بررسی عوامل تخریب دیواره های انتهایی حوضچه آرامش سدهای بتنی و راهکارهای علاج بخشی آن – مطالعه موردی سد تنظیمی دز

19,900تومان

توضیحات

دانلود و مشاهده قسمتی از متن کامل پایان نامه :

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد علوم و تحقیقات هرمزگان

 

پایان‌نامه کارشناسی ارشد M.Sc.

رشته: عمران

گرایش: سازه‌های هیدرولیکی

 

موضوع:

بررسی عوامل تخریب دیواره های انتهایی حوضچه آرامش سدهای بتنی و راهکارهای علاج بخشی آن – مطالعه موردی سد تنظیمی دز

استاد راهنما:

دکتر نجف هدایت

استاد مشاور:

دکتر حسن کیامنش

 

نگارنده:

………………

سال تحصیلی 1392 -1391

فهرست مطالب

صفحه
عنوان

چکیده 1

مقدمه. 3

1-1 بیان مسئله. 4

1-2 ضرورت انجام تحقیق.. 6

1-3 ساختار تحقیق.. 7

1-4 مروری براصطلاحات کاربردی.. 7

مقدمه فصل دوم. 11

2-1 تحقیقات گروه مهندسی هیدرولیک ارتش آمریکا (UPDATED 2011)-حوضچه آرامش…. 11

2-3 تحقیقات گروه مهندسی هیدرولیک  ارتش آمریکا (UPDATED 2011)-پرش هیدرولیکی.. 21

2-4 تحقیقات سیلوستر (1964)- پرش هیدرولیکی در کانالهای افقی.. 22

2-5  برادلی (1961) – پرش هیدرولیکی در کانال های شیب دار. 25

2-6 تحقیقات ادوارد – بررسی نیروی حرکت آنی و پرش هیدرولیکی در کانالهای باز. 27

2-7 تحقیقات هندرسون (1966) – اتلاف انرژی  در پرش های هیدرولیکی.. 32

2-8 تحقیقات نم و همکاران(2002) – تاثیر لبه سرریزبر آبشستگی پائین دست… 33

2-9 تحقیقات برمن و هاگر (1994) – تاثیر لبه سرریز بر آبشستگی.. 34

2-10 تحقیقات صالح و همکاران(2003) -تاثیر دندانه های پایانی بر ویژگی های آب شکستگی پايين  دست حوضچه های آرامش    34

2-11 تحقیقات اولیوتو و کومونیلو(2009)- پيشرفت آبشستگي محلي پايين دست حوضچه هاي آرامش كم ارتفاع. 39

2-12 تحقیقات حمید تائبی و منوچهر فتحی مقدم (1388)-کنترل آبشستگی در پایاب فرسایش یافته حوضچه آرامش بوسیله سنگچین (مطالعه موردی سد نمرود) 46

2-13 تحقیقات فریبا اشتیاق حسن نژاد و همکاران(1390) -بررسی آزمایشگاهی آبشستگی در پایین  دست سازه آرام کننده جامی مستغرق دندانه دار 47

2-14 تحقیقات وحید فریدنی و همکاران(1390)-برآورد گسترش آبشستگی در پایان پرتابه ها 48

مقدمه فصل سوم. 50

3-1 تئوری تحقیق.. 50

3-1-1 پرش هيدروليكي بعنوان مستهلك كننده انرژي.. 52

3-1-2 حوضچه هاي آرامش(stilling basins) 54

3-1-3 آبشستگی.. 63

3-1-3-1 انواع آبشستگی از نظر پیدایش…. 63

3-1-3-2 انواع آبشستگی از نظر حمل رسوب… 64

3-1-3-3 آبشستگی کلی.. 65

3-2 مواد و روشها 66

3-2-1 معرفی منطقه مورد مطالعه. 67

3-2-2 کنترل حوضچه آرامش سد تنظیمی دز با استفاده از طراحي دستي.. 71

3-2-3 شناخت پارامترهای موثر به كمك آناليز ابعادي.. 78

3-2-4 جزئیات مدلسازی و معرفی مدل نرم افزاری.. 82

3-2-5 دلایل انتخاب نرم افزار FLOW-3D. 84

3-2-5-1 مدل FLOW-3D. 85

3-2-5-2 روش حجم سیال (VOF) 85

3-2-5-3 روش کسر سطح – حجم مانع (FAVOR) 87

3-2-6 معادلات حاکم بر جریان. 88

3-2-7 گام به گام انجام آزمایشات : 90

3-2-7-1 توصیف رسوبات… 90

3-2-7-2 مدل آشفتگی.. 91

3-2-7-3 مش بندی مدل. 92

3-2-7-4 شرایط مرزی مدل. 94

3-2-7-5 نحوۀ استخراج اطلاعات… 95

مقدمه فصل چهارم. 97

4-1 تحلیل و ارزیابی عوامل موثر. 97

4-2 نتایج حاصل از شبیه سازی توسط نرم افزار FLOW-3D. 103

4-2-1 روش بررسی و ارزیابی نتایج حاصله. 103

4-2-2 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل شماره 12. 104

4-2-3 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل شماره 15. 107

4-2-4 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل شماره 17. 108

4-2-5 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل شماره 18. 109

4-2-6 بررسی پروفیل های عرضی گروه مدل های 12-15-17-18. 111

4-2-7 بررسی پروفیل طولی گروه مدل های 12-15-17-18. 113

4-2-8 بررسی سرعت برشی.. 115

4-2-9 بررسی سرعت آستانه حرکت ذرات رسوب… 118

مقدمه فصل پنجم. 121

5-1 نتایج.. 121

5-2 راهکارهای علاج بخشی.. 123

5-3 پیشنهادات: 125

منابع فارسی : 126

منابع غیر فارسی: 129

Abstract. 131

فهرست شکل ها

شکل1-1 تخریب حوضچه آرامش سد تنظیمی دز  ناشی از آبشستگي بستر رودخانه (سیلاب زمستان 1381). 6

