چندانی بر میزان استهلاک انرژی ندارد.