معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جم‌هور

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. جم‌هوری اسلامی ایران معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جم‌هور موصعی نشریه شماره ۵۴۹ معاونت نظارت راهبردی وزارت نیرو دفتر نظام فنی اجرایی دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا اش 1 ۱۳۹۰ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- ).( رباست جمهوری [ معاون برنامه‌ریزی و نظارت رآهبردی رئیس جم‌هور بسمه تعالی ۱۳/۴ بخشنامه به دستگاه‌های اجرایی, مهندسان مشاور و پیمانکاران ۱۳۹۰/۳/۷ موضوع: راهنمای روش‌های محاسبه آبشستگی موضعی به استناد ماده (۲۳) قانون برنامه و بودجه و ماده (۶) آیین‌نامه استانداردهای اجرایی طرح‌های عمرانی - مصوب سال ۱۳۵۲و در چارچوب نظام فنی و اجرایسی کشور (موضوع تصویبنامه شسماره ۹ ت ۷ مورخ ۱۳۸۵/2/۲۰ هیأت محترم وزیران)» به پیوست نشریه شماره ۵۴۹ دفتر نظام فنی اجرایی» با عنوان «راهنمای روش‌های محاسبه آبشستگی موضعی» از نوع گروه سوم ابلاغ می‌شود. دستگاه‌های اجرایی مهندسان مشاور پیمانکاران و عوامل دیگر می‌توانند از این نشریه به عنوان راهنماً استفاده کنند و در صورتی که روش‌هاء دستورالعمل‌ها و راهنمای بهتری در اختیار داشته باشند. با ارسال نسخه‌ای از آن به دفتر نظام فنی اجرایی رعایت مفاد این بخشنامه الزامی نیست. 7140091 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- اصلاح مدارک فنی به تهیه این نشریه نموده و آن را برای استفاده به جامعه مهندسی کشور عرضه نموده است. با وجود تلاش فراوان» این اثر مصون از ایرادهایی نظیر غلط‌های مفهومی, فنی» ابهامء ایهام و اشکالات موضوعی نیست. از این‌رو» از شما خواننده گرامی صمیمانه تفاضا دارد در صورت مشاهده هرگونه ایراد و اشکال فنی مراتب را به صورت زیر گزارس فرمایید: (- تسماره بند و صفحه موضوع مورد نظر را مشخ ص کنید. ۳- ایراد مورد نظر را به صورت خلاصه بیان دارید. ۳- در صورت امکان مت ن اصلاح نسده را برای جایگزینی ارسال نمایید. ۴- نشانی خود را برای تماس احتمالی ذکر فرمایید. کارشناسان این دفتر نظرهای دریافتی را به دقت مطالعه نموده و اقدام مقتضی را معمول خواهند داشت. نضسانی برای مکاتیه : تهران میدان بهارستان»ء خیابان صفی علی‌شاه - مرکز تلفن ۳۳۲۷۱ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهورء دفتر نظام فنی اجرایی /۵۲ ۵ ۲۱۵://۱۵ :۷۵ 1۱33333333 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- بسمه تعالی یکی از مهم‌ترین عوامل آسیب و خرابی سازه‌های هیدرولیکی» وقوع آبشستگی موضعی است. نظر به این که طراحی مطمئن و اقتصادی سازه‌های هیدرولیکی که در مسیر جریان قرار دارند مستلزم تخمین مناسبی از حداکثر عمق آبشستگی است.ء لذا تهیه با توجه به اهمیت مبحث فوق, امور آب وزارت نیرو در قالب طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشورء تهیه نشریه " راهنمای روش‌های محاسبه آبشستگی موضعی " را با هماهنگی دفتر نظام فنی اجرایی معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور در دستور کار قرار داد و پس از تهیه» آن‌را برای تایید و ابلاغ به عوامل ذینفع نظام فنی اجرایی کشور به معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور (دفتر نظام فنی اجرایی) ارسال نمود که پس از بررسی» بر اساس ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه و آیین‌نامه استانداردهای اجرایی مصوب هیات محترم وزیران و طبق نظام فنی اجرایی کشور (مصوب شماره ۹ت ۹۷ هد مورخ ۱۳۸۵/۴/۲۰ هیات محترم وزیران) تصویب و ابلاغ گردید. بدین وسیله معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور از تلاش و جدیت کارشناسان محترم دفتر نظام فنی اجرایی و نماینده مجری محترم طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور وزارت نیرو» جناب آقای مهندس محمد حاج رسولیها و متخصصان همکار در امر تهیه و نهایی نمودن این نشریه» تشکر و قدردانی می‌نماید و از ایزد منان توفیق روزافزون همه‌ی این بزرگواران را آرزومند می‌باشد. امید است متخصصان و کارشناسان با ابراز نظرات خود درخصوص این نشریه ما را در اصلاحات بعدی یاری فرمایند. معاون نظارت راهبردی ۱۳۹۰ ا -------- صفحهٔ بعد -------- ترکیب اعضای تهیه کننده, کمیته و ناظران تخصصی این راهنما توسط دفتر نظام فنی اجرایی» معاونت نظارت راهبردی» معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهوری با همکاری معاونت پژوهشی دانشگاه تربیت مدرس و همکاری افراد زیر تهیه شده است. اسامی این افراد به ترتیب حروف الفبا به شرح زیر می‌باشد: آقای امیر رضا زراتی دانشگاه صنعتی امیر کبیر دکترای سازه‌های هیدرولیکی آقای امیر احمد دهقانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان دکترای هیدرولیک آقای مسعود قدسیان دانشگاه تربیت مدرس دکترای هیدرولیک آقای حسین منتصری دانشگاه تربیت مدرس دکترای هیدرولیک گروه نظارت که مسوولیت نظارت تخصصی بر تدوین این راهنما را به‌عهده داشته‌اند» به ترتیب حروف الفبا عبارتند از: آقای حسن احمدی شرکت مهندسین مشاور تهران سحاب دکترای هیدرولیک آقای چنگیز فولادی شرکت مهندسین مشاور پیماب دکترای هیدرولیک خانم کیاندخت کباری کارشناس آزاد لیسانس مهندسی راه و ساختمان اعضای کمیته تخصصی مهندسی رودخانه و سواحل طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور که بررسی و تایید راهنمای حاضر را برعهده داشته‌اند به‌ترتیب حروف الفبا عبارتند از: آقای محمود افسوس شرکت مهندسین مشاور سازه‌پردازی ایران فوق‌لیسانس مهندسی هیدرولیک اقای محمد ابراهیم بنی‌حبیب دانشگاه تهران دکترای عمران- مهندسی آب آقای محمدحسن چیتی شرکت ساز آب‌پردازان فوق‌لیسانس مهندسی سازه‌های آبی آقای فریدون خزاعی انجمن شرکت‌های ساختمانی فوق‌لیسانس مهندسی راه و ساختمان خانم نرگس دشتی طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب لیسانس مهندسی آبیاری کشور - وزارت نیرو آقای شکور سلطانی شرکت مدیریت منابع آب ایران دکترای مهندسی آب آقای علی فاخر دانشگاه تهران دکترای عمران آقای حسام فولادفر موسسه تحقیقات آب فوق‌لیسانس مهندسی هیدرولیک آقای جبار وطن فدا وزارت نیرو فوق‌لیسانس مهندسی سازه‌های هیدرولیکی همکاران دفتر نظام فنی اجرایی در هدایت و کنترل پروژه: آقای علیرضا دولتشاهی دفتر نظام فنی اجرایی لیسانس مهندسی کشاورزی خانم فرزانه آقارمضانعلی دفتر نظام فنی اجرایی فوق لیسانس مهندسی صنایع خانم ساناز سرافراز دفتر نظام فنی اجرایی فوق لیسانس مهندسی منابع آب -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان مقدمه فصل اول - انواع آبشستگی ۱-۱- کلیات ۳-۱- مراحل توسعه آپشستگی ۳-۱ انواع آبشستگی ۴-۱- آبشستگی عمومی ۱-۴-۱ پایین افتادگی تراز رودخانه ۲-۴-۱- جابجایی آبراهه ۳-۴-۱- آبشستگی در خم رودخانه‌ها ۴-۴-۱- آبشستگی در محل اتصال آبراهه‌ها ۵-۱- آبشستگی ناشی از تنگ‌شدگی ۶-۱- آبشستگی موضعی ۷-۱- آبشستگی کل ۸-۱- آبشستگی در آب زلال و آب حاوی رسوب ۱۰-۱- آبشستگی دریایی ۱۱-۱- آبشستگی ناشی از قایقرانی فصل دوم - مبانی فرسایش و رسوب در رودخانه ۱-۲- کلیات ۲-۲- انواع رسوبات ۳-۲- خواص فیزیکی رسوبات ۴-۲- توزیع دانه‌بندی رسوبات ۵-۲- پدیده مسلح شدن بستر ۶-۲- بررسی آستانه حرکت ذرات (پایداری و ناپایداری محاری) ۱-۶-۲ روش سرعت بحرانی ۲-۶-۲- روش نیروی بالا برنده ۳-۶-۲- روش تنش برشی بحرانی ۱۱ ۱۱ ۱۲ ۱۲ ۱۲ ۱۲ ۸ ۱۷ ۱۷ ۱۸ ۳۱ ۳۱ ۳۱ اه -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان فصل سوم - داده‌های لازم جهت تخمین عمق آبشستگی ۱-۳- کلیات ۲-۳- بده جریان ۳-۳- هندسه مقطع ۴-۳- تراز سطح آب و عمق جریان ۵-۳- سرعت جریان ۶-۳- مصالح بستر ۷-۳- خصوصیات سازه‌های مورد نظر فصل چهارم - آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ۱-۴- کلیات ۲-۴ الگوی جریان و مکانیزم آبشستگی در اطراف پایه‌های پل ۳-۴- تغییرات زمانی آبشستگی ۴-۴- روابط تخمین حداکثر عمق آبشستگی اطراف پایه‌های پل ۱-۴-۴ روابط تخمین عمق آبشستگی اطراف پایه‌های منفرد ۲-۴-۴- تخمین عمق آبشستگی اطراف پایه‌های پل با هندسه پیجیده ۳-۴-۴- تخمین عمق آبشستگی اطراف گروه پایه‌ها ۴-۴-۴- مثال فصل پنجم - آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها و آبشکن‌ها ۱- ۵- کلیات ۳-۵- الگوی جریان ۱-۲-۵- الگوی جریان در اطراف یک آبشکن یا تکیه‌گاه ۲-۳-۵ الگوی جریان بین دو آبشکن ۳-۵- تغییرات زمانی آبشستگی ۵-۵- مقایسه روابط ارائه شده ۱-۵-۵- مثال فصل ششم - آبشستگی پایین‌دست تثبیت کننده‌های بستر (آستانه) ۱- ۶- کلیات ۳۵ ۳۷ ۳۹ ۳۹ ۳۱ ۳۳ ۳۳ ۳۴ ۳۵ ۳۷ ۳۷ ۴۱ ۴۳۳ ۴۳۳ ۴۶ 1۲ ای ۶۳ ۶۵ ۶۵ ۶۵ ۳۷ ۶۹ ۷۴ ۷۴ ۷۷ ۷۹ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست مطالب عنوان ۳-۶ الگوی جریان ۳-۶- تغییرات زمانی عمق آبشستگی ۴-۶ روابط تخمین حداکثر عمق آبشستگی ۱-۴-۶- مثال فصل هفتم - آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی ۱- ۷- کلیات ۲-۷ الگوی جریان ۱-۲-۷ الگوی جریان در جت‌های ریزشی عمودی ۳-۲۷ الگوی جریان در جت‌های ریزشی مایل ۳-۷- تغییرات زمانی عمق آبشستگی ۴-۷- روابط تخمین ابعاد حفره آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی ۱-۴-۷ روابط آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی عمودی ۲-۴-۷- تخمین آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی مایل ۵-۷- مقایسه روابط ارائه شده ۱-۵-۷- مثال ۱- ۸- کلیات ۳-۸ الگوی جریان در جت‌های افقی ۱-۲-۸- جت مستغرق عمیق ۲-۲-۸ جت مستغرق کم عمق ۳-۸- تغییرات زمانی ابعاد حفره آبشستگی ۱-۳-۸ پایاب کم عمق 5۹۷ :۷ ۳-۳۸ پایاب عمیق ۷70 ۴-۸- تخمین ابعاد حفره آبشستگی ناشی از جت‌های افقی ۱-۴-۸ روابط مربوط به جت‌های دو بعدی ۲-۴-۸ روابط مربوط به جت‌های سه بعدی ۵-۸- مقایسه روابط ارائه شده ۱-۵-۸- مثال 3 ۸۳ ۸۵ ۸۷ ۸٩ ۸٩۹ ۲ ۳ ۹۴ ۹۴ ۹۶ ۱۰۱ ۱۰۳ ۱۵ ۱۰۵ ۱۱۰ ۱۱۲ ۱۱۳ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نهم - آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌های آرامش ۱۱۵ ۱- ۹- کلیات ۱۱۷۷ ۳-۹- الگوی جریان ۱۷ ۱-۲-۹- الگوی جریان پایین‌دست حوضچه‌های آرامش معمولی ۱۷۷ ۲-۲-۹ الگوی جریان پایین‌دست حوضچه‌های آرامش با بازشدگی ناگهانی ۱۸ ۳-۹- تغییرات زمانی آبشستگی ۱۲۳۰ ۴-۹- تخمین حداکثر عمق آبشستگی ۱۳۱ ۱-۴-۹- روابط حداکثر عمق آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌های آرامش معمولی ۱۳۱ ۲-۴-۹ روابط حداکثر عمق آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌های آرامش با بازشدگی ناگهانی با آرایش‌های مختلف آستانه ۱۳۲ ۳-۴-۹- مثال ۱۳۵ منابع و مراجع ۹۱۳۷ شکل ۱-۱- آبشستگی موضعی پایین‌دست برخی ازسازه‌های هیدرولیکی ۵ شکل ۲-۱- مراحل توسعه حفره آبشستگی ۶ شکل ۳-۱- فرسایش جداره و بستر رودخانه در محل قوس یک رودخانه ۸ شکل ۴-۱- فرسایش جداره و بستر رودخانه در اطراف پل در یک رودخانه ۸ شکل ۵-۱- نمایی از آبشستگی جداره خارجی خم رودخانه و جریان ثانویه ۹ شکل ۶-۱- تقاطع دو رودخانه تامپسون و فراسر در آمریکای جنوبی یس شکل ۷-۱- الگوی جریان, رسوب‌گذاری و فرسایش در تقاطع دو رودخانه ی شکل ۸-۱- اجزای آبشستگی ۱ شکل ۱-۲- ضریب دراگ تابعی از رینولدز دره و ضریب شکل ۱۹ شکل ۲-۲- لزجت سینماتیکی آب ۱۹ شکل ۳-۲- منحنی شیلدز ۳۳ شکل ۴-۲- منحنی اصلاح شده شیلدز ۲۳۳ شکل ۱-۲۳- تعاریف شکل و هندسه مقطع رودخانه ۳۲ شکل ۱-۴- الگوی جریان در اطراف یک پایه استوانه‌ای ۳۸ شکل ۲-۴- محل تشکیل گرداب‌های برخاستگی در پشت پایه‌های استوانه‌ای و جهت تشکیل این گرداب‌ها ۳۹ شکل ۳-۴- الگوی سه بعدی جریان اطراف پایه پل ۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست شکل‌ها عنوان شکل ۴-۴- نمودار میزان آبشستگی بر حسب: الف- زمان و ب- سرعت برشی شکل ۵-۴ - اجزای پایه‌های پیچیده شکل ۶-۴- نمودار ضریب 2110161[ بر حسب 111/28016۲ و 80161/] شکل ۷-۴- عرض معادل سر شمع شکل ۸-۴- عرض تصویر شده شمع‌ها برای حالت کلی شکل ۹-۴- ضریب فاصله شمع‌ها شکل ۱۰-۴- ضریب ردیف‌های هم راستا برای حالت خاص شکل ۱۲-۴- نمودار بین تغییر میزان آبشستگی و فاصله‌ی نسبی دو پایه در حالت در امتداد جریان شکل ۱۳-۴- نمودار بین تغییرات میزان آبشستگی و فاصله‌ی نسبی دو پایه در دو حالت عمود بر جریان و با زاویه ۴۵ درجه نسبت به جریان شکل ۱۳-۴- نمودار بین زاویه‌ی برخورد جریان با عمق ابشستگی در دو پایه شکل ۱۵-۴- مربوط به مثال ۲ شکل ۱۶-۴- شکل مربوط به مثال ۳ شکل ۱-۵- انواع تکیه‌گاه‌ها و آبشکن‌ها شکل ۲-۵- الگوی جریان اطراف یک آبشکن شکل ۳-۵- الگوی جریان در اطراف تکیه‌گاه شکل ۴-۵- خط الراس و جدایی جریان در اطراف یک آبشکن منفرد در مسیر مستقیم (پلان) شکل ۵-۵- انواع الگوی جریان چرخشی بین آبشکن‌ها شکل ۱-۶- جریان روی آستانه و آپشستگی پایین‌دست آستانه با تاج کوتاه شکل ۲-۶- جریان روی آستانه و آبشستگی پایین‌دست آستانه با تاج پهن شکل ۵-۶- معرفی پارامترهای آبشستگی پایین‌دست آستانه سنگ‌فرشی شیبدار شکل ۱-۷- نمای کلی از یک جت عمودی شکل ۲-۷- الگوهای جریان و نیمرخ بستر ناشی از آن برای جت عمودی شکل ۳-۷- الگوی جریان جت ریزشی مایل داخل حفره آبشستگی شکل ۴-۷- شکل و خصوصیات یک جت ریزشی مایل شکل ۱-۸- نمای کلی از یک جت مستغرق افقی شکل ۲-۸- مقادیر 2 بر حسب 190 شکل ۳-۸- نمای کلی یک دریجه همراه با کف بند به طول با شکل ۲-۹- الگوی جریان در فرآیند آبشستگی پایین‌دست یک پرش هیدرولیکی ح ۳۲ ۴۷ ۴۸ ۳۹ ۵۱ ۸8[ 1۲ ۳ 1۳ 8۴ ۵۷ ۸۹ ۶۶ ۶۷ ۶۸ ۶۸ ۶۹ ۷۹ ۷۹ ۸۳ ۸۳ ۸٩ ۹۱ ۹۲ ۹۳ ۱۳۵ ۱۹ ۱۹ ۱۱۷ ۱۱۸ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۳-۹- الگوی جریان در حالت بدون آستانه شکل ۴-۹- الگوی جریان در صورت وجود آستانه انتهایی شکل ۵-۹- الگوی جریان در سایر حالات قرارگیری استانه شکل ‎-۶-۹٩‏ نمای آزمایشات فرهودی و اسمیت (۱۹۸۲-۱۹۸۵) شکل ۸-۹- آبشستگی پایین‌دست حوضچه آرامش با بازشدگی ناگهانی و وجود آستانه میانی شکل ۹-۹- آبشستگی در پایین‌دست حوضچه آرامش با بازشدگی ناگهانی و وجود استانه جانبی فهرست جدول‌ها عنوان جدول ۱-۳- ارتباط بین دوره بازگشت سیلاب و عمر مفید سازه با تغییرات ضریب احتمال جدول ۲-۳- فواصل توصیه شده بین مقاطع عرضی برای نقشه‌برداری جدول ۱-۴- ضریب تصحیح برای شکل‌های مختلف نوک پایه در رابطه []5) جدول ۲-۴- ضریب تصحیح برای زوایای مختلف برخورد جریان به پایه ( 62/) در رابطه لأد) جدول ۳-۴- ضریب تصحیح برای شرایط مختلف بستر در رابطه [ا5) جدول ۴-۴- معرفی پارامترهای رابطه ملویل (۲۰۰۰) جدول ۵-۴ - تعدادی از روابط ابشستگی حول پایه پل جدول ۶-۴- مقادیر نسبت عمق آبشستگی گروه پایه به عمق آبشستگی تک پایه جدول ۱-۵- پارامتر 0 برای تکیه‌گاه‌های با دیوار قائم و باله‌ای جدول ۲-۵- ضرایب تصحیح رابطه احمد جدول ۴-۵- برخی از روابط ارائه شده برای حداکثر عمق آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها و آبشکن‌های , جدول ۵-۵- برخی از روابط ارائه شده برای حداکثر عمق ابشستگی اطراف آبشکن‌های باز جدول ۶-۵- ضریب ورگ در رابطه هافمن (۱۹۹۵) جدول ۱-۶- ضریب ۷ جدول ۲-۶- ضرایب تحربی و توان‌ها در معادله ۴-۶ جدول ۱-۷- مقادیر مختلف ضرایب ثابت روابط موجود در گروه اول جدول ۷- ۲- مقادیر۵ 0 2 و [ معادله (۲۰-۷) جدول ۷- ۳- مقادیر 2۵ 0 2 و [ در رابطه (۲۱-۷) ۵ ۱۱۸ ۱۱۹ ۱۱۹ ۱۳۰ ۱۳۳ ۱۲۳۳۴ ۱۳۳۴ ۳۱ ۳۴ ۳۴ ۴۳۴ ۴۶ ۴۳۷ ۴ ۷۱ ۷۲ ۷۳ ۷۳ ۷۴ ۸ ۸۲ ۹۷ ۹۸ ۹۹ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست جدول‌ها عنوان جدول ۴-۷- مقدار حداکثر عمق آبشستگی با استفاده از روابط مختلف جدول ۱-۸- ضریب و توان‌های معادله (۱۴-۸) جدول ۲-۸- ضرایب 2 0 در معادله (۲۴-۸) جدول ۳-۸- مقایسه برخی از روابط ارائه شده جدول ۱-۹- ضرایب 2 و 0 در رابطه ۱۴-۱۰ بر حسب ,]/و۸2 و ۷۷/۲ جدول ۲-۹- مشخصات مربوط به مثال ۱۰۲ ۱۱۰ ۱۱۱ ۱۱۲ ۱۳۵ ۱۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- مدمه ۱ مقدمه بحث آبشستگی هر چند قدمتی طولانی در علم هیدرولیک دارد. لیکن به دلیل شرایط و پیچیدگی‌های خاص آن و همچنین به دلیل نبودن رابطه‌ای مناسب که بتواند پاسخگوی تمامی شرایط باشد» همچنان مورد توجه خاص محققین علم هیدرولیک و مهندسی رودخانه است. سازه‌های هیدرولیکی که به‌صورت مانعی در برابر جریان قرار می‌گیرند. الگوی جریان در نزدیکی خود را تغییر می‌دهند و به‌صورت موضعی باعث آبشستگی در این محدوده می‌شوند. شکل (۱-۱) تعدادی از سازه‌های هیدرولیکی و آبشستگی موضعی اهمیت بررسی پدیده آبشستگی زمانی آشکار می‌گردد که عمق آبشستگی قابل ملاحظه باشد به‌گونه‌ای که این عمق به پی سازه‌های رودخانه‌ای برسد و پایداری این سازه‌ها را در معرض خطر قرار دهد یا موجب تخریب آنها گردد. روشی که معمولا برای تعیین میزان عمق آبشستگی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ به کارگیری روابط تجربی و یا استفاده از مدل‌های فیزیکی می‌باشد. لازم به ذکر است علی‌رغم این که تاکنون مطالعات وسیعی جهت برآورد آبشستگی موضعی اطراف سازه‌های هیدرولیکی مختلف انجام شده استء اما هنوز رابطه‌ای عمومی و جامع برای محاسبه عمق آبشستگی موضعی اطراف هیچ‌کدام از سازه‌های رودخانه‌ای ارائه نشده است. همچنین نظر به این که مبانی تئوری و تجربی روش‌های مختلف بعضا متفاوت بوده است, لذا مقدار آبشستگی موضعی محاسبه شده براساس روش‌های مختلف, الزاما یکسان و یا نزدیک به یکدیگر نمی‌باشد. علاوه بر این اکثر مطالعات در شرایط مختلف آزمایشگاهی روی بستر ماسه‌ای و برای شرایط تعادل آبشستگی آرائه شده است و کاربرد این روابط برای شرایط طبیعی رودخانه عدم اطمینان‌هایی را در برآورد مقدار آبشستگی به همراه دارد. بدیهی است استفاده از یک روش بدون توجه به شرایط حاکم بر آن روش, مناسب نمی‌باشد. معمولا توصیه می‌شود محاسبه عمق آبشستگی با روش‌های مختلف انجام شود و در نهایت براساس قضاوت مهندسی, مقدار آبشستگی موضعی تعیین شود. در بسیاری از موارد نیز می‌توان از مدل‌های فیزیکی برای تخمین عمق آبشستگی کمک گرفت. - هدف هدف عمده این راهنما فراهم آوردن مجموعه‌ای برای بررسی پدیده آبشستگی و ارائه نحوه محاسبه مقدار آبشستگی موضعی اطراف سازه‌های مختلف رودخانه‌ای, می‌باشد. در این راهنما ابتدا آبشستگی, انواع آن و مبانی فرسایش و رسوب و داده‌های لازم برای تخمین عمق آبشستگی معرفی شده» سپس روابطی برای محاسبه عمق آبشستگی اطراف انواع سازه‌های هیدرولیکی ارائه می‌گردد. مهندسین مربوط می‌توانند با پیش‌بینی مقدار عمق آبشستگی موضعی به کمک این روابطء روش مناسبی را برای کاهش با جلوگیری از خسارت‌های ناشی از این پدیده ارائه دهند. - دامنه کاربرد این راهنما با فراهم آوردن امکان تخمین آبشستگی می‌تواند در طراحی» نگهداری سازه‌های هیدرولیکی و طرح‌های تثبیت بستر رودخانه مورد استفاده قرار گیرد. همچنین آبشستگی پایین‌دست جت‌های ریزشی و مستهلک کننده‌های انرژی نیز توسط این راهنما -------- صفحهٔ بعد -------- پوشش داده شده است. این راهنما به‌طور عمده بر روی محیطهای آبرفتی و به‌خصوص آبشستگی ایجاد شده توسط جریان دائمی متمرکز شده است و آبشستگی‌های دریایی یا آبشستگی توسط موج و جزر و مد را در بر نمی‌گیرد. همچنین در این راهنما به موارد - تخمین اوج سیلاب - جزییات و روش‌های تخمین شرایط جریان در سازه‌ها (محاسبات فراأب» روندیابی سیلابء ...) - ساماندهی