شكل 2-1 تعريف طرح براي حوضچه آرامش…. 13

شكل 2-2 طول پرش هيدروليكي در كف افقي.. 15

شكل 2-3 رابطه بين عمق پاياب(yt) و عمق ثانويه (y2 ) 17

شكل 2-4 طبقه بندي شرايط عمق پاياب براي طراحي حفاظت از آبشستگي.. 18

شكل 2-5 ملحقات (موج گيرها يا موج شكن ها يا بلوك هاي كف)در حوضچه آرام. 19

شكل2-6 اجزاي معمول حوضچه هاي آرامش…. 20

شكل 2-7 ابعاد معمول موج گيرهاي اوليه. 20

شكل 2-8 پرش هيدروليكي.. 21

شكل2-9 شكل هاي پرش مرتبط با عدد فرود. 22

شكل 2-10 پرش هيدروليكي در كانالهاي افقي.. 23

شكل2-11 پرش هيدروليكي – كانال افقي مستطيلي.. 24

شكل 2-12 طول پرش براي كانالهاي مستطيلي.. 25

شکل 2-13 اتلاف انرژی نسبی برای شکل های متعدد کانال. 25

شکل 2-14 انواع پرش های هیدرولیکی در کانالهای شیب دار. 26

شكل 2-15 پرش هاي هيدروليكي در كانال رو باز. 27

شكل 2-16 دياگرام معادله اندازه حركت… 29

شكل 2-17 رفتارهاي جريان در پرش هيدروليكي.. 31

شكل 2-18 تاثير نسبت گسترش براي حوضچه بدون دندانه انتهايي.. 38

شكل 2-19 تاثير نسبت گسترش براي حوضچه با دندانه انتهايي.. 38

شكل 2-20 تاثير ارتفاع دندانه انتهايي  براي حوضچه. 39

شكل 2-21 آبشستگي محلي و كلي پايين دست سرريزهاي انحرافي در رودخانه سيني (عكس بالا) و گريك سورو ( عكس پايين ) ،جنوب ايتاليا 40

شکل 3-1 انواع پرش هیدرولیکی.. 53

شکل 3-2 محل تشکیل پرش هیدرولیکی.. 58

شکل 3-3 تعیین ضریب تصحیح C. 60

شکل 3-4 تعیین ضریب کاهش با توجه به نوع جریان. 61

شکل 3-5 انواع شکل دماغه پل و ضرایب مربوطه. 62

شکل3-6 آبشستگی کلی در محل.. 66

شكل3-7 شبكه آبياري دز. 68

شكل 3-8 سد دز. 70

شكل 3-9 سد تنظيمي دز. 71

شكل 3-10 شماي تعريفي آبشستگي پايين دست حوضچه هاي آرامش یکنواخت با دندانه انتهايي.. 79

شکل 3-11 ترسیم نقشه و جزئیات سد تنظیمی دز در نرم افزار اتوکد. 83

شکل 3-12 نمای سه بعدی صلب سازه های هیدرولیکی طراحی شده در نرم افزار اتوکد. 84

شكل 3-13 نمونه ای از مقادیر VOF درنزدیکی سطح آزاد. 86

شكل 3-14 سایز و خصوصیات دانه بندی رسوبات بستر در مدل های 12 و 17. 90

شكل 3-15 درصد ترکیب دانه بندی رسوبات بستر در مدل های 12 و 17. 91

شکل 3-16 تصویر نهایی مش بندی مدل در نرم افزار. 94

شکل 3-17 عکس شرایط مرزی مدل در نرم افزار. 94

شکل 4-1 محل تشکیل پرش هیدرولیکی.. 98

شکل 4-2 طول حوضچه آرامش USBR IV برای اعداد فرود 5/4<   Fr1≥ 5/2. 98

شکل 4-3 ابعاد حوضچه آرامش USBR IV. 99

شکل 4-4 پروفیل عرضی آبشستگی(گروه مدل شماره 12) 105

شکل 4-5 مقطع عرضی آبشستگی در نرم افزارFlow-3D  (گروه مدل شماره 12) 105

شکل 4-6 سه بعدی اجرای مدل و پیدایش آبشستگی در نرم افزارFlow-3D. 106

شکل 4-7 پروفیل عرضی آبشستگی(گروه مدل شماره 15) 107

شکل 4-8 مقطع عرضی آبشستگی در نرم افزارFlow-3D  (گروه مدل شماره 15) 107

شکل 4-9 پروفیل عرضی آبشستگی(گروه مدل شماره 17) 108

شکل 4-10 مقطع عرضی آبشستگی در نرم افزارFlow-3D  (گروه مدل شماره 17) 109

شکل 4-11 پروفیل عرضی آبشستگی(گروه مدل شماره 18) 110

شکل 4-12 مقطع عرضی آبشستگی در نرم افزارFlow-3D  (گروه مدل شماره 18) 110

شکل 4-13 مقاطع عرضی آبشستگی در گروه مدلهای مختلف… 112

شکل 4-14 پروفیل طولی آبشستگی در گروه مدلهای مختلف… 114

شکل 4-15 سرعت برشی در طول بستر رسوبی.. 117

شکل 4-16 مقایسه سرعت آستانه حرکت ذرات رسوبی.. 118

شكل 5-1 سایز و خصوصیات دانه بندی رسوبات بستر در مدل های 15 و 18. 124

شكل 5-2 درصد ترکیب دانه بندی رسوبات بستر در مدل های 15 و 18. 124

فهرست جدول ها

جدول 2-1 دامنه کاربردی عدد فرود برای حوضچه های آرامش…. 11

جدول2-2 بررسی مقایسه ای ابعاد حوضچه های آرامش(سیستم متریک ) 12

جدول 2-3 شرایط آزمایش ومشخصات حفره آبشستگی برای run های با s=0. 43

جدول 3-1جزئیات مش بندی مدل در نرم افزار. 93

جدول4-1 موقعیت دقیق مقاطع عرضی جهت اندازه گیری و ثبت اطلاعات هیدرولیکی.. 104

جدول 4-2 اطلاعات خروجی نرم افزار جهت دستیابی به مقاطع عرضی گروه مدل های 12-15-17-18. 111

جدول4-3 اطلاعات خروجی نرم افزار جهت دستیابی به پروفیل طولی گروه مدل های 12-15-17-18. 113

جدول4-4 سرعت برشی گروه مدل های 12-15-17-18. 115

جدول4-5 مقادیر سرعت آستانه حرکت ذرات رسوبی.. 118

 

 

 

چکیده

مهار رودخانه ها با هر انگیزه ای عموماً توسط سدها و سازه های مشابه انجام مي شود. جريان عبوری از اين سازه ها داراي پتانسيل قابل توجهي براي فرسایش و آبشستگي بسترهای مستعد مي باشد. حوضچه هاي آرامش عمدتا به منظور استهلاک انر‍‍ژي جريان و حفظ امنیت سازه های هیدرولیکی در مقابل نیروهای احتمالی، طراحی و ساخته مي شوند. شدت و الگوی جريان درون این سازه ها مي تواند آبشستگي پائين دست را بطور جدی گسترش دهد. تحقیق حاضر، حاصل یک مطالعه عددی و شبیه سازی سه بعدی بر روند ایجاد آبشستگی بستر در پایین دست حوضچه آرامش سد تنظیمی دز می باشد؛ از این رو در ابتدا با استفاده از تحلیل ابعادی، پارامترهای بدون بعد موثر بر آبشستگی، شناسایی شدند؛ سپس آزمایشاتی تحت زمان های مختلف، بر روی نمایه صلب فلوم سد تنظیمی دز، با شرایط دبی ماکزیمم (دبی طرح)، مصالح غیر یکنواخت بستر (ترکیبی از ماسه و شن ریز و درشت) و با بهره گیری از مدل FLOW-3D صورت گرفت؛ پس از آن اثرات هر یک از پارامترهای موثر نظیر، پارامترهای جریان، مشخصه ذرات بستر، سرعت آستانه حرکت ذرات، هندسه نمایه صلب حوضچه آرامش و نقش توسعه زمان بر تداوم آبشستگی و پروفیل تغییرات بستر استخراج گردید. اهم نتایج به دست آمده نشان میدهد؛ که پیدایش بیشترین آبشستگی زمانی رخ می دهد که الگوهاي جريان نامتقارن بر مدل غالب گردیده و مصالح بستر مطابق با شرایط پایاب و سرعت آستانه حرکت ذرات، تعیین نشده باشند.

كلمات كليدي: آبشستگی، نمایه صلب، سرعت آستانه حرکت، بستر غیر یکنواخت، سد تنظیمی دز.

 

 

مقدمه

فرسایش[1] در علم مکانیک سیالات عبارتست از ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺷﻜﻞ و ﺟﺎﺑﺠﺎﻳﻲ ﻛﻪ ﺳﻴﺎل ﻧﺎﺷﻲ از ﺣﺮﻛﺖ ﺧـﻮد ﺑﺮ روي ﺳﻄﻮﺣﻲ ﻛﻪ در ﻣﺠﺎورت آﻧﻬﺎ ﺣﺮﻛﺖ ﻣﻲ‌ﻛﻨﺪ، اﻳﺠﺎد ﻣﻲ‌ﻧﻤﺎﻳﺪ. ﺑﻌﻨﻮان ﻣﺜﺎل ﺣﺮﻛﺖ ﺳـﻴﺎل ﻫـﻮا در ﻗﺎﻟﺐ ﺑﺎد در ﺻﺤﺮا ﻛﻪ ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻓﺮﺳﺎﻳﺶ ﺷﻦ‌ﻫﺎي روان و ایجاد تغییر شکل و جا به جایی در آنها می‌گردد. به طور اخص در علم هیدرولیک که سیال مورد بحث آب می‌باشد، فرسایش از اهمیت خاصی برخوردار بوده و ﺑﻪ آن ﭘﺪﻳﺪه آﺑﺸﺴﺘﮕﻲ[2]ﮔﻔﺘﻪ ﻣﻲ‌ﺷﻮد. اﻳﻦ اﻫﻤﻴﺖ از آﻧﺠﺎ ﻧﺸﺄت ﻣﻲ‌ﮔﻴﺮد ﻛﻪ زﻧﺪﮔﻲ ﺑﺸﺮ در ﻃﻮل ﺗﺎرﻳﺦ در ﻛﻨﺎر رودﺧﺎﻧﻪ‌ﻫﺎ و ﺳﻮاﺣﻞ ﺷﻜﻞ ﮔﺮﻓﺘﻪ و اﻳﻦ ﺧﻮد ﺑـﻪ ﻣﻌﻨـﻲ روﻳـﺎروﻳﻲ داﺋـﻢ اﻧـﺴﺎن ﺑـﺎ ﻋﻮارض اﻳﻦ ﭘﺪﻳﺪه ﻣﻲ‌ﺑﺎﺷﺪ.

سازه‌هایی که انسان برای ارتقا و رفاه حال جامعه بشری در کنار سواحل و رودخانه‌ها یا در مجاورت آنها احداث کرده است همواره در معرض آسیب و انهدام قرار دارند. همین امر سبب انگیزه‌ برای شناخت قوانین حاکم برعلم سیالات و شناخت هیدرولیک جریان گردیده است. به خصوص این نگاه در 100 سال اخیر علمی‌تر گشته و محققین را بر آن داشته تا با شناخت پارمترهای موثر و میزان تاثیر هر کدام از آنها، در پی ایجاد راهکارهایی مناسب جهت کاهش این پدیده برآیند (پارس‌مهر، 1390).

يکي از مهمترين عوامل تخريب  سازه های هیدرولیکی، آبشستگي اطراف آنها مي باشد . لذا به منظور جلوگيري و کاهش اثرات آن، شناخت مکانيزم آن لازم و ضروري مي باشد. مواد بستر رودخانه ها فرسايش پذيرهستند، اما شدت اين فرسايش به زمان بستگي دار د . بطوريکه بستر رودخانه هاي پوشيده از گرانيت سالهاي زيادي طول مي کشد تا فرسايش يابد، در حاليکه رودخانه هايي با بستر ماسه اي در فاصله  زماني بسيار کوتاه حداکثر عمق آبشستگي را دارا مي باشد . علاوه برساختار زمين و رودخانه ها که  يکي از عوامل مهم در فرسايش است، عوامل هيدروليکي نيز نقش بسزايي در وقوع اين پديده ايفا مي کنند .

حوضچه های آرامش به عنوان عضو سازه ایی مورد نیاز در پائین دست سدها و در جهت استهلاک نیروهای جنبشی مخرب طراحی و اجرا می شوند. این سازه بالاخص در شرایط سیلابی می تواند نقش موثری در کنترل و مهار جریانهای سیلابی پس از خروج از سد و پیش از ورود به رودخانه ایفا نماید . لذا طراحی و اجرای دقیق این سازه ها به خصوص در بالادست شبکه های آبیاری و زهکشی می تواند مدیریت بهره برداری و نگهداری از این شریانهای حیاتی هیدرولیکی آبیاری را ارتقا بخشد . این امر در پائین دست سد تنظیمی دز و بالادست سد انحرافی دز از اهمیت به سزایی برخوردار است زیرا کنترل و مهار جریانهای مخرب در تنظیم جریانهای مهار شده کانالهای انتقال و توزیع و آبرسانی به موقع به مزارع پائین دست برای کلیه بهره برداران و مدیران این شبکه ها اهمیت دارد .

با توجه به اهمیت تعادل و پایداری این سازه ها هر گونه آبشستگی می تواند راندمان بهره برداری از سازه ها را مختل نماید . لذا مطالعه و بررسی ابعاد گوناگون روند آبشستگی در این مطالعه مد نظر بوده تا از این رهگذر بتوان چالش های موجود در روند بروز و ایجاد این معضل هیدرولیکی کنترل و مدیریت گردد .

سد تنظیمی دز دارای دو حوضچه آرامش به ابعاد و طراحی های  مختلف به منظور مستهلک نمودن انرژی، طراحی شده است که یکی از حوضچه ها جهت آرامش آب رها شده از دریچه ها ی آبیاری و دیگری خاصا جهت دریچه تخلیه رسوبات طراحی شده است که در اثر سیلاب زمستان 1381 در این منطقه  حوضچه ها ی آرامش در پائین دست تخریب و در زیر دیواره های جناحین نیز آبشستگی هایی بوجود آمده است .

علیرغم اهمیت توجه و مطالعه نارسایی ها در فازهای پس از ساخت سازه های آبی عمده ادبیات مهندسی موجود روی چگونگی طراحی متمرکز شده و شکاف عمده ایی در بین ساخت و مشکلات بهره برداری مشهود بوده و با وجود اهمیت مدیریت بهینه بهره برداری تاکنون مقالات و نتایج پژوهشهای اندکی برای بهره برداری کارشناسی موجود است.همچنین با توجه به اینکه آب شستگی های پائین دست حوضچه های آرامش  سد تنظیمی دز به مرور به سمت بالا پیش روی کرده ،باعث شکستگی هایی در حوضچه آرامش و در نهایت به همراه آبشستگی های طرفین تهدیدی برای پایداری سد خواهند شد پس لازم است در دبی های طراحی سازه حوضچه و یا نحوه بهره برداری از دریچه ها تجدید نظر شود ، لذا از نقطه نظر نظری لزوم یک پژوهش که بتواند یک چهارچوب تحلیلی مناسبی برای استفاده کارشناسان و مهندسان باشد احساس می شود ،بنابراین با استفاده از داده های موجود و دسترسی به مسئله تحقیق در سد تنظیمی دز هدف ارائه تحلیل جامع و فراگیر و تا حدودی کاربردی با پشتوانه تئوریک به منظور ارتقاء شیوه های کارشناسی در تقویت مدیریت سخت افزاری این سازه ها  که منجر به نتایجی چون بهره وری بهینه از امکانات موجود و برون رفت از و ضعیت موجود با هدف سوق به وضعیت مطلوب  می باشد .

مطالعه حاضر بر اساس بکارگیری داده های موجود سازمان آب و برق خوزستان بعلاوه مشاهدات میدانی پژوهشگر بوده که در قالب تحلیلی برنامهFLOW 3D  تفسیر و مورد بحث قرار می گیرد .

1-1 بیان مسئله

حوضچه های آرامش به عنوان عضو سازه ایی مورد نیاز در پائین دست سدها و در جهت استهلاک نیروهای جنبشی مخرب طراحی و اجرا می شوند. این سازه بالاخص در شرایط سیلابی می تواند نقش موثری در کنترل و مهار جریانهای سیلابی پس از خروج از سد و پیش از ورود به رودخانه ایفا نماید. لذا طراحی و اجرای دقیق این سازه ها به خصوص در بالادست شبکه های آبیاری و زهکشی می تواند مدیریت بهره برداری و نگهداری از این شریانهای حیاتی هیدرولیکی آبیاری را ارتقا بخشد . این امر در پائین دست سد تنظیمی دز و بالادست سد انحرافی دز از اهمیت به سزایی برخوردار است زیرا کنترل و مهار جریانهای مخرب در تنظیم جریانهای مهار شده کانالهای انتقال و توزیع و آبرسانی به موقع به مزارع پائین دست برای کلیه بهره برداران و مدیران این شبکه ها اهمیت دارد .

با توجه به اهمیت تعادل و پایداری این سازه ها هر گونه آبشستگی می تواند راندمان بهره برداری از سازه ها را مختل نماید . لذا مطالعه و بررسی ابعاد گوناگون روند آبشستگی در این مطالعه مد نظر بوده تا از این رهگذر بتوان چالش های موجود در روند بروز و ایجاد این معضل هیدرولیکی کنترل و مدیریت گردد .

سد تنظیمی دز در حوضه جغرافیایی استان خوزستان، شهرستان دزفول دارای دو حوضچه آرامش به ابعاد و طراحی های  مختلف به منظور مستهلک نمودن انرژی، طراحی شده است که یکی از حوضچه ها جهت آرامش آب رها شده از دریچه ها ی آبیاری و دیگری خاصا جهت دریچه تخلیه رسوبات طراحی شده است که در اثر سیلاب زمستان 1381 در این منطقه حوضچه ها ی آرامش در پائین دست تخریب و در زیر دیواره های جناحین نیز آبشستگی هایی بوجود آمده است .

تحقيقات بسياري در زمينه آبشستگي موضعي بستر در اثر جريان عبوري انجام و نتايج قابل توجهي نيز حاصل شده است. از آنجا که موضوع آبشستگی به دلیل کثرت عواملی كه بر آن تاثيرگذار هستند، دارای پیچیدگی بوده بيشتر مطالعات به صورت آزمايشگاهي انجام یافته است. لذا در این تحقیق سعی می شود تا نتایج حاصل از شبیه سازی عددی توسط مدل نرم افزاری سه بعدی جریان Flow-3D، با بررسی های میدانی و محاسبات دستی، ارزیابی مهندسی گردیده تا ضمن شناخت کامل دلایل وقوع مسئله، توان مدل عددی در این زمینه نیز آزموده شود و در شرایط مشابه از این نوع مدل به جای مدل آزمایشگاهی استفاده شود.

نرم افزارFlow-3D معادلات حاکم بر سیال را با استفاده از تقریبات حجم محدود حل می کند. همچنین محیط جریان به شبکه‌ای با سلول‌های مستطیلی ثابت تقسیم شده که برای هر سلول مقادیر میانگین کمیت‌های وابسته وجود دارد. بخش آبشستگی Flow-3D از بقاء جرم و معادله‌ی انتقال-پخش استفاده می نماید تا انتقال رسوب را پیش بینی نماید.

شکل1-1 تخریب حوضچه آرامش سد تنظیمی دز  ناشی از آبشستگي بستر رودخانه (سیلاب زمستان 1381).

1-2 ضرورت انجام تحقیق

علیرغم اهمیت توجه و مطالعه نارسایی ها در فازهای پس از ساخت سازه های آبی عمده ادبیات مهندسی موجود روی چگونگی طراحی متمرکز شده و شکاف عمده ایی در بین ساخت و مشکلات بهره برداری مشهود بوده و با وجود اهمیت مدیریت بهینه بهره برداری تاکنون مقالات و نتایج پژوهشهای اندکی برای بهره برداری کارشناسی موجود است.همچنین با توجه به اینکه آب شستگی های پائین دست حوضچه های آرامش  سد تنظیمی دز به مرور به سمت بالا پیش روی کرده ،باعث شکستگی هایی در حوضچه آرامش و در نهایت به همراه آبشستگی های طرفین تهدیدی برای پایداری سد خواهند شد پس لازم است در دبی های طراحی سازه حوضچه و یا نحوه بهره برداری از دریچه ها تجدید نظر شود ، لذا از نقطه نظر نظری لزوم یک پژوهش که بتواند یک چهارچوب تحلیلی مناسبی برای استفاده کارشناسان و مهندسان باشد احساس می شود ،بنابراین با استفاده از داده های موجود و دسترسی به مسئله تحقیق در سد تنظیمی دز هدف ارائه تحلیل جامع و فراگیر و تا حدودی کاربردی با پشتوانه تئوریک به منظور ارتقاء شیوه های کارشناسی در تقویت مدیریت سخت افزاری این سازه ها  که منجر به نتایجی چون بهره وری بهینه از امکانات موجود و برون رفت از و ضعیت موجود با هدف سوق به وضعیت مطلوب  می باشد .

1-3 ساختار تحقیق

پژوهش حاضر در پنج فصل و به ترتیب زیر شکل گرفته است:

  • مقدمه و اهداف تحقیق،
  • پیشینه تحقیق،
  • مواد و روش ها‌،
  • بحث و نتایج،
  • نتیجه‌گیری و پیشنهادات.

در فصل اول (فصل حاضر) اهمیت بررسی مسئله تخریب حوضچه های آرامش و سازه های هیدرولیکی پایین دست، تحت تاثیر آبشستگی بستر و نقش فرسایش زودهنگام مصالح در تشدید آن و همچنین اهداف مورد نظر در این تحقیق عنوان گردیده است. فصل دوم به ارائه جزئیات چندین مطالعه مهم در خصوص پرش هیدرولیکی و پدیده آبشستگی می پردازد. در فصل سوم با عنوان مواد و روش‌ها ضمن بررسی مباحث نظری و تئوری مکانیزم پدیده آبشستگی، به بررسی معادلات حاکم بر جریان به معرفی مدل‌های آشفتگی معمول در شبیه‌سازی‌های هیدرولیکی پرداخته می‌شود. در ادامه مدل‌های مورد استفاده در شبیه‌سازی عددی آبشستگی معرفی و در مورد مدل عددی سه بعدی FLOW-3D که مدل منتخب و مورد استفاده در این تحقیق است، به تفصیل بحث می‌شود. سپس به طور اجمالی به معرفی منطقه مورد مطالعه و ارائه جزئیات مدل سازی، شناخت مدل عددی و چگونگی انجام آزمایشات پرداخته خواهد شد. فصل چهارم تحقیق حاضر، فصل بحث و نتایج می‌باشد که در آن نتایج دستی و خروجی های نرم افزار شبیه ساز و همچنین مقایسه نتایج حاصل از مدل عددی FLOW-3D با نتایج مشاهداتی حاصل از مطالعات میدانی در قالب جداول و نمودار‌های مربوطه ارائه شده است. سرانجام در فصل پنجم که فصل نتیجه‌گیری و پیشنهادات می‌باشد، کلیه نتایج بدست آمده و راهکارهای علاج بخشی مسئله بطور خلاصه و مفید جمع بندی شده و همچنین پیشنهاداتی برای انجام تحقیقات آتی در این زمینه بیان شده است.

1-4 مروری براصطلاحات کاربردی

  • دینامیک سیالات محاسباتی(CFD): برای تحلیل عددی مدل‌های آزمایشگاهی باید از یک مدل تحلیلی استفاده شود. مدل‌های عددی که جهت حل میدان‌های سیال استفاده می‌شود بهCFD معروف هستند. CFD ابزاری بر اساس روش‌های عددی است که جهت شبیه‌سازی رفتار سیستم‌هایی شامل جریان سیال، انتقال حرارت و دیگر فرآیند‌های وابسته به کار می‌رود. در این روش‌ها معادلات جریان سیال برای منطقه مورد نظر که با شرایط مرزی مشخص شده‌است، حل می‌شود(نجف‌زاده، 1388).
  • روش حجم محدود (VOF): یکی از روش های حل دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) می باشد که در انفصال میدان جریان کاربرد دارد. این روش دارای ظاهر روش تفاضل محدود است ولی بسیاری از ایده­های روش اجزا محدود را به کار می گیرد. روش حجم محدود به علت مستتر بودن خاصیت بقای جرم در آن، در حل میدان جریان سیال نسبت به روش های انفصال ارجح می‌باشد. در این روش ابتدا دامنه موردنظر به تعدادی حجم کنترل انتگرال­گیری شده و معادلات به فرم عددی منفصل می‌گردند. ایده اصلی در این روش انفصال تقریب معادلات دیفرانسیل جزئی در نقاط مجزا نمی باشد، بلکه شرط برقراری اصل بقای جرم به صورت ماکروسکوپی دارای اهمیت است( حیدری، 1381).
  • آبشستگي (Scouring): به فرسایش بستر و کناره آبراهه در اثر عبور جریان آب، به فرسایش بستر در پایین دست سازه های هیدرولیکی به علت شدت جریان زیاد و یا به فرسایش بستر در اثر بوجود آمدن جریان های متلاطم موضعی، آبشستگی گویند( علی حسینی، 1387).
  • پرش هیدرولیکی: پرش يا جهش هيدروليكي، از انواع جريانهاي متغيير سريع است كه در بسياري از كارهاي عملي با آن روبرو بوده و آن عبارت است از تغيير حالت جريان از فوق بحراني به زير بحراني . چنانچه آب در قسمتي از مسير داراي حالت فوق بحراني بوده و بنا به مشخصات و موقعيت خاص كانال بخواهد تغيير حالت دهد،عمق جريان در مسير نسبتا كوتاهي به ميزان قابل ملاحظه اي افزايش يافته و نتيجتا ضمن ايجاد افت انرژي محسوس ، از ميزان سرعت به اندازه قابل توجهي كاسته مي گردد . اين پديده كه يكي از پديده هاي مهم جريان آب در كانالهاي باز بوده و از ابتدا تا انتها ي آن يك تلاطم و پيچش سطحي آب وجود دارد ، به پرش هيدروليكي يا پرش آبي موسوم است، در چنين حالت و به تناسب شدت پرش، آشفتگي هايي در سطح آب ديده مي شود كه بتدريج كه به سمت انتهاي پرش نزديك مي شويم از شدت آنها كاسته شده و متناسبا و به جهت تبديل انرژي به گرما، انرژي آب نيز كاهش مي يابد. علاوه بر آن به جهت اين آشفتگي و تلاطم و در اثر برخورد آب با هوا، مقداري هوا با آب و در قسمتهاي سطحي مخلوط شده كه به سمت پايين دست منتقل و نهايتا به شكل حباب هاي هوا رها مي گردد .
  • عمق آبشستگی: عمق ناشی از فرسایش بستر نسبت به بستر اولیه را عمق آبشستگی می نامند.
  • مدل عددی: مدل عددی به منظور شبیه­سازی و حل میدان جریان به کار می­رود و بر پایه محاسبات عددی بنا شده است. اساس کار آن، حل عددی معادلات دیفرانسیل پاره­ای مربوط به سیستم هایی نظیر جریان سیال، انتقال حرارت و واکنش های شیمیایی می‌باشد. این روش مزایایی از قبیل کاهش اساسی در زمان و قیمت طراحی دارد، به مطالعه و شبیه سازی مسائلی که انجام محاسبات روی آن ها مشکل و غیر­ممکن است یا در شرایط خاص و بحرانی قرار دارند که رسیدن به آن در شرایط آزمایشگاهی غیرممکن است، می­پردازد. با استفاده از مدل عددی می توان اطلاعات کامل و جزئیات دقیق از حل را به دست آورد زیرا قادر به محاسبه تمام کمیت های موردنظر مثل سرعت، دما، چگالی، انرژی و … در هر نقطه از جریان می­باشد( رستمی، 1386).
  • مدل­ آشفتگی: مشخصه اصلی جریان آشفته، نوسانی بودن میدان سرعت آن می­باشد. این نوسانات سرعت باعث به هم ریخته شدن کمیت­های انتقالی مثل مومنتم، انرژی و غلظت (در ترکیبات شیمیایی) می‌شود و در نتیجه این کمیت­های انتقالی نیز مثل سرعت به صورت نوسانی درمی­آیند، چون این نوسانات دارای مقیاس­های (اندازه­های) کوچک و فرکانس­های بالا می­باشند، لذا شبیه­سازی آن­ها به طور مستقیم و با محاسبات کاربردی مهندسی قابل انجام نیست و در عوض باید از میانگین­گیری زمانی در معادلات استفاده نمود و سعی کرد این مقیاس­های کوچک را از معادلات حذف کرد تا بتوان معادلات اصلاح شده­ای داشت که هزینه کمتری برای حل داشته باشند. اما برای بیان این نوسانات در این معادلات اصلاح شده نیاز به تعریف متغیرهای جدیدی خواهد بود. البته می­توان این متغیرهای جدید را با شیوه­ها و روش­های مختلفی تعیین و سپس محاسبه نمود که به این روش­ها، مدل­های آشفتگی گفته می­شود( دهقانی سانیچ، 1387).

مقدمه فصل دوم

از آنجائیکه موضوع پایان نامه، آبشستگی حوضچه آرامش می باشد مطالب مرتبط با موضوع شامل چندین پارامتر از قبیل : حوضچه آرامش ، پرش هیدرولیکی ،آبشستگی می باشد بنابراین تحقیقات داخلی و خارجی انجام شده در قالب پارامتر های فوق مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته که برخی از آنها در اینجا آمده است .

2-1 تحقیقات گروه مهندسی هیدرولیک ارتش آمریکا (UPDATED 2011)-حوضچه آرامش

در کتاب مهندسی هیدرولیک ارتش آمریکاحوضچه های آرامش بعنوان اتلاف کنندگان خارجی انرژی که در خروجی آبرو سر پوشیده سر ریز شوت  قرار دارند معرفی شده اند.این حوضچه های آرامش از طریق برخی اجزاء مانند :بلوک های سر ریز، بلوک های موج گیر ، ولبه ی سر ریز طراحی شده که برای به وجود آوردن شرایط مطلوب پایاب در زمان  پرش هیدرولیکی تعیین می شوند.

بسته به طراحی خاص، حوضچه های آرامش در سطح دامنه ای از اعدادفرو د از 7/1 تا 17 عمل میکنند همان طورکه در جدول2-1خلاصه شده اند:

جدول 2-1 دامنه کاربردی عدد فرود برای حوضچه های آرامش

حوضچه آرامش کمترین عدد فرود اولیه بیشترین عدد فروداولیه
USBR III 4.5 17
USBR IV 2.5 4.5
SAF 1.7 17

انتخاب حوضچه ی آرامش به چندین عامل شامل : محدودیت های هیدرولیکی ، ساخت پذیری ، اندازه ی حوضچه ، و هزینه ها بستگی دارد  . در این متن تلاش شده است که  مقایسه ای بین اندازه ی حوضچه ها و نوع پرش هیدرولیکی ارائه گردد .

جدول 2-2نتایج  بررسی ها را با عدد فرود ، ارتفاع آب در پایاب در انتهای طول حوضچه همراه با طول حوضچه و عمق حوضچه بیان می نماید . در این بررسی، حوضچه ی آرامش SAF منجر به کوتاه ترین و سطحی ترین حوضچه می گردد .

 جدول2-2 بررسی مقایسه ای ابعاد حوضچه های آرامش(سیستم متریک )

نوع حوضچه عدد فرود عمق پایاب طول حوضچه عمق حوضچه
Free jump 7.6 3.1 33.7 4.8
USBR III 6.9 3 20.6 3.8
USBR IV 8 3.5 38.1 5.5
SAF 6.1 2.4 12.4 2.7

جزئیات و مراحل آزمایش طراحی به شرح ذیل می باشد  :

  • آزمایش بر روی یک جعبه به ابعاد 1.8 *3 (متر ) بعنوان آبرو با دبی طراحی 11.8 متر مکعب بر ثانیه که در آن حوضچه دارای پهنای ثابت و معادل پهنای آبرو می باشد انجام پذیرفته است
  • عدد فرود خارج از دامنه توصیف است ، اما برای مقایسه متناسب با  USBR IV در نظر گرفته شده است .
  • ارتفاع آب پایاب بر عمق حوضچه تاثیر می گذارد . سرعت ترک هر یک از این حوضچه ها به ارتفاع آب در پایاب بستگی دارد .

همچنین در این کتاب آمده است که :براساس تحقیقات انجام شده بالا بودن عدد فرود در ورود ی حوضچه ،باعث پرش هیدرولیکی مؤثر تر و حوضچه ی بدست آمده ی کوتاهتر می شود . بنابراین  برای افزایش دادن عدد فرود ، هنگامی که آب از آبروی سر پوشیده به حوضچه جریان پیدا میکند ، می توان در حوضچه آرامش یک فرو رفتگی ایجاد نمود ،همانطور که در شکل 1-1نشان داده شده است .

فرو رفتگی عمق، یا افزایش انرژی پتانسیل، با وجود جریان به انرژی جنبشی تبدیل می شوند. نتیجه این است که عمق کاهش پیدا کرده و سرعت و عدد فرود افزایش پیدا می کنند .

شكل 2-1 تعريف طرح براي حوضچه آرامش

عدد فرو د برای تعیین کردن کار آمدی و ارزیابی متناسب بودن حوضچه های آرامش جایگزین به کار

منابع فارسی :

اشتیاق حسن نژاد ، فریبا؛ فرسادی زاده ، داود؛ حسین زاده دلیر ، علی؛ عباسپور ، اکرم.1384. بررسی آزمایشگاهی آبشستگی در پایین  دست سازه آرام کننده جامی مستغرق دندانه دار

ایگدر،سیاوش؛افروس،علی شیر ؛شریفی ،محمدرضا.بررسی روند رسوبگذاری در بازه رودخانه پشت سد تنظیمی دز با استفاده از نرم افزار  (GSTARS3)

بغدادی ، ح .1390. بررسی عددی آبشستگی موضعی ناشی از جت‌های افقی و مستغرق با مدل Flow 3D .پایان نامه کارشناسی ارشد عمران دانشگاه علوم و تحقیقات تهران.

بیرامی ،محمد کریم .1376.سازه های انتقال آب .دانشگاه صنعتی اصفهان .462

پارسا مهر ،پرستو؛ حین زاده دلیر، علی؛ فرسادی زاده، داود؛ عباسپور،اکرم.1384. تاثیر آب پایه بر طول پرش هیدرولیکی در حوضچه آرامش با شیب معکوس

پایگاه اطلاع رسانی شبکه آبیاری دز (پاشاد ). معرفي شبكه های آبياري تحت پوشش

پارس مهر ، م . 1390 . بررسی تاثیر سری صفحات مستغرق در جلوگیری و کنترل آبشستگی ناشی از تنگ‌شدگی آبراهه . پایان‌نامه کارشناسی ارشد سازه‌های آبی . دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد.

تائبی ،حمید؛ بهروزی راد،رضا؛ ؛ فتحی مقدم ،منوچهر.1388. کنترل آبشستگی در پایاب فرسایش یافته      حوضچه آرامش بوسیله سنگچین (مطالعه موردی سد نمرود).هشتمین کنگره بین المللی عمران.دانشگاه شهید چمران اهواز

سایت روابط عمومی سازمان آب و برق خوزستان.1384.بزرگترین سد تنظیمی کشور

سازمان مدیریت منابع آب ایران، 1385. راهنمای روش‌های آبشستگی موضعی.

شفاعی بجستان ، محمود؛ مرادلو ، جواد؛ تفرج نوروز ، علی ؛ اتحاد ، علیرضا.1384. کنترل و ترمیم آبشستگی پایین دست سدهای انحرافی در شرایط جریان

شفاعي بجستان ، م . 1374 . مروري بر مباني و مکانيزم فرسايش و نظريه هاي مختلف فرسايش سطحي. کارگاه آموزشي- تخصصي کنترل فرسايش در رودخانه ها، انجمن هيدروليک ايران.

شفاعی بجستان، م. 1384. هیدرولیک انتقال رسوب. انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز. ویرایش دوم. چاپ سوم، 470ص.

رستمی، ف. 1386 .مطالعه عددی جریان زیر و فوق بحرانی از دریاچه سد به سرریز تنداب منتهی به حوضچه آرامش پرش هیدرولیکی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده عمران.

ریاحی مدوار ، ح ؛ سامانی ، م ، ج ؛ حقیقی‌پور ، ص . 1385 . تخمین ابعاد حفره آبشستگی پایین‌دست سرریز‌های تنطیم و کنترل با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی . مجموعه مقالات هفتمین سمینار بین المللی ملی مهندسی رودخانه ، دانشگاه شهید چمران اهواز : اهواز .24 تا 26 بهمن.

ریاحی مدوار ، ح ؛ ایوب‌زاده ، س ، ع ؛ خاشعی ، ع . 1386 . پیش‌بینی ابعاد حفره آبشستگی پایین‌دست سرریز‌های تنطیم و کنترل با استفاده ازسیستم استنتاج تطبیقی فازی- عصبی. مجموعه مقالات اولین همایش ملی سد و سازه‌های هیدرولیکی ، انشگاه کرج: کرج ، 23 تا 24 آبان.

حسینی ،سید محمود ؛ابریشمی ،جلیل.1379.هیدرولیک کانالهای باز .دانشگاه امام رضا (ع)مشهد

حبیبی، م. 1388. تحليل آبشستگي در پاياب دراپ قائم بلند با مدل فيزيكي و عددي. هشتمین کنفرانس هیدرولیک ایران، 24الی 26 آذرماه، دانشگاه تهران

صالحی نیشابوری، ع. نصیری صالح، ف.، 1387. مدل‌های آشفتگی و کاربرد آن‌ها در هیدرولیک. پژوشکده‌ی مهندسی آب دانشگاه تربیت مدرس. چاپ اول.

طباطبایی مجد زاده ، محمدرضا ؛ عطاری ،جلال؛مهبودی،علی .1389.مطالعه آزمایشگاهی کنترل آبشستگی ناشی از جت افقی مستغرق با استفاده از سنگچین.پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران . 14 تا 16 اردیبهشت دانشگاه فردوسی مشهد

علی حسینی، پ. 1387 .مطالعه و بررسی آبشستگی موضعی ناشی از جت های افقی مستغرق با استفاده از مدل آزمایشگاهی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، پردیس ابوریحان، گروه مهندسی آبیاری و زهکشی.

فصلنامه دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي . 1379 . فصلنامه آبانگان ، ويژه‌نامه مهندسي رودخانه.

قاسم زاده، ف. 1392. شبیه سازی مسایل هیدرولیکی در فلوتری دی. انتشارات نوآور. چاپ اول.

قرباني ، ب ؛ حيدرپور، م . 1384 . کنترل و کاهش آبشستگي موضعي با استفاده همزمان از شکاف و سنگچين . گزارش طرح تحقيقاتي بين دانشگاهي ، دانشكده كشاورزي، دانشگاه شهركرد و دانشگاه صنعتي اصفهان.

كمائي رستمي، عليرضا؛ فتحي مقدم، منوچهر؛ صفرپور، مجتبي ؛ بهروزيراد، رضا. تاثير دبي و عمق آب پاييندست حوضچه آرامش سرريز سد نمرود بر فشار ديناميكي كف حوضچه با استفاده از مدل فيزيكي

كمائي رستمي، عليرضا؛ فتحي مقدم، مجتبي ؛ بهروزيراد، رضا بررسي عملكرد حوضچه آرامش تيپ دو(USBR) در دبي هاي متفاوت بر اساس مدل فيزيكي مطالعه موردي سد مخزني نمرود

مسعودیان،م. (1374). پیش بینی آبشستگی ناشی از جت دیواره ای. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف.

موحد،علی؛ زاده دباغ، نسيم .1388. ارزيابي توان اكولوژيك محدودة رودخانه دز حد فاصل سد تنظيمي تا بند قير براي طبيعت گردي

نجفی ،جواد؛قدسیان،مسعود.1382.بررسی آزمایشگاهی ابعاد حفره آبشستگی پایین دست کالورت لوله ای

ناصحی، م. (1386). پروفیل آبشستگی در پایین دست آبشارهای قائم. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه ارومیه، دانشکده کشاورزی.

وزارت نيرو . 1388 . راهنماي روش‌هاي مهار رسوب در رودخانه . نشريه شماره 350.

وزارت نیرو .مرداد 1380.راهنمای تعیین آبشستگی در سازه های مهم هیدرولیکی . نشریه شماره 136-ن

وزارت نیرو.آذرماه 1389.راهنمای روشهای محاسبه آبشستگی موضعی. نشریه شماره 318-الف

منابع غیر فارسی:

Ali K.H.M , Karim O . 2002 . Simulatio of flow around pier . journal Of  Hydraulic Research, IAHR, Vol. 40(2), pp. 161-174.

Azamathulla H.M , Ghani A.A , Azazi Zakaria N . 2007 . ANFIS-based approach to predicting scour location of spillway . Proceedings of the Institution of Civil Engineers Water Management,162: 399–407.

Azamathulla H. M , Ghang C.K , Zakaria A.N , Guven A , Ariffin J , Abu Hasan Z . 2009 . An anfis based approach for predicting the bed load for moderately sized river. Journal of Hydro-environment Research.3 pp. 35-44

Breusers H.N.C., Nicollet G , shen H.W . 1977. Local scour aroudcylindricalpiers . Journal of Hydraulic Research, IAHR, 15(3),pp.211-252.

Breusers H.N.C., Raudkivi A.J . 1991 . Scouring hydraulic structure designe manual . IAHR, Balkema , Rotterdam , Vol2.

Bradley. 1961. Hydraulic Jump In Sloping Channels

Bremen , Hager. 1994. Effect of end sill on scour

Edward j.Hickin.The momentum equation and the hydraulic jump.River Hydraulics Channel Form.

Graf W.H , Istiarto I . 2001 . Flow pattern in the scour hold around a Cylinder . Journal of hydraulic Reaserch , Vol. 40, no .1, pp.13-20.

Hjorth, P . 1975 . Studies on the Nature of Local Scour . Bulletin Series A, No.46, Institutionen for tekniskvattenresurslara , Lund , Sweden.

Hughes,S.A., (1995),  ‘physical modeling and laboratory  techniques in coastal Engineering’, World scientific publishing co. pte. Ltd.pp. 568, Singapore.

Joens J.S , Kilgore R.T , Misitichelli M.P . 1992 . Effect of footing location on bridge pier scour . Journal of Hydraulic Engineering , ASCE, Vol. 118, No.2, PP 280-290.

Karim, O.A. and Ali, K.H.M. (2000). “Prediction of patterns in local scour holes caused by turbulent water jets”, J. Hydraulic Res., Vol.38, No.4, PP. 279-288.

Keshavarzi A , Gazni R , Homayoon H . 2012 . Case study: Prediction of scouring around an arch-shaped bed sill using Neuro-Fuzzy model . Journal of Hydraulic Engineering , ASCE, Vol.132, No.5, PP. 440-449.

Kirkil G , Constantinescu  S.G , Ettema R . 2008 . Coherent structures in the flow field around a circular cylinder with scour hole . journal of hydraulic engineering ASCE .

Melville B.W . 1997 . Pier and Abutment Scour: Integrated Approach . Journal of Hydraulic Engineering , ASCE , Vol. 123, No. 2, PP 125-136.

Melville B.W , Colema S.E . 2002 . Bridge Scour . Water Resources Publications LLC , Colorado, USA.

Negm et al.2002. Effect of end sill on scour

Oliveto G, Comuniello V.2009. LOCAL SCOUR PROGRESS DOWNSTREAM OF LOW-HEAD STILLING BASINS.Department of Environmental Engineering and Physics, University of Basilicata, Potenza, Italy.

Pro Thandaveswara B.S.2010.Sequent Depth Tail Water Relationship – Stilling Basin

Raudkivi A.J , Ettema R . 1983 . Effect of sediment gradation on clear-water scour . Journal of Hydraulics Division, Vo1.103, No.HY10, PP 1209-1212.

Sumer B M , Rouland.A., Fredsoe, J. and Michelesen. J., 2002 . The mechnics of  scour in the marine environment . World Scientific Publication Co.  Pte. Ltd., Advanced Series on Ocean Engineering . Vol17.

Saleh O.K, Negm A.M.2003. Effect of end sill on scour characteristics downstream of sudden expanding stilling basins.Proc.of 6th.Int.River Engineering Conf.,28-30 Jan 2003,Shahid-Chamran Univ.,Ahvaz,Iran.

Sylvester. 1964. Hydraulic Jump In Horizontal Channels

U.S Department of transportation Federal Highway Administration(Chapter 6: Hydraulic Jump, Chapter 8: Stilling Basins ).Updated 2011. Hydraulic Design of Energy Dissipators for Culverts and Channels.Hydraulic Engineering Circular Number 14,Third Edition

Investigating causes of deterioration of stilling basin`s wall in concrete dams and rectification methods.a case study of the DEZ regulating dam                                                                                              

 

Abstract:

Generally,harnessing of  rivers with any stimulus performed by dams and similar structures.The passing flow of these structures has a significant  potential for erosion and scour of susceptible bed loads.stilling basins mainly designed  and built for depreciation of flow energy and maintaining the safety of hydrolic structures against contingency powers. Intensity and flow model inside these structures can seriously expand downstream scour.current  research is as a result of a numerical and stimulation 3D study on bed load scour development process at downstream of Dez regulating dam stilling basin; thus , first,by using theoretical background ,the parameters without any effective dimension on scour were recognized,then experiments under different times on STL flum of Dez regulating dam via maximum discharge conditions (discharge plan ),bed load non-uniform materials (composits of gravel , fine and coarse)and by utilization of  Flow-3D model carried out.after that , effects of each effective parameters such as flow parameter,characteristics of bed load particles,threshold of particles motion, STL geometry of stilling basin and role of development of  time on continuity of scour and bed load changes profile was extracted . The main results showed that foundation of most scour occurred when asymmetric flow samples have been dominant on model and bed load materials were not determind in accordance with tailwater conditions and threshold of particle motion .

 

 

Key words: Scour, Solid model, Threshold of motion, Non-uniform bed load, Dez regulating dam.

Tesis Advisor: Najaf hedayat  Ph.D

Consulting Advisor: Hassan kiamanesh  Ph.D

By: Shirin Mokhtari

ISLAMic AZAD UNIVERSLTY

Hormozgan

Department of Civill

Department of Science of Education

Thesis((Sc .M ))

Trend:Hydraulic structures

SubJect:

Investigating causes of deterioration of stilling basin`s wall in concrete dams and rectification methods.a case study of the DEZ regulating dam                                                                                              

Supervisor:

Najaf hedayat Ph.D.

Advisor:

Hassan kiamanesh Ph.D.

By:

………………

February 2014

1- Erosion

2- Scour

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “بررسی عوامل تخریب دیواره های انتهایی حوضچه آرامش سدهای بتنی و راهکارهای علاج بخشی آن – مطالعه موردی سد تنظیمی دز”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

6 + 1 =