رودخانه! اگرچه سعی شده است حتی‌الامکان راهنمایی جامع در اختیار مهندسین قرار گیرد. ولی به ناچار بعضی از بخش‌های این راهنما نسبت به دیگر قسمت‌ها شامل جزییات کم‌تری می‌باشد. |- 1۱۷۲ 68 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۱ انواع آبشستگی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - انوا ع آبشستگی ۱-۱- کلیات آبشستگی در حقیقت جابجایی ذرات توسط جریان از محل است نتیجه تغییرات طبیعی جریان در آبراهه یا در نتیجه فعالیت‌های ان اتفاق افتد. به طور کلی آبشستگی در اثر اندرکنش نیروهای زیر حاه ۱ نیروی محرک ناشی از جریان که در راستای جدا کردن ۲- نیروی مقاوم ناشی از اصطکاک ذرات و وزن ذره که در حرکت یک ذره هنگامی آغاز می‌شود که نیروهای اعمال شده شدن دره از بستر می‌شوند.» بر نیروی مقاوم دره غالب اید. خرس الف پایین‌دست دریچه‌ی کشویی ۸/۳ ۸ ۳ ۸/۳ ۳ ۳ ۸/۳ ۸ ۲ ه- پایین‌دست حوضچه‌ی آرامش ری پایین دست سازه‌هاو قرار اولیه آنها به مکان دیگری است. آبشستگی ممکن است : ان مانند ساخت سازه‌ها در مسیر جریان یا برداشت مصالح بد مسل می‌شود: ذره از بستر عمل می‌کند. برابر حرکت دره مقاومت کرده و مانع جدایی دره از بستر می‌شو توسط جریان یعنی نیروی کشسانی و بالابرنده" که باعث + ب- پایین‌دست آبشار عمودی یو چا د- پایین‌دست جریان خروجی از لوله هت رو ی ده کنترل کننده شیب دست برخی ازسازه‌های هیدرولیکی 12۲06 06 ]11 6 ۵ در ر دا 1 2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای رونس‌های محاسبه آبنسستگی موضعی ۲-۹- مراحل توسعه آین بشستگی براساس مطالعاتی که توسط محققینی نظیر بروسرز (۱۹۶۶)» دیتز (۱۹۶۹) و زنک (۱۹۷۸) انجام گرفته است. پدیده آبشستگی به طور کلی دارای چهار مرحله زیر است [۱۶]: - مرحله ابتدایی - مرحله توسعه" - مرحله تثبیت" - مرحله تعادل " مرحله اول ظرفیت آبشستگی بالایی دارد و حفره آبشستگی در این مرحله آغاز می‌شود. در مرحله دوم عمق و ابعاد حفره ابشستگی گسترش می‌یابد. در مرحله سوم روند تغییرات نیمرخ بستر کاهش می‌یاید. در این مرحلهء دیواره پایین‌دست حفره آبشستگی دستخوش تغییرات محسوسی می‌شود. در مرحله چهارم که مرحله تعادل است تنها حرکت ذرات ممکن است درون حفره آبشستگی صورت گیرد به‌طوری‌که ذراتی که حرکت غلطشی دارند از درون حفره آبشستگی خارج نمی‌شوند. در این مرحلهء با توجه به شرایط جریان» ممکن است حتی جابجایی ذرات نیز متوقف شود هر کدام از مراحل آبشستگی در شکل (۲-۱) نشان داده شده است. شکل ۲-۱- مراحل توسعه حفره آبشستگی ۳-۱- انواع آبشستگی آبشستگی از جنبه‌های مختلف به‌صورت زیر تقسیم‌بندی می‌شود: |۱- 11۵[ ۳۵۸۵۵ 2- 10۷۵10۲۵۲ ۵۵۵ 3- 51001117011010 ۵ 4- ۳۵۱۱۱۳۲۱۳۳۱ ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - انوا عآبشستگی ۷ - آبشستگی از نظر علت به‌وجود آمدن آن؛ که شامل آبشستگی عمومی, آبشستگی ناشی از تنگ‌شدگی مقطع و آبشستگی موضعی است. از مجموع این سه آبشستگی, عمق آبشستگی کل به‌دست می‌آید. - آبشستگی از نظر وضعیت حمل رسوبء که شامل آبشستگی در حالت آب زلال و آبشستگی در حالت آب حاوی رسوب همجنین موارد دیگری از انواع آبشستگی مانند آبشستگی دریایی و آبشستگی ناشی از قایقرانی وجود دارد که در این راهنما به آن پرداخته نمی‌شود و فقط به ذکر تعاریف آن بسنده می‌شود. راهنمای حاضر بیش‌تر به محیط‌های رودخانه‌ای مربوط می‌شود. دستورالعمل‌ها و راهنماهای دیگری درباره آپشستگی دریایی» به‌خصوص آپشستگی در سازه‌های دریایی وجود دارد که برای اطلاعات بیش‌تر می‌توان به آنها مراجعه نمود. این نوع آبشستگی زمانی رخ می‌دهد که جریان در بازه‌ای از رودخانه قادر باشد ذرات بستر را در طول مسیر جابجا و با خود حمل کند که باعث کاهش تراز بستر رودخانه در همان بازه می‌شود. آبشستگی عمومی شامل موارد زیر می‌شود[۴۳] : - مهاجرت جانبی رودخانه (جابجایی رودخانه در پلان) - آبشستگی در قوس رودخانه‌ها و پیجانرودها - آبشستگی در محل اتصال رودخانه‌ها و انشعابات پدیده‌های فوق به‌طور مستقیم به مشخصات حوضه آبریز و شکل رودخانه وابسته‌اند. ۱-۴-۱- پایین افتادگی تراز رودخانه پایین افتادگی " بستر رودخانه‌هاء ناشی از فرسایش طولانی مدت در بستر رودخانه‌ها می‌باشد. پایین افتادگی تراز بستر به‌صورت یک پایین افتادگی کلی در بازه‌ای از رودخانه ظاهر می‌شود. این پایین افتادگی سبب می‌شود باز» شیب طولی خود را به منظور تطبیق با نیازهای جریان و بار رسوبی حمل شده توسط جریان» تنظیم نماید. اگر بار رسوبی ورودی به بازه مورد نظرکم‌تر از ظرفیت حمل واقعی در آن بازه باشدء پایین افتادگی بستر از بالادست بازه آغاز می‌شود و به طرف پایین‌دست توسعه می‌یابد. به‌گونه‌ای که شیب طولی کلی بازه را کاهش می‌دهد. اما اگر آبراهه در پایین‌دست بازه مورد بحثء دارای ظرفیت حمل رسوب بیش‌تری باشد. پایین آفتادگی از قسمت پایین‌دست بازه مورد نظر شروع می‌شود و به بالادست پیشروی می‌نماید و موجب افزایش شیب بازه مورد |- 0606۵] 7 2- 10 -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۴-۱- جابجایی آبراهه جابجایی آبراهه ممکن است به طور طبیعی, یا در نتیجه فعالیت‌های بشری اتفاق بیفتد. جابجایی بخشی از آبراهه به‌عنوان قسمتی از فرآیند پیشروی پیجانرود یا جابجایی بخش عمیق آبراهه به سمت جداره‌های آبراههء می‌تواند مشکلاتی را برای رودخانه و سازه‌های هیدرولیکی مربوط به همراه داشته باشد. نمونه‌ای از فرسایش جداره و بستر رودخانه در شکل‌های (۳-۱) و (۴-۱) نشان داده شده است. در بعضی موارد مانند وقوع سیلاب, جابجایی آبراهه ممکن است به سرعت اتفاق افتد. ولی در موارد دیگر ممکن است این امر به‌صورت تدریحی حادث شود. در نظر گرفتن پتانسیل جابجایی آبراهه» بخش مهمی از طراحی سازه‌های مرتبط با رودخانه است. به‌طور کلی اگر پتانسیل جابجایی رودخانه وجود داشته باشد.ء پی‌ها باید براساس جابجایی آتی بستر رودخانه طراحی شوند. همچنین با بررسی احتمال جابجایی بستر رودخانه در آینده» روش‌های حفاظتی و ساماندهی رودخانه می‌تواند جهت جلوگیری یا محدود کردن شکل ۴-۱- فرسایش جداره و بستر رودخانه در اطراف پل در یک رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - انوا عآبشستگی ۹ ۳-۴-۱ آیشستگی در خم رودخانه‌ها! یکی از مشخصه‌های جریان در قوس رودخانه‌هاء وجود جریان‌های حلزونی است که موجب افزایش آبشستگی در ساحل خارجی شده است یک فرآیند پیچیده است و به پارامترهای زیر بستگی دارد: - انحنای خم - نسبت عرض به عمق جریان - خصوصیات جریان - دانه‌بندی مصالح بستر شکل ۵-۱- نمایی از آبشستگی جداره خارجی خم رودخانه و جریان ثانویه [۴۸] ۴-۴-۱- آبشستگی در محل اتصال آبراهه‌ها" نوعی آبشستگی است که در محل تقاطع دو رودخانه یا تقاطع آبراهه‌ها در یک رودخانه شریانی ایجاد می‌شود. ملویل و کلمن (۲۰۰۰) فرآیند آبشستگی در تقاطع آبراهه‌ها را چنین عنوان نمودند: جریان‌های عبوری از دو رودخانه همگرا در محور مرکزی تقاطع با یکدیگر برخورد کرده و به سمت بستر منحرف می‌شوند. این جریان پس از برخورد با بستر با حرکت در جهت پایین‌دست به سمت سطح آب بر می‌گردند [۴۹]. شکل (۶-۱) دو رودخانه تامپسون و فراسر در آمریکای جنوبی و محل تقاطع آنها را نشان می‌دهد. در شکل (۷-۱) چگونگی فرآیند حاصل از برخورد دو جریان و آبشستگی حاصل از آن نشان داده شده است. ۵-۱- آبشستگی ناشی از تنگ‌شدگی ۲ وجود تنگ‌شدگی مقطع در مسیر جریان باعث افزایش سرعت جریان و بالا رفتن قدرت فرسایشی جریان در این محل می‌شود. آبشستگی ایجاد شده در این حالت را آبشستگی ناشی از تنگ‌شدگی می‌گویند. آبشستگی ناشی از تنگ‌شدگی به‌طور معمول نتیجه |- 700 ۳ 2-1 3- ۲0۵۵۲1۲۵ ۳ 4- ۲0۵۲۳۵10۱ -------- صفحهٔ بعد -------- 1۰ محدود کردن عرض رودخ باعث کاهش عرض محرا راهنمای رونس‌های انه می‌باشد. به‌عنوان مثال تکیه‌گاه‌های کناری پل‌ها و پایه‌های پل که در وسط آ شکل ۷-۱- الگوی جریان» رسوب‌گذاری و فرسایش در تقاطع دو رودخانه یی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - انوا عآبشستگی )۱ ۶-۹- آرن بشستگی موضعی ! این نوع آبشستگی ناشی از اثر موضعی سازه بر روی الگوی جریان می‌باشد که به‌صورت موضعی در پایین‌دست و یا اطراف سازه مورد نظر رخ می‌دهد. این نوع آبشستگی ممکن است به تنهایی و یا به همراه آبشستگی‌های دیگر باشد. آبشستگی موضعی بر اثر ایجاد موانعی مانند پایه‌های پل‌هاء تکیه‌گاه‌های کناری و آبشکن‌ها در مسیر جریان و در اطراف این موانع رخ می‌دهد. این موانع می‌توانند سرعت موضعی جریان و آأشفتگی آن را افزایش دهند و بسته به شکل سازه می‌توانند گردابه‌هایی ایجاد نمایند که نیروهای فرسایشی اضافی را بر بستر اطراف سازه اعمال نمایند. در نتیجه, نرخ حرکت رسوب و فرسایش به‌صورت موضعی در حوالی این سازه‌ها افزایش می‌یابد و منجر به پایین رفتن موضعی بستر نسبت به تراز عمومی بستر آبراهه می‌گردد. ۷-۱- آبشستگی کل" عمق آبشستگی کل مرتبط با یک سازه مشخص, از مجموع سه آبشستگی زیر به‌دست می‌آید: - آبشستگی موضعی تراز موضعی بستر حاصل از هر کدام از آبشستگی‌های فوق, به‌عنوان شرایط اولیه برای تخمین قسمت دیگر به کار می‌رود [۴۳]. شکل (۸-۱) نمونه‌ای از سه قسمت آپشستگی کل را نشان می‌دهد. آیشستگی عنسوسی تکبه گاد پل با دیگر سازه های رودخانه ای (بایین افتادگی) شکل ۸-۱- اجزای آبشستگی [۴۸] ۱-1] 7۳ 2- 101۵ ۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای روشس‌های محاسبه آبشستگی موضعی ۸-۱- آبشستگی در آب زلال! و آب حاوی رسوب" آبشستگی در آب زلال در شرایطی اتفاق می‌افتد که مواد بستر در بالادست محدوده آبشستگی در جای خود ثابت باشند و به آستانه حرکت نرسیده باشند. به عبارت دیگر جریان ورودی از بالادست حاوی رسوب نباشد. هنگامی که سرعت جریان افرایش بالادست آغاز می‌شود. در این حالت جریان از بالادست حاوی رسوب است. آبشستگی در آب حاوی رسوب سریع‌تر به مقدار حداکثر می‌رسد. در جریان‌های حاوی رسوب عمق آبشستگی حول یک مقدار میانگین (تعادلی) نوسان می‌نماید. آبشستگی موضعی برای رسوبات یکنواخت در شرایط آب زلال در حالت | > ۷/۷ و در شرایط حمل رسوب در 1 < ۵/۷ و مقدار حداکثر عمق آبشستگی در [< ۵/۷ رخ می‌دهد. در این‌جا ۷ سرعت متوسط جریان و۷ ۹-۱- آبشستگی استاتیکی و دینامیکی رن شستگی ممکن است در اثر ته‌نشینی مصالح معلق شده در حفره رن بشستگی یا ریزش شیب‌های دیواره حفره رن بشستگی اتفاق افتد. در می‌شوند. معمو لا" عمق آبشستگی استاتیکی را عمق حفره در پایان آزمایش در نظر می‌گیرند که پس از نه‌نشینی احتمالی ذرات در حفره آبشستگی به‌جای می‌ماند و عمق آبشستگی دینامیکی» عمقی است که در هنگام انجام آزمایش و قبل از ته‌نشینی رسوبات در حفره آبشستگی وجود دارد. ۱۰-۹- آبشستگی دریایی به طور کلی آبشستگی در محیط‌های دریایی تحت کنترل همان فرآیندهایی است که در آبشستگی محیط‌های رودخانه‌ای وجود دارد و می‌تواند در دسته‌های آبشستگی عمومی و آبشستگی موضعی مورد ملاحظه قرار گیرد. البته در آبشستگی دریایی موضوعات دیگری مانند جریانات جزر و مدی» فرآیندهای ساحلی» اندرکنش جریان‌های جزرو مدی و جریان‌های رسوبی رودخانه‌ای در خورها و نیروهای ناشی از امواج را نیز باید مدنظر قرار داد. قایقرانی و کشتیرانی در رودخانه‌ها نیز می‌تواند موجب آبشستگی شود که دلایل آن عبارتند از: 7۳ ۷/۵10۳ جهعا0 -| ۳ 760 ع1۷] -2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول - انوا عآبشستگی ۱۳ - افزایش موضعی سرعت در اطراف کشتی - جریان‌های ایجاد شده توسط پروانه کشتی - موج‌های سطحی (دنباله‌ای) ایجاد شده توسط کشتی (که اثرهای بیش‌تری را بر سواحل دارد) تاثیرات کشتیرانی بر میزان آبشستگی ممکن است با افزودن سرعت‌های جریان ناشی از کشتیرانی به سرعت جریان در حالت طبیعی (نبودن کشتی) در نظر گرفته شود. در بعضی حالات این تاثیرات به دلیل پریود کوتاه و کم بودن سرعت جریان حاصل از -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۲ مبانی فرسایش و رسوب در رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- قصل دوم - مبانی فرساینس و رسوب در رودخانه ی ۱-۳ کلیات همان گونه که بیان گردید آبشستگی پدیده‌ای است که بر اثر اندرکنش شرایط جریان و حرکت مصالح بسترهای فرسایش‌پذیر صورت می‌گیرد. مصالح بستر ممکن است از نوع غیرچسبنده مانند شن» ماسه و یا مصالح چسبنده مانند رس و لای باشد. به‌طور کلی نرخ آبشستگی در مصالح مختلف متفاوت است. مصالح دانه‌ای و سست توسط جریان آب سریع‌تر فرسایش می‌یابند. درصورتی که مصالح چسبنده مقاومت بیش‌تری در برابر فرسایش از خود نشان می‌دهند. البته آبشستگی نهایی در مصالح چسبنده می‌تواند بیش‌تر از آبشستگی در بسترهای ماسه‌ای باشد[۵۱] . در شرایط ثابت جریان» زمان وقوع حداکثر عمق آبشستگی در بسترهای ماسه‌ای برابر ضریبی از ساعت» در بسترهایی با مصالح چسبنده برابر ضریبی از روز و در بسترهای سنگی و شنی برابر ضریبی از ماه است[۵۱]. اندازه ذرات بستر و نحوه دانه‌بندی آن نیز روی مقدار آبشستگی تاثیر دارد. ابعاد حفره آبشستگی با افزایش اندازه ذرات بستر کاهش می‌یابد. هرچه دانه‌بندی ذرات یکنواخت‌تر باشد.ء ابعاد آپشستگی هم بزرگ‌تر خواهد بود. در رسوبات با دانه‌بندی غیریکنواخت. عمق آبشستگی از آنجه در مصالح یکنواخت وجود دارد معمولا کم‌تر است. در ادامه این فصل, ابتدا به معرفی انواع و خصوصیات رسوبات پرداخته شده» سپس آستانه حرکت مصالح و شکل‌های بستر معرفی می‌شود. ۲-۲ انواع رسوبات معیار رده‌بندی رسوبات شبیه معیار طبقه‌بندی خاک‌هاست و می‌تواند به زیر دسته‌های شن» ماسه» سیلت و رس تقسیم گردد. رسوبات رودخانه‌ای معمولا" به‌صورت مخلوطی از انواع رده‌ها می‌باشد. به‌طور کلی می‌توان رسوبات را به دو دسته رسوبات چسبنده و رسوبات غیرچسینده مانند شن یا ماسه دارای ساختار دانه‌ای هستند و هنگامی که نیروهای اعمالی از طرف جریان (دراگ با لیفت) به ذرات به انداره‌ای باشند که بتوانند بر نیروی مقاوم غلبه نمایندء ذرات شروع به حرکت می‌نمایند. رسوبات ریزدانه که در ترکیب آنها رس (با قطر متوسط ذرات کوچک‌تر از :(2) وجود داشته باشد. در زمره رسوبات چسبنده هستند. در این حالت میزان چسبندگی براساس درصد رس متفاوت خواهد بود. بروسرز و رادکیوی (۱۹۹۱) اظهار داشتند درصورتی که مقدار رس موجود در مصالح بستر برابر۸۱۰/ باشد.ء مصالح از نوع چسبنده خواهند بود. ایشان همجنین اشاره کردند که رسوبات ریزدانه غوطه‌ور می‌توانند در اثر عمل بیولوژیکی مانند رشد جلبک‌ها به‌صورت چسبنده درآیند [۱۶]. در رسوبات چسبنده بر خلاف رسوبات غیرچسبنده» اندازه و وزن ذرات از اهمیت بالایی برخوردار نیست. زیرا در رسوبات چسبنده اندرکنش الکتریکی- شیمیایی بین ذرات حاکم است و موجب می‌شود رسوبات به‌صورت مجموعه‌های چسبیده به یکدیگر حرکت نمایند. لذا رسوبات چسبنده» معمولا نیازمند نیروی بیش‌تری برای آغاز حرکت هستند اما در ادامه یک نیروی نسبتا کوچک برای حمل و جابجایی ذرات لازم است. هافمن و وهیج (۱۹۹۷) در مورد چگونگی این فرآیند اظهار کردند که آبشستگی خاک رس با یک ساختار طبیعی در چند مرحله اتفاق می‌افتد. در مرحله اولیه ذرات سست شده و به‌صورت توده‌های جدا شده شسته خواهند شد. این فرآیند منجر به توسعه یک -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای رونس‌های محاسبه آبشسشستگی موضعی سطح زبرتر می‌گردد و لذا نیروهای وارد بر بستر افزایش می‌یابند. در نتیجه اتصال بین توده‌های ذرات به تدریج از بین رفته تا توده ذرات در یک لحظه از سطح بستر جدا شده و توسط جریان به پایین‌دست حمل می‌گردد [۳۸]. در رابطه با آبشستگی در مصالح چسبنده مطالعات کم‌تری انجام شده است و آبشستگی موضعی در این نوع مصالح اطراف سازه‌های هیدرولیکی تاکنون به‌طور کامل بررسی نشده است. ۳-۲- خواص فیزیکی رسوبات برخی از خصوصیات فیزیکی رسوبات غیرچسبنده به‌صورت زیر بیان می‌شود: - چگالی درات. ,م - وزن مخصوص درات» ,7 - چگالی نسبی ذرات, ‎٩۹‏ (م چگالی آب) - زاویه قرارگیری ذرات - قطر اسمی: قطر ذره‌ای کروی شکل که حجمی برابر حجم دره مورد نظر داشته باشد. ,رل - قطر عبوری از الک: بزرگ‌ترین قطر دره‌ای که به راحتی از بین بازشدگی الکی با قطر مشخص عبور می‌کند.ء ۷ - قطر سقوط: قطر کره‌ای که دارای چگالی ۲/۶۵ بوده و در آب استاندارد. سرعت سقوطی برابر سرعت سقوط ذره را داشته - ضریب شکل: ضریب شکل درات به‌صورت زیر تعریف می‌شود: ۱-۲ ک- (۱-۲) 5 که در این رابطه: ۳ ضریب شکل, 2: طول ذره در امتداد بزرگ‌ترین محور عمود بر دو محور دیگرء ۳: طول ذره در امتداد محور متوسط ذره عمود بر دو محور دیگر و ۵ طول دره در امتداد کوچک‌ترین محور عمود بر دو محور دیگر می‌باشد. ضریب شکل ماسه طبیعی تقریبا برابر ۷ می‌باشد. - سرعت سقوط: سرعت سقوط یک ذره کروی در آب ساکن از رابطه زیر محاسبه می‌شود | ۴۴|: 0.5 0 4۷ )9- 0 )۲-۲( ۱ 3*۲۵ که در این رابطه: -------- صفحهٔ بعد -------- قصل دوم - مبانی فرسایئس و رسوب در رودخانه ۹ ۹ 5 > اگر دی 24 (۳-۲) 3 24 را 0.34 +ستبشگک ی 5 اگر 68 در نتیجه برای شرایطی که 0.5 > ۲۵ داریم: ۶د(1-٩ ۴-۲۱) ع 1۹ در خارج از محدوده استوکس, دح کاهش می‌یابد و در محدوده 65 > 105 تقریبا ثابت می‌شود. روش‌های دیگر محاسبه سرعت سقوط ذرات در کتاب‌های هیدرولیک رسوب ارائه شده است. 10 8 ۱ با بجاو 1 نها 0۵ جح غ ۱ ماگ9 ع ی 5 لا سا اس تلللاو و الا ۰ اب 1۱ 4 2 8104 6 4 2 8100 6 4 810 6 4 2 ور 9 و > م8 ۱۵۲۳۳۳۵۲ 8۸۸۵۱45 < شکل ۱-۲- ضریب دراگ تابعی از رینولدز ذره و ضریب شکل |۱۳۴۴ له (و /۳) ۷۱50051۳۷ ۱۸6۸۲۱۲ 2 ۷ غِ (۳) 1۴۳۳۴۸۸۲۸۴ :۱ > بل ۱ ۱0 أ سا گور5 0 35 ۵ 25 20 15 0 ( ۳ ) ۲2۱۷8 چسس- شکل ۲-۲- لزجت سینماتیکی آب |۴۴| -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای روئس‌های محاسبه آبشسنگی موضعی لازم به دکر است در بررسی خصوصیات فیزیکی رسوبات می‌توانیم خصوصیات دانه رسوب یا خصوصیات کل رسوبات را مورد بررسی قرار دهیم. همچنین توجه به نوع رسوب اعم از چسبنده یا غیرچسبنده برای تحلیل رسوبات امری ضروری است. ۴-۳- توزیع دانه‌بندی رسوبات با استفاده از منحنی دانه‌بندی رسوبات» مقادیر زیر به‌دست می‌آید: -‏ قطر میانگین: ول (قطری است که ۸۵۰ مصالح از آن کوچک‌تر است). - قطر متوسط حسابی: ,,» قطری است که از رابطه زیر برای مصالح غیریکنواخت به‌دست می‌آید: که ,ل متوسط هندسی دو قطر مجاور ( زل و ربز4) با درصد ,۸ می‌باشد: ۶-۲۱) ریز ز۹/ ۶ بل - قطر متوسط هندسی درات: به‌صورت جذر حاصل‌ضرب دو قطر ری ومرل می‌باشد و به‌صورت زیر تعریف می‌شود (۷-۲) مر رل/+ > بل - انحراف معیار رسوبات ی0: به‌صورت زیر تعریف می‌شود و معرف یکنواختی و غیریکنواختی ذرات است. ۵ (۸-۲) 4 وی 16 ۰ اگر انحراف معیار رسوبات کم‌تر از ۱/۵ باشدء مصالح یکنواخت است و اگر بزرگ‌تر از ۱/۵ باشد مصالح غیریکنواخت است. عمق ار بشستگی در رسوبات غیریکنواخت کم‌تر از رسوبات یکنواخت می‌باشد. به‌طوری که با افزایش انحراف معیار رسوبات عمق رن بشستگی کاهش می‌یاید. ۵-۳- پدیده مسلح شدن بسترا اگر بستر یک آبراهه دارای ذرات با قطرهای مختلف از ریز تا درشت باشد(رسوب غیریکنواخت)» بر اثر عبور جریان ممکن است ذرات ریزتر در لایه فوقانی شسته شده و درات درشت‌تر به تراز پایین‌تری نشست نمایند و یک سطح بستر مقاوم‌تر را تشکیل دهند. این پدیده را مسلح شدن بستر یا آرمورینگ گویند. اگر یک سیل بزرگ» شرایط جریان دیگری غیر از آنچه که آرمورینگ در آن توسعه یافته ایجاد کند, این خطر وجود دارد که لایه آرمور شسته شود و مصالح زیر آرمور در معرض جریان قرار گرفته و منجر به | 8 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - میانی فرسایش و رسوب در رودخانه )۳ همان‌گونه که بیان گردید فرسایش از آستانه حرکت شروع شده و عبارت است از لحظه‌ای که حرکت دانه‌ها پس از آن ادامه می‌یابد. این حرکت منجر به جابجایی ذرات گردیده طوری که ذرات درنهایت به جای خود برنگردد. برای بررسی آستانه حرکت ذرات بستر سه روش کلی وجود دارد: ۰ ۰ ۰ ۱ الف - روش سرعت بحرانی ب - روش نیروی بالاا برنده ج - روش تنش برشی بحرانی ۱-۶-۲- روش سرعت بحرانی در این روش یک سرعت بحرانی ۷ برای شرایطی که در آن فرسایش بستر شروع می‌شود» تعریف شده و سرعت متوسط موجود با این سرعت مقایسه خواهد شد که در صورت تحاوز از سرعت بحرانی» بستر ناپایدار خواهد بود. معادللات تجربی متعددی برای یافتن سرعت بحرانی وجود دارد که از بین آنها به دو رابطه زیر اشاره می‌شود: ا : (۹-۲) ۱ 0 ]یرجه .۱ ۷ 0 ۱۵,4 0 - رابطه نیل 1 (۱۰-۲) مه سل 0 ۱۵۸4 0 که در روابط فوق رلا: عمق آب» ,۸: اختلاف وزن مخصوص رسوب و آب و قطر مصالح بستر می‌باشد. ۳-۶-۲ روش نیروی بالا برنده در این روش» اندرکنش وزن دانه و نیروی بالابرنده که در اثر اختلاف فشار بالا و پایین دانه به‌وجود می‌آید» مورد بررسی قرار می‌گیرد. به علت این که به‌صورت دفیق نمی‌توان نیروی بالا برنده وارد بر ذره را تعیین نمود در عمل از این روش کم‌تر استفاده می‌شود. 1۷ 60۲۱۱۵12 -۱| 06 111۱ -2 6 1۳۵011۷6 -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای روئس‌های محاسبه آبشسستگی موضعی ۳-۶-۲ روش تنش برشی بحرانی در این روش با معرفی تنش برشی بحرانی» تنش موجود در کف کانال با تنش برشی بحرانی مقایسه خواهد شد و در صورت تجاوز از تنش برشی بحرانی, حرکت مصالح بستر و ناپایداری آن به‌وجود می‌آید. روش‌های تجربی و نیمه نظری برای یافتن تنش برشی بحرانی وجود دارد که در ادامه به روش نیمه نظری شیلدز اشاره می‌شود. (۱۹۳۶) منحنی معروف خود را که در شکل (۳-۲) نشان داده شده است ارائه نمود[۴۴]. محدوده زیر منحنی شیلدز نشان دهنده بستر پایدار و محدوده بالای منحنی نشان دهنده بستر ناپایدار و منحنی معرف آستانه حرکت می‌باشد. در این شکل» محور عمودی پارامتر شیلدز و محور افقی رینولدز زبری می‌باشد. پارامتر شیلدز از رابطه (۱۱-۲) و ریئولدز زبری از رابطه (۱۳-۲) محاسبه می‌شود. 1 (۱۱-۲) سا < 0 0(850 - 0) ۵ ی با (۱۲-۲) غل- روج ۹ که در این روابط: ۷ لزجت سینماتیک آب بانفیل (۱۹۶۳) و یالین (۱۹۷۲) نشان دادند که منحنی شیلدز می‌تواند بر حسب پارامتر بی بعد شیلدز 0 و پارامتر بی بعد ذره 4 ,۱0 0۲)] :0.240 > 0 10 40 با 00.140 (۱۳-۲) 0 > ب0 10 ۵۳۲ 0-0040 0 20*0 ما 0001300 0 < 1 10۳ 5 << 0 که ۰( به‌صورت زیر تعریف می گردد: (۱۴-۲) : ساره 5 2 شکل (۴-۲) ارائه گردید که با استفاده از آن به‌صورت مستقیم می‌توان تنش برشی بحرانی بستر را به‌دست آورد[۴۴]. در این شکل ] درجه حرارت آب بر حسب درجه سانتی‌گراد است. -------- صفحهٔ بعد -------- رساینس و رسوب در رودخانه سا 5دک لا 9 5 1 سا ساجحل 1 8. و سس ی یگ سس ۱ مس یت ۳ ۷ا۱ 2 ی ی دوور8 456 35 2 قنر8 تن ۳ 510 56 5 2 قوورقه ‎٩356‏ 3 2 10-۱ سل سس > 2 ی ی ی ع 1 3 چا ی 11 که 0 لل ی 11 9 ۰ بش ند 111 65نق۱ 6 4 3 2 ْ0 ۱ 2 1 ,۵0۲616۲ ص6اعا0۲۱م0 << شکل ۴-۲- منحنی اصلاح شده شیلدز (۴۴]) برشی بحرانی بستر» سرعت بحرانی .۵ در آستانه حرکت از روابط زیر نیز محاسبه می‌شود: ۳۳ و 10 2 سل عم 0 0 کی ار ۹ ج -------- صفحهٔ بعد -------- ضریب شزی بر حسب رزیم‌های جریان به‌صورت زیر تعریف می‌شود [۴۴]: , , 127۱۱ رزیم هیدرولیکی صاف: سک 8 عع 33 1 , 12۷ (۱۷-۲) رژیم هیدرولیکی زبر: سا یم ع6 , ی ۱2۷ جیا ۵ که در این روابط رل عمق جریان و۴ زبری معادل می‌باشد. برای رژیم هیدرولیکی زبر و34 > ,ا و برای رژیم هیدرولیکی صاف ,و20 < پا می‌باشد. رژیم‌های جریان به‌صورت زیر تعیین می‌گردند [۴۴]: - برای رژیم هیدرولیکی صاف ی 0 (۱۸-۲) 5 کل ۷ - برای ریم هیدرولیکی زبر کل +0 (۱۹-۲) 70 < 5 کل ۷ - برای رزیم هیدرولیکی انتقالی کل 0 (۲۰-۲) ۵ شش 5 ۷ برای رژیم هیدرولیکی زبر رابطه سرعت بحرانی متوسطگیری شده در عمق به‌صورت زیر ارائه می‌گردد: ۱2 (۲۱-۲) یم 5.75۶ عم ۷0 1 : رابطه فوق را با استفاده از روابط (۱۱-۲) و (۱۵-۲) می‌توان به شکل زیر نوشت: ۵ (۲۲-۲) یی 2.5/0 ۷ در رابطه فوق - ۸ می‌باشد. در مسایل عملی شکل بستر ممکن است به‌صورت موج‌دار باشد که بر مقاومت بستر اثرگذار است و بنابراین سرعت‌های موضعی می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- قصل دوم - مبانی فرسایئس و رسوب در رودخانه ۳۵ ۷-۲ شکل‌های مختلف بستر اگر بستر رودخانه ناپایدار شودء شکل‌های مختلف بستر با توجه به شرایط مختلف جریان می‌تواند حاصل گردد. با افزایش سرعت جریان هنگامی که تنش برش کف از حد تنش برشی بحرانی تجاوز نماید» در روی بستر ناهمواری‌های کوچک مثلشی شکلی بنام ریپل شکل می‌گیرد و با آزدیاد تنش برشی ابعاد این ناهمواری‌ها بزرگ‌تر شده و به ناهمواری‌های مثلنی شکل بزرگ‌تری بنام دیون تبدیل می‌شود. با ازدیاد تنش برشی جریان» در یک فاز انتقالی» این ناهمواری‌ها محو شده و بستر صاف و هموار می‌شود و با ازدیاد مجدد تنش برشی ناهمواری‌های مثلئی شکلی که به لحاظ شکل شبیه دیون‌ها بوده ولی تاج آن در خلاف حرکت دیون‌ها حرکت می‌کند به‌وجود می‌آید که دیون معکوس نام دارند و در نهایت در اعداد فرود بالا با تتش برشی زیادء موج‌های شنی به‌وجود می‌آید. تمامی شکل‌های بستر که در بالا به آنها اشاره شد بر میزان زبری کف اثرگذار می‌باشند و در محاسبات سرعت بحرانی باید زبری معادل بستر که از مجموع زبری دانه‌ها و زبری مربوط به شکل‌های بستر به‌دست می‌آید» به کار برده شود. برای اطلاع بیش‌تر در این زمینه به کتب انتقال رسوب مراجعه شود. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۳ داده‌های لازم جهت نم 1 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - داده‌های لازم جهت تخمین عم ق آبشستگی ۳۹ ۱-۳- کلیات در این فصل منابع و داده‌های مورد نیاز برای تخمین عمق آبشستگی اطراف سازه‌های هیدرولیکی معرفی می‌شود. داده‌های مورد نیاز عبارتند از بده جریان» هندسه مقطع آبراهه» عمق جریان» مشخصات مصالح بستر و خصوصیات سازه‌های هیدرولیکی که تعیین عمق آبشستگی در اطراف آنها مورد نظر است. برای جممع‌آوری داده‌های فوق روش‌های متفاوت و منابع مختلفی وجود دارد که در ادامه به آنها پرداخته می‌شود. ۳-۳- بده جریان در رودخانه‌ها لازم است تا ابتدا بده جریان برای سیلاب‌هایی با دوره بازگشت‌های مختلف محاسبه گردد. دوره بازگشت سیلاب., یک بازه متوسط زمانی بین سال‌هایی است که در آن بده برأبر بده مشخصی یا بیش‌تر از آن باشد. عکس دوره بازگشت معرف درصد احتمال وقوع سیلابی بیش از یک حد مشخص در یک سال می‌باشد. روش‌های محاسبه بده سیلاب به‌طور کلی عبارتند از (جزییات محاسبه بده سیلاب در زمره اهداف این راهنما نمی‌باشد): - اندازه‌گیری مستقیم بده براساس اندازه‌گیری سرعت جریان یکی از روش‌های تعیین بده جریان است. با توجه به این که این اندازه‌گیری‌ها اغلب در موافع سیلابی صورت نمی‌گیردء بنابراین بده محتمل سیلاب باید با استفاده از برون‌یابی تعیین - برای تعیین سیلاب محتمل, می‌توان از داده‌های قبلی موجود در ایستگاه‌های اندازه‌گیری در منطقه مورد نظر استفاده نمود. در این حالت نیز با توجه به این که معمولا مدت ثبت داده‌ها از دوره بازگشت سبلاب کم‌تر است باید از روش‌های آماری و احتمالاتی برای تعیین بده‌های نادر استفاده کرد. - روش‌های سیلاب منطقه‌ای نیز می‌تواند برای محاسبه بده جریان به‌کار گرفته شود. با استفاده از این روش‌ها یک ارتباط آماری بین بده و مشخصات حوضه آبریز» شیب رودخانه و متغیرهای دیگر برقرار می‌گردد. این روش‌ها مقدار بده اوج سیلاب را ارائه می‌دهند. - روش‌های محاسبه رواناب با استفاده از داده‌های آماری بارندگی و اطلاعات حوضه آبریز را نیز می‌توان برای محاسبه بده استفاده کرد. در این روش‌ها ابتدا با استفاده از داده‌های بارندگی» هیدروگراف واحد تعیین شده و سپس شکل هیدروگراف اصلی و مقدار بده آوج سیلاب محاسبه می‌گردد. - روش دیگر محاسبه بده» استفاده از بده‌های سیلابی درحوضه‌های مشابه با حوضه مورد نظر است. در این روش بده سیلاب براساس اطلاعات مربوط به حوضه یا حوضه‌های مشابه با حوضه مورد نظر به دست می‌آید. در حالتی که داده‌های ایستگاه‌های اندازه‌گیری موجود نباشد بهتر است از چند روش مختلف برای محاسبه بده سیلاب استفاده نمود و مقدار بده سیلاب را براساس قضاوت مهندسی مشخص نمود. برای تعیین حداکثر سیلاب لازم است دوره بازگشت سیلاب مشخص شود. از این عامل برای تخمین شرایط جریان و تخمین عمق آبشستگی استفاده می‌شود. برای پروژه‌های مهم» اغلب دوره بازگشت سیلاب ۲۰۰-۱۰۰ سال انتخاب می‌شود. اگر چه برای -------- صفحهٔ بعد -------- پروژه‌هایی که تخریب آنها در اثر آبشستگی می‌تواند خسارات عمده‌ای به همراه آورد و پا منجر به قطع خطوط ارتباطی گرددء بررسی بیش‌تر و انتخاب مطمئن سیلاب طراحی توصیه می‌شود. دو عامل مهم در برآورد دوره بازگشت. عمر مفید سازه و ضریب احتمال است. ضریب اطمینان به‌صورت درصد احتمال تجاوز از حدی خاص بیان می‌شود. این عوامل با رابطه زیر با یکدیگر در ارتباط هستند |۳۸ (۱-۳) درل -1- ط ۸ که در این رابطه: ٍساً: عمر مفید سازه (برحسب سال) ۲ : ضریب احتمال دوره بازرگشت سیلاب جدول ۱-۳- ار تباط بین دوره بازگشت سیلاب و عمر مفید سازه با تغییرات ضریب احتمال [۴۸] ۳-۳- هندسه مقطع برای ارزیابی آبشستگی محتمل اطراف سازه‌های هیدرولیکی, اطلاعات شکل سطح مقطع, هندسه پلان رودخانه و سیلابدشت‌ها لازم است. این اطلاعات می‌تواند از منابع زیر حاصل گردد: - نقشه‌برداری جدید - اطلاعات مربوط به نقشه‌برداری‌های قبلی - عکس‌های هوایی - عکس‌های ماهواره‌ای -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - داده‌های لازم جهت تخمین عم ق آبشستگی (۳ برای پروژه‌های بزرگ و مهم معمولا جهت به‌دست آوردن اطلاعات مورد نیاز از وضعیت آبراهه لازم است عملیات نقشه‌برداری انجام پذیرد. البته مقایسه‌این اطلاعات با داده‌های قبلی به منظور تشخیص تغییرات دراز مدت شکل و موقعیت آبراهه اصلیء به خصوص برای رودخانه‌های پیچانرودی و شریانی می‌تواند مهم باشد. میزان اطلاعات و نقشه‌برداری مورد نیاز برای طراحی به وسعت روش‌های حفاظتی مد نظر باشد.ء تهیه منحنی‌های هم‌تراز در جداره‌های رودخانه در محدوده سازه لازم خواهد بود. برای بعضی از پروژه‌هاً ممکن است لازم باشد تا محاسبات مربوط به برگشت آب برای تخمین تراز سطح آب در بالادست پروزه توصیه‌های مناسب در مورد این فواصل در جدول (۲-۳) آورده شده است. این مقادیر برای حالتی است که سطح مقطع مجرا نسبتا منظم باشد.ء ولی چنانچه تغییرات ناگهانی یا مشخصه‌های ویژه ای مشاهده شودء باید مقاطع بیش‌تری بین بازه‌ها در نظر گرفت. جدول ۲-۳- فواصل توصیه شده بین مقاطع عرضی برای نقشه‌برداری ۴-۳- تراز سطح آب و عمق جریان روش‌های به‌دست آوردن تراز سطح آب عبارتند از: - تحلیل آماری داده‌های تراز سطح آب مربوط به سال‌های قبل اندازه‌گیری شده در ایستگاه‌های نزدیک - براساس محاسبات هیدرولیکی, با استفاده از بده سیلاب محاسبه شده و داده‌های مربوط به هندسه مقاطع و شیب طولی رودخانه - اطلاعات محلی گزارش شده توسط افراد محلی در مورد تراز سطح آب در سیلاب‌های قبلی برای رودخانه‌هایی با مقطع تقریبا یکنواخت» یک روش مناسب برای تخمین تراز سطح آب. استفاده از رابطه مانینگ می‌باشد. اما اگر هندسه کانال در طول مسیر متغیر باشد و در پایین‌دست بازه مورد نظر سازه کنترلی شبیه سرریز وجود داشته باشد و یا یک شاخه فرعی به رودخانه بپیوندد» توصیه می‌شود محاسبات سطح آب توسط روش‌های کامپیوتری انجام گیرد. نرم‌افزارهای یک بعدی می‌توانشد سرعت متوسط جریان و تراز سطح آب را در طول رودخانه محاسبه نمایند. همچنین نرم‌افزارهای دو بعدی قادر هستند تغییرات سرعت متوسطگیری شده در عمق را در مقطع عرضی کانال در نظر بگیرند. مدل‌های سه بعدی نیز می‌توانند اطلاعاتی راجع به تغییرات سرعت در عمق رودخانه را در اختیار ما قرار دهند. به‌طور کلی اهمیت پروژه و هزینه و -------- صفحهٔ بعد -------- پیچیدگی تحقیق می‌تواند در آنتخاب مدل‌های مزبور برای انجام محاسبات موثر باشد. معمولا استفاده از مدل‌های یک بعدی برای رودخانه‌ها نتایج رضایت بخشی را می‌دهد. اگرچه برای رودخانه‌های رسوبی با هندسه پیچیده‌تر و همراه با سیلابدشت و همچنین در خورها بهتر است از مدل‌های دو بعدی یا مدل‌های فیزیکی استفاده شود. استفاده از مدل‌های سه بعدی معمولا توجیه‌پذیر نبوده مگر این که اطلاعاتی با جزییات بیش‌تر در مورد شرایط موضعی جریان در محلی خاص یا اطراف سازه‌ها مدنظر باشد. روش‌های مختلفی برای تعیین عمق آب وجود دارد.ء در ادامه یکی از این روش‌ها آورده شده است: نمونه‌ای از مقاطع عرضی در رودخانه در شکل (۱-۲۳) نشان داده شده است. چنانجه تغییرات زیادی درمقاطع عرضی وجود نداشته باشد, مراحل تعیین عمق آب در حالت مقطع پر به‌صورت زیر است 1۴۸ - در هر مقطع عرضی, ترازی را که آب وارد محدوده سیلابدشت‌ها می‌شود (تراز متوسط در حالت مقطع پر (7) تعیین - برای هر مقطع مقادیر زیر را تعیین نمایید: ٩‏ عرض سطح جریان در حالت پر رثا * سطح مقطع جریان م۸ برای عرض مرت و تراز و - از مقادیر محاسبه شده برای 3,۶ و ۸ در مقاطع مختلف متوسطگیری نمایید. این متوسط‌ها ( ,13 و ,۸ ) می‌توانند به‌عنوان نماینده تمام مقاطع در محاسبات استفاده شوند. - عمق متوسط آبراهه اصلی ,م۲ از رابطه زیر محاسبه می‌گردد: (۲-۳) ای بر ۳ رز کر ی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - داده‌های لازم جهت تخمین عمق آبشستگی ۳۳ ۵-۳- سرعت جریان اطلاع از سرعت جریان در اطراف سازه‌های هیدرولیکی واقع در مسیر جریان برای تخمین عمق آبشستگی و تعیین خصوصیات روش‌های حفاظتی ضروری است. در رودخانه سرعت متوسط جریان از بده طراحی و سطح مقطع جریان ۸۸ و با استفاده از رابطه پیوستگی به‌دست می‌آید. سرعت جریان در آبراهه اصلی هنگامی که جریان آب در سیلابدشت‌ها نیز جریان دارد.ء تفاوت معنی داری با حالت مقطع پر ندارد و می‌توان اندازه‌گیری‌های مربوط به مقطع پر را برای شرایط سیلاب‌های بزرگ نیز استفاده نمود. اندازهگیری‌های سرعت در نقاط دیگری از عرض رودخانه نیز برای تعیین ارتباط سرعت موضعی با سرعت متوسط مقطع سودمند است. با استفاده از این اطلاعات می‌توان غیریکنواختی نیمرخ جریان را نیز در مقطع بررسی نمود. علاوه براین می‌توان اطلاعات بسیار مفیدی راجع به جهت جریان در مقطع عرضی به‌دست آورد. از این اطلاعات می‌توان در نصب پایه‌های پل‌ها با زاویه مناسب نسبت به جهت جریان استفاده نمود تا عمق آبشستگی و خیزآب ناشی از وجود این سازه‌ها کاهش یاید. تعداد مقاطعی که باید اندازه‌گیری سرعت و جهت جریان در آنها انجام گیرد. بستگی به هندسه رودخانه در محل و موقعیت سازه دارد. در رودخانه‌های با عمق کم‌تر از ۵ مترء اندازه‌گیری سرعت جریان در ارتفاعی برابر ۰/۴ عمق جریان بالاتر از بستر» تخمین خوبی برای سرعت متوسط در آن مقطع می‌باشد. برای آبراهه‌های عمیق‌ترء دو یا تعداد بیش‌تری اندازه‌گیری در راستای قائم در مقطع توصیه می‌شود. همچنین توصیه می‌شود تا اندازه‌گیری سرعت در ترازی برابر ۰/۱ عمق جریان بالاتر از بستر و در ترازی برابر با ‎۰/٩ عمق آب انجام شود و از میانگین سرعت در این دو عمق, سرعت متوسط جریان درمقطع را به‌دست آورد. برای پروژه‌های مهم در شرایط جز و مدی توصیه بر اندازه‌گیری صحرایی است مگر این که مدل‌های کالیبره شده‌ای برای به‌دست آوردن اطلاعات مورد نظر در دسترس باشد. اندازه‌گیری‌ها باید در چند نقطه در راستای قائم انجام شود زیرا تاثیرات اینرسی و تفاوت بین چگالی در عمق (آب شیرین و شور) می‌تواند تاثیر عمده‌ای در سرعت و جهت جریان در عمق‌های متفاوت و در زمان‌های مختلف گذارد. ۶-۳ مصالح بستر اطلاعات مربوط به مشخصات بستر و جداره‌ها نیز جهت تعیین عمق آبشستگی و طراحی روش‌های ساماندهی لازم است. برای رودخانه‌های شنی که در آنها رسوبات چسبنده وجود ندارد مشخصات دانه رسوب با نمونه‌برداری و انجام آزمایش‌های دانه‌بندی به دست می‌آید. دانه‌بندی ذرات معمولا در قالب درصد وزنی نمونه عبور کرده از الک‌های استاندارد انجام می‌پذیرد. نمونه‌ها باید از محل‌های مختلف جمع‌آوری شوند تا بتوان اطلاعاتی راجع به توزیع دانه‌بندی در طول بازه مورد نظر کسب نمود. معمول" توصیه می‌گردد تا نمونه‌گیری از عمق ۰/۵ متری زیر سطح صورت پذیرد. اگر شرایط زمین با عمق به‌صورت مشخصی تغییر می‌کند. باید از سطح تا زیر تراز آبشستگی مورد نظر نمونه‌گیری انجام شود. برای رودخانه‌های با رسوبات دانه درشت و قلوه سنگی» اندازه بزرگ‌ترین» کوچک‌ترین و متوسط سنگ‌ها ثبت گردد. در خورها مصالح بستر معمولا شامل ترکیبی از گل و ماسه است. مقاومت فرسایشی گل بستگی زیادی به عمق لایه و مدت زمان تحکیم این رسوبات دارد. برای تعیین چگالی و رطوبت مصالح باید نمونه‌هایی از بستر جمع‌آوری و تجزیه شود. اندازه اجزای درشت‌تر معمولا با -------- صفحهٔ بعد -------- تجزیه دانه‌بندی مشخص می‌شود.ء ولی برای رسوبات ریزدانه معمولا این دسته‌بندی با آزمایش‌های خاص هیدرومتری تعیین می‌گردد. اطلاعات بیش‌تری راجع به چگونگی جمع‌آوری و انجام آزمایش‌های دانه‌بندی مصالح در نشریه شماره ۲۶۹ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهور وجود دارد [ ۵]. ۷-۳- خصوصیات سازه‌های مورد نظر برای محاسبه عمق آبشستگی نیاز به خصوصیات سازه مورد نظر است. این خصوصیات شامل نوع سازه, هندسه سازه (عرض یا -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۴ آبشستگی اطراف پایه پل‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ره ۱-۴- کلیات پل‌ها در محل احداث خود به چند دلیل باعث آبشستگی در رودخانه‌ها می‌شوند. اول این که برای کوتاه کردن طول پل مقطع پل تنگ‌تر از مقطع رودخانه در نظر گرفته می‌شود که باعث افزایش سرعت جریان و تنش برشی در بستر شده و موجب آبشستگی می‌شود (آبشستگی بر اثر تنگ‌شدگی). دوم به‌دلیل وجود پایه و تکیه‌گاه!, یک سامانه سه بعدی جریان گردابی" در اطراف آنها تولید شده که باعث جداشدن دانه‌ها از بستر و آبشستگی موضعی می‌شود. این نوع آبشستگی به‌دلیل پیجیده بودن جریان‌های ایحاد شده دارای اهمیت زیادی می‌باشد. اگر آبشستگی عمومی در مسیر رودخانه وجود داشته باشد.ء آن هم به آبشستگی حاصل از احداث پل اضافه می‌شود. پایه‌های پل با توجه به نظر طراح آن می‌تواند به انواع شکل‌ها و آرایش‌ها ساخته شوند. مثلا یک طراح می‌تواند پایه‌ها را به شکل مستطیلی, گرد یا به‌صورت تک پایهء یا گروه پایه با آرایش‌های مختلف طراحی کند. پایه‌های اکثر پل‌های بزرگی که در جهان ساخته شده و مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اندء به‌صورت گروه پایه گرد طراحی شده‌اند. در پل‌های بزرگ برای نگه داشتن بدنه پل اگر از تک پایه استفاده شود پایه ضخامت زیادی لازم دارد که افزایش ضخامت پایه باعث افزایش هزینه‌های اجرایی و افزایش عمق آپشستگی خواهد شد. ولی در صورت استفاده از گروه پایه» ضخامت زیاد تک پایه به ضخامت‌های کوچک‌تر تفکیک شده و هزینه‌ها و میزان ابشستگی را کاهش می‌دهد. در ادامه به بررسی الگوی جریان و آبشستگی موضعی اطراف پایه‌های پل پرداخته می‌شود و روش‌های برآورد آبشستگی معرفی می‌گردد. ۲-۴- الگوی جریان و مکانیزم آبشستگی در اطراف پایه‌های پل الگوی جریان در اطراف پایه‌های پل بسیار پیچیده بوده که این پیچیدگی با تشکیل حفره آبشستگی در اطراف پایه تشدید می‌شود. سامانه‌های گردابی پیجیده‌ای در اطراف پایه به‌وجود می‌آید که عملکرد آزها باعث حفر گودالی در اطراف پایه‌ها شده که حفره آبشستگی نامیده می‌شود. توسعه این گودال در اطراف پایه‌ها باعث خالی شدن زیر پی‌ها و در نتیجه خرابی آنها و خرابی پل می‌شود. دو عامل مهم باعث ایجاد چنین سامانه‌هایی می‌شود. یکی برخورد جریان به پایه و دیگری جداشدن جریان از پایه پل می‌باشد. الگوی جریانی که در اطراف پایه پل شکل می‌گیرد به طور مستقیم یا غیرمستقیم با یکی از این دو عامل در ارتباط می‌باشد. برخورد جریان به پایه گرداب نعل اسبی " را شکل داده و جدایی جریان از پایه باعث به‌وجود آمدن گرداب‌هایی که به گرداب برخاستگی " موسومند. می‌شود. الگوی جریان در اطراف یک پایه در شکل (۱-۴) نشان داده شده است. گرداب نعل اسبی عامل اصلی فرسایش بستر رودخانه در اطراف پایه به ویژه در جلو آن می‌باشد. به‌وجود آمدن چنین گردابی حاصل واکنش‌هایی به‌صورت زیر |- ۸11 2-7 3- ۲10۳۹۵۵۵0۵6 4- ۷۷/0 -------- صفحهٔ بعد -------- پس از برخورد جریان آب به دماغه پل» روی پایه به تناسب سرعت جریان» فشار ایجاد می‌شود و به‌دلیل توزیع سرعت عمودی جریان که سرعت از بستر رودخانه به طرف سطح آب زیاد می‌شود. فشار دینامیکی بیش‌تری نیز در ترازهای بالاتر به پایه وارد شده که باعث به‌وجود آمدن گرادیان فشار روی پایه از بالا به پایین می‌شود. این گرادیان فشار باعث ایجاد یک جریان رو به پایین" در جلو پایه می‌شود. همچنین در رودخانه سرعت در سطح آب حداکثر نمی‌باشدء بلکه حداکثر مقدار آن کمی پایین‌تر از سطح آب به‌وجود می‌آید. در نتیحه در این قسمت نیز یک توزیع سرعت و به تبع آن توزیع فشار ایحاد می‌شود که باعث حرکت آب رو به بالا شده و در سطح آب در نوک پایه موجی به نام موج کمانی" ایجاد می‌شود. شکل ۱-۴- الگوی جریان در اطراف یک پایه استوانه‌ای |۱۱۶۱ سرعت جریان رو به پایین در عمق یکنواخت نمی‌باشد و به‌دلیل متغیر بودن گرادیان فشار در عمق, از سطح آب به سمت کف بیش‌تر می‌شود. مقدار حداکثر این سرعت به اندازه ۰/۸ برابر سرعت متوسط جریان بوده و در عمقی به اندازه قطر پایه پایین‌تر از بستر آن اتفاق می‌افتد. جریان رو به پایین در حین برخورد به بستر رودخانه» ضمن حفر بستر به هر طرف پراکنده می‌شود. با حفر بستر در جلو پایه این جریان وارد حفره شده و بخشی از آن به سمت بالادست برمی‌گردد. در نهایت در برخورد با جریان اصلی مجبور به حرکت در جهت جریان می‌شود. در واقع جریان رو به پایین کاملا چرخیده و گردابی را ایجاد می‌کند. با به‌وجود آمدن این گرداب. عمل حفر حفره تسریع شده و رفته رفته عمیق‌تر می‌شود. چرخش جریان در دور پایه نیز باعث افزایش سرعت موضعی و تمرکز تنش مجموع گردابی را ایجاد می‌نماید که در پلان به نعل اسب شبیه است و از آن رو به آن گرداب نعل اسبی می‌گویند. از نظر بروسرز و ۷7 10۷ -| 6 ب70۷ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ۳۹ رادکیوی (۱۹۹۱) گرداب نعل اسبی نتیجه آبشستگی می‌باشد نه علت آنء برخی از محققین دیگر همجون درگاهی (۱۹۹۰) معتقدند که گرداب نعل اسبی اول به‌وجود می‌آید و باعث ایجاد آبشستگی اطراف پایه می‌شود. سرعت‌های بالای گرداب نعل اسبی که باعث ایحاد تنش برشی در سطح تماس آن با کف حفره می‌شود.ء باعث تسریع در ایحاد حفره شده و مصالحی را که توسط آن از بستر جدا شده» در اختیار جریان عمومی‌رودخانه قرار می‌دهد. جریانی که به‌صورت عمودی به نوک پایه برخورد می‌کندء روندی مشابه روند اشاره شده در بالا را طی می‌کند.ء ولی جریانی که به کناره‌های پایه برخورد می‌کند. بردار سرعت آن به دو مولفه شعاعی (عمود بر سطح) و مماسی (روی سطح) تفکیک می‌شود. مولفه شعاعی سرعت مانند آنچه در مورد نوک دماغه پایه به آن اشاره شد باعث تشکیل جریان رو به پایین و رو به بالا می‌شود. البته طبیعی است که با دورشدن محل برخورد آب از دماغه پایهه تصویر بردار سرعت در جهت شعاعی کوچک و کوچک‌تر شده و تصویر آن در جهت مماسی بزرگ‌تر می‌شود. در این حالت جریان رو به پایین حاصل شده» در برخورد با جریان اصلی بالادست به طرفین منحرف می‌شود. مولفه مماسی بردار سرعت, گرداب نعل اسبی را به سمت پایین‌دست حرکت می‌دهد و در کناره‌های پایه به برداشت مصالح بستر کمک می‌کند. اصطکاک گرداب نعل اسبی با پایه پل و پستر به تضعیف آن در طول مسیر خود کمک می‌کند. حفر حفره آبشستگی توسط گرداب نعل اسبی آنقدر ادامه می‌یابد تا ححم آب داخل حفره زیاد شده و انرژی گرداب را مستهلک نماید[۱۶]. هنگامی که جریان از کناره‌های پایه پل عبور می‌کند. در طول جداره پایه تحت تاثیر گرادیان فشار از آن جدا می‌شود. همچنین در پشت پایه به‌دلیل کاهش فشار» جریان و لایه برشی به سمت داخل متمایل شده و ایجاد گرداب‌های برخاستگی می‌کنند. محور این گرداب‌ها عمود بر بستر رودخانه می‌باشد. شکل‌های (۱-۴) و (۲-۴) وضعیت این گرداب‌ها را نشان می‌دهند. همان‌طور که دراین شکل‌ها مشاهده می‌شودء جهت گرداب‌ها به سمت داخل بوده و در دو طرف خلاف جهت یکدیگر می‌چرخند. گرداب برخاستگی در نزدیکی کف با گرداب نعل اسبی باقی‌مانده از بالادست که در حال نوسان عمودی و افقی می‌باشد. اندرکنش دارد. این گرداب‌ها با محور عمودی و مرکز کم فشار» مانند یک گردباد. درات بستر را به سمت بالاا مکیده و در معرض جریان قرار می‌دهند. به این ترتیب گرداب‌های برخاستگی به حمل مصالح کنده شده از جلو و اطراف پایه به سمت پایین‌دست کمک کرده و در عین حال یک حفره آبشستگی مستقل در پایین‌دست پایه ایحاد می‌کند[۶۷]. الگوی سه بعدی آبشستگی حول یک پایه پل در شکل (۳-۴) نشان داده گرداب نعل اسبی شکل ۲-۳۴ محل تشکیل گرداب‌های برخاستگی در پشت پایه‌های استوانه‌ای و جهت تشکیل این گرداب‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای روئس‌های محاسبه آبشسنگی موضعی در صورت کاربرد گروه پایه» مکانیسم‌های دیگری نیز در میزان آبشستگی موثر هستند. مکانیسم‌های موثر در آبشستگی گروه پایه ی ۱ - اثر تقویت کردن این عامل باعث افزایش عمق آبشستگی در پایه جلویی می‌شود. به علت وجود پایه پشتیء حفره‌های آبشستگی دو پایه ممکن است روی هم قرار گرفته و تراز بستر در پشت پایه جلویی پایین افتد. در نتیجه جریان به راحتی درات را از این حفره حرکت داده و حفره در جلو پایه عمیق‌تر شود. با افزایش فاصله پایه‌ها از یکدیگرء این اثر کاهش می‌یابد. - اثر محافظت یا پناه دادن ۲ پایه جلویی سبب کاهش سرعت موثر نزدیک شونده برای پایه عقبی می‌شود. این کاهش سرعت باعث کم شدن اثر گرداب نسل اسبی شده و در نتیجه رن بشستگی در پایه پشتی کاهش می‌یابد. شکل دیگر اثر محافظت هنگامی اتفاق می‌افتد که مواد شسته شده از اطراف پایه جلویی در جلوی پایه عقبی جمع شوند. - گرداب‌های جاری " به دلیل فشار منفی در مرکز خود به بلندکردن ذرات از حفره رن بشستگی پایه‌های پایین‌دست کمک می‌کنند. پتانسیا آیش ستگ گردابه‌های جاری» تابعی از اندازه سرعت انتقال آنها و فاصله بین مسیر گردابه‌ها و پایه پایین‌دستی می‌باشد. - به‌هم فشردگی گردابه نعل اسبی " وقتی که چند پایه در برابر جریان واقع شده باشند. هر کدام از آنها گردابه نعل اسبی مخصوص خودشان را خواهند داشت. چنانچه فاصله بین پایه‌ها کاهش یابدء بازوهای داخلی گردابه نعل اسبی به‌هم فشرده می‌شوند. این عامل باعث افزایش سرعت موضعی و در ۱-68 2-8 3- 5۳60 ۵۵ 4- 00۳۵۵۵۵ ۲10۳۹۵06 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - آبشستگی اطراف پایه پل‌ها )۴۳ کردات های تعال استی و بر خاشتنکی ارات باند استوانه ای 0 6 شکل ۳-۴- الگوی سه بعدی جریان اطراف پایه پل عمق آبشستگی موضعی در محل پایه‌های پل وابسته به زمان بوده و در طول زمان افزایش می‌یابد. در حالت جریان حاوی رسوب یا بستر متحرک» به علت حمل رسوب از بالا به سمت حفره‌ی آبشستگی, عمق حفره‌ی آبشستگی در طول زمان نوسان می‌کند. ولی در شرایط آب زلال به علت عدم حمل رسوب از بالادست. رسوب کنده شده از حفره‌ی آبشستگی جایگزین نشده و افزایش عمق آبشستگی تا رسیدن به تعادل همچنان ادامه می‌یاید. شکل (۴-۴) نمودار عمق آبشستگی بر حسب زمان و سرعت برشی در اطراف یک پایه پل را نشان می‌دهد. با توجه به شکل (۴- ۴ الف)» در حالت آب حاوی رسوب عمق آبشستگی به سرعت با زمان افزایش می‌یابد و سپس حول یک مقدار متوسط که به عمق تعادل آبشستگی موسوم است» نوسان می‌کند. ولی در حالت آب زلال» سرعت آبشستگی در ابتدا نسبتا زیاد بوده و سپس رفته رفته کاسته شده تا به حداکثر عمق آبشستگی برسد. ریچاردسون و دیویس (۱۹۹۵) بیان نمودند که حداکثر عمق آبشستگی موضعی اطراف پایه پل در حالت آب زلال حدود ۸۱۰ بزرگ‌تر از عمق تعادلی آبشستگی در آب حاوی رسوب است [۷۳]. شکل (۴-۴- ب) رابطه سرعت برشی را با عمق آبشستگی نشان می‌دهد. چنانچه دیده می‌شود وقتی سرعت برشی در بستر به حدود نصف سرعت برشی بحرانی .۰ برسدء آبشستگی آغاز می‌شود. با افزایش سرعت. عمق آبشستگی نیز افزوده شده و به حداکثر عمق آبشستگی در سرعت برشی بحرانی می‌رسد با بالارفتن سرعت برشی, حمل مواد در بالادست نیز آغاز شده و رسوبات حمل شده فرانزتی و همکاران (۱۹۸۲) تاثیر زمان آبشستگی بر عمق نهایی آبشستگی حول پایه‌های با مقطع دایره‌ای را مطالعه نمودند و یک تابع نمایی به‌صورت زیر را برای تغییرات زمانی عمق آبشستگی ارائه کردند [۱۸]: 1 (۱-۴) ات 0 - ]1 -< 7 ی ۹ که در این رابطه پلا: عمق آبشستگی در زمان ء . ۷: حداکثر عمق آبشستگی و ۵ قطر پایه است. -------- صفحهٔ بعد -------- آبشستگی در آب حاوی رسوب آبشستگی در آب زلال اب حاوی ر سوب شکل ۴-۴- نمودار میزان آبشستگی بر حسب: الف- زمان و ب- سرعت برشی [۱۶| ملویل و چیو (۱۹۹۹) توسعه‌ی زمانی عمق آبشستگی موضعی حول پایه‌های با مقطع دایره‌ای پل‌ها در حالت آب زلال و رسوبات یکنواخت را مورد بررسی قرار دادند و رابطه زیر را برای تغییرات زمانی عمق آبشستگی ارائه نمودند [۱۵]: 1.6 ] 0 ۱۱۱ ال 1 پایه‌های پل ارائه کردند: < 6۷0۹-53 )۲-۴( 5 برای ‏ ۷۱/۵<6 امو سل موی ۵ 0 (۳۳۴) 025 ۷ )0 برای ‏ ۷۱/256 و لس ی 3 1 که در این روابط: مان زمان تعادل بر حسب روزء ۷: سرعت جریان» .: سرعت بحرانی در أستانه حرکت برحسب متر برثانیه 2: قطر پایه برحسب متر و ۱( عمق اولیه جریان می‌باشد. این دو رابطه برای محدوده‌ی 1> ۵/۷ > 0.4 قابل قبول می‌باشند. برای رسوباتی که ‎4٩«‏ آنها بزرگ‌تر از ۰/۶ میلی‌متر می‌باشد. زمان تعادل م] در شرایط آستانه‌ی حرکت ( ۵ < ) و محدوده‌ی عمق جریان 6 > ۷,/2«ء حداکثر می‌باشد که مقدار حداکثر ,نمی از رابطه زیر به‌دست می‌آید: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ۳۳ (۴-۴) 28.90 ی که در آن ۵ بر حسب مترء ‏ بر حسب متر بر ثانیه و یررری] بر حسب روز می‌باشد. با کدول (۲۰۰۰) شکل تصحیح شده‌ای از معادله (۲-۴) را براساس داده‌های آزمایشگاهی به‌صورت زیر ارائه داد [۱۴]: (۵-۵) اوانان 79۱ ۴-۴- روابط تخمین حداکثر عمق آبشستگی اطراف پایه‌های پل ۱-۴-۴- روابط تخمین عمق آبشستگی اطراف پایه‌های منفرد روابط متعددی در ارتباط با تخمین عمق آبشستگی موضعی اطراف پایه‌های پل ارائه شده است. یکی از این روابط فرمول ۲517" می‌باشد که مورد استفاده بسیاری از محققین و مهندسین می‌باشد و برای شرایط آب زلال و آب حاوی رسوب قابل کاربرد است. از جمله اداره بزرگراه‌های آمریکا" این رابطه را برای تخمین عمق آبشستگی موضعی اطراف پایه‌های پل پیشنهاد کرده است [۵۱]. رابطه [51ن) عبارت است از [۷۴]: 05.) ۳ اث 2: 0 - هل (۴-ع) 1 »> »2 35( ۳3 ۱ 5 ۱ 2: 0 - دل 1 ۵ که در این رابطه: لا : عمق آبشستگی (متر یا فوت) 2 عرض یا قطر پایه (متر یا فوت) رلا: عمق جریان درست بالادست پایه (متر یا فوت) ,: ضریب تصحیح اثر شکل نوک پایه که از جدول (۱-۴) به‌دست می‌آید. ۵ : ضریب تصحیح اثر زاویه برخورد جریان که از جدول (۲-۴) و یا رابطه (۷-۴) به‌دست می‌آید. ۲ ضریب تصحیح برای شرایط بستر که از جدول (۳-۴) حاصل می‌شود. رگا : ضریب تصحیح برای مسلح شدن بستر توسط ذرات رسوب می‌باشد که از رابطه (۸-۴) محاسبه می‌شود. عدد فرود جریان در بالادست پایه».آ: طول پایه و ۵ قطر پایه است. |۱- 6۵10۳۵0 51016 (۷ 2- ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنمای روس‌های محاسبه آبشسنگی موضعی جدول ۱-۴- ضریب تصحیح برای شکل‌های مختلف نوک پایه در رابطه ۲-51 [۷۴] جدول ۲-۴- ضریب تصحیح برای زوایای مختلف برخورد جریان به پایه ( ) در رابطه ۲51 [۷۴] زاویه برخورد (درجه) بزرگ‌تر از ‎٩‏ متر ۱ تا ۱/۲ ۱/۳ برای به‌دست آوردن ضریب تصحیح اثر زاویه برخورد جریان به پایه از رابطه زیر نیز می‌توان استفاده کرد [۷۴]: )۷-۴( در این رابطه 0 زاویه برخورد جریان با پایه (یا زاویه امتداد پایه با ساحل پایین‌دست) عرض پایه, 1/2 بزرگ‌تر از ۱۲ باشدء برابر ۱۲ در نظر گرفته می‌شود. اگر 2110 > وول یا 2010100> وول باشد» ضریب ,6 برابر واحد خواهد بود. اگر 21۳0 < ول و 201050 < ول باشد.ء آنگاه: )۸-۴( ۷۵۶۵ ۷۱7 : که 0 < سک رس ۵ می‌باشد. در این رابطه: 5 وول : ۷ : سرعت جریان در بالادست پایه برای شروع آبشستگی برای قطر ذرات «ل (متر می‌شود: 065 +080 |ا< رگا 0 2 و با طول پایه می‌باشد. اگر نسبت طول به یا فوت) که از فرمول زیر محاسبه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم -آبشستکی اطراف پایه پل‌ها ۳۵ ۹ پل( 053٩-۴(‏ پرنی۷ اننشن ری ۷ : سرعت بحرانی (متر بر ثانیه پا فوت بر ثانیه) برای آستانه حرکت ذرات با قطر بدل (متر یا فوت) می‌باشد. ۷ لت (0۰-۴) ۵ - که در این رابطه: لا : عمق جریان بالادست پایه بر حسب متر پا فوت سرعت جریان بالادست پایه بر حسب متر بر ثأنیه پا فوت بر ثانیه : اندازه ذرات بستر که ۷ درصد آن ریزتر باشند (متر پا فوت) نا : برابر ۶/۱۹ در سامانه متریک و ۱۱/۱۷ در سامانه‌ی انگلیسی ملویل و کولمن(۲۰۰۰) رابطه زیر را برای محاسبه عمق آبشستگی اطراف پایه‌های پل ارائه نمود [۴۹]: (۱۱-۴) کل وگل گیگ ریگ بل ضرایب رابطه فوق در جدول (۴-۴) معرفی شده‌اند. در این جدول: 2 قطر پایه دایره‌ای با طول پایه مستطیلی در امتداد جریان الا عمق اولیه جریان سرعت جریان سرعت بحرانی در آستانه حرکت برای مصالح یکنواخت ما < ,.ا و برای مصالح غیریکنواخت ۷ * ,۷ /: عرض پایه در جهت عمود بر جریان» برای پایه دایره‌ای ۵ - | 0 زاویه برخورد جریان با پایه پل (یا زاویه امتداد پایه پل با ساحل پایین‌دست) ): زمان از شروع فرسایش و ما زمان تعادل است که از رابطه (۳-۴) محاسبه می‌گردد. برخی از روابط برای پایه‌های دایره‌ای شکل, که بسیاری از آنها در کشورهای مختلف کاربرد دارند در جدول (۴- ۵) ارائه شده -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ ۴-۴ در شک می‌شو ۲ ک ضریب تعریف ضریب نسبت عمق جریان به اندازه ضریب شدت جریان ۱ . 1 ضریب شکل 0 ضریب زاویه برخورد جریان با پایه پل ار ضریب مربوط به زمان -- تخمین عمق آبشستگی اطراف پابا 4های پل با هندسه پیچیده شامل ترکیب پایه ب ل (۵-۴) نشان داده شده است. در نسخه سوم د از اصل برهم نهی استفاده شود | ۷۴| رابطه ار -۱۳) » در این رابطه: عمق آبشستگی کل در اطراف پایه پیچیده» بیزم واقع شده در برابر جریان و یلا عمق راهنمای رونس‌های محاسبه آبشسنگی م رفی پارامترهای رابطه ملویل (۲۰۰۰) [۴۹] روش محاسبه 0 ورگ 7 (.- .)۷ (ی۱۷ - ,ا) - ۷ ۴ ۷ ۰ ) ( 1 5 1 - (ا) - ۷ 1 سشه2. 24)عما 0.57 < با 150 ۵ 5 150 |[ را 5 دش 150 شکل پایه پل ۳ دایره‌ای ۱ 10 دماغه گرد ۱0 دماغه تیز 09 پایه‌های غیر دایره‌ای: ( ۱ 0 5 +0 1 [د-) > وکا 3 پایه‌های دایره‌ای: |[ وکا 1.6 1 ا(س) | 0. 03-]0مععکا ۷/۷1 اک | < ۷/۷ های پل با هندسه پیچیده ۳-8 برای تخمین عمق آبشستگی در اطراف چنین پایه‌هایی پیب ثه شده در این مرجع به شکل زیر می‌باشد: ولا + لا ۳ یزس‌لا آبشستگ برای گروه شمع واقع شده در زیر سر شمع می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- ابشسستگیاطراف پایه پل‌ها و جدول محقق (سال انتشار) (19590 )10211۹ 2۵ رها ([2[.)1۱961 اه ۷ا۱] (1۱962 )۲۳۱۱۱۵۱۵-1 (۳(۵[0-11)1988) (1963 )1.07۳۵۶ (965 | )7۲۵۹0 (۱965 )۸۳۵۵۱1۵۱ (۱966)حان 0۵| با ([1)197-بن100] ([1۱971) ]۲1۵۵-1۱ (۷۵۱|)1973] (0:0127)1981 (01)1981[ (1۱986 )112041۷ (992 0۸0۱[ رعت جریان و :۱ سرعت بحران ا + ٍ ی 15 رید معرفی شده در شکل (۵-۴) . بین وجه جلویی سر شمع با پا ع سرشمع بالای بستر اولیه ۵-۴ - تعدادی از روابط آبشستگی حول پایه پل |۱۴۹۱ 0 1۲ ومل: 3 ۰7/6/50 )040 <بلا ول / ی ۴( / )52.15 و۷ 1-۶ 0.5- 6.65۳ ۷/5 0 ۱ یل: 4 + 3 1۰76/50 280 حبلا 105 سل [- ۴ !او /1.95)0 رال ۷ او / )2.43 و۷ ی 3۳۴ / ,)3.3 هل ۷ 2 3ات( - 2422 حول ۷ 4 لا > 150 ارم << ۹ 0۵ - ۲ ,۳۹۳۹۶ 0.092 ,۷ ی 9 ۵ 3(۳۹/ )1 > ۷/2 در ماسه یکنواخت بدون تشکیل ریپل 42 حع لا ۳95 ی 2.02۳۳۶ 1۷ ۷0 11 8 جللل << را مدا ۳ لال| ۷ ۳ 2 بو او شکل ۵-۴ - اجزای پایه‌های پیچیده [۷۴] ۱ ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- 1+ و > ارتفاع پایه در بالای بستر قبل از آبشستگی 2 2/ ب‌زیلا + 0 * ارتفاع سر شمع با احتساب آبشستگی مربوط به پایه 2/ یلا +2/ بیزی لا + و۵ > ارتفاع گروه پایه با احتساب آبشستگی مربوط به پایه و سرشمع م5 فاصله مرکز به مرکز شمع‌ها ال عمق جریان در بالادست دلا: بی‌زی لا + رل( < عمق به‌دست آمده برای محاسبات سر شمع دلا: 2/مملا + 2/ بیزی لا + رلا < عمق به‌دست آمده برای محاسبات گروه شمع ۱ سرعت جریان در بالادست (دلا/۱ا) ۷۱ < سرعت جریان به‌دست آمده برای محاسبات سر شمع ۷ (ولا/۷۱) ۷ <سرعت جریان به‌دست آمده برای محاسبات گروه شمع هر یک از اجزای آبشستگی در معادله آبشستگی پایه‌های پیچیده (رابطه ۱۳-۴) با استفاده از قطر موثر پایه» عمق جریان» سرعت و ارتفاع به‌دست آمده برای پایه و گروه شمع محاسبه می‌شود. ۱-۲-۴-۴ آبشستگی ناشی از پایه آبشستگی ناشی از پایه از رابطه زیر تخمین زده می‌شود [1۷۴: 0۱.43 0۱.65 501 (۱۳-۴) سا (۱ا/ وزمه)* ایا 2.0 ی مه ۷ »2 به‌صورت تابعی از 11۱/2 و بمزم2/] نشان داده شده است محاسبه می‌شود. و بزم 1/2 (ممنم 781/3 ۰07 - 4271) - (موزم ۰066911/2 - ۰4075) کی یم ۰012113 - 0269.) اع ۰0455113 - 1615.) + (2 زاف ۴ ال ٍ ۱1 ۱ و (بو‌نم #وزم3 / :۱ شکل ۶-۴- نمودار ضریب زم 0 بر خسب بزم 13۱/4 9 1/۹ [۷۴] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ۳۹ ۲-۲-۴-۴ آبشستگی ناشی از سر شمع ۱- کف سرشمع بالای بستر و داخل جریان قرار دارد. ۲- کف سرشمع روی سطح بستر یا زیر بستر قرار دارد. برای حالت اول» عرض پایه معادل که کاملا درون آب واقع شده است ۵ با استفاده از شکل (۷-۴) محاسبه شده و در رابطه ۴۱ 0.43 5 : 2 (۱۳۳۴) ۱ 2 ! ا ۴ اب20 100 2 ز لب لد 1 ۱۳۳۳ هط ۱ هه ۱ 1۹1۱11۱ ۱0 ل 00 ۹۱ ز شرا شکل ۷-۴- عرض معادل سر شمع [۷۴] هنگامی که نسبت عمق جریان به عرض پایه کم‌تر از ۸/*و نسبت عرض پایه به قطر رسوب بیش از ۵۰ باشد. این ضریب در محاسبات لحاظ می‌گردد (رابطه ۱۵-۴). 34) 1 کم۷/۷: »۱ اک ع ی ّ )۱۵-۴( 013 [<م۷/۷: 3ب 0 ۴ 3 در حالت دوم کل عرض سرشمع .م4 ارتفاع در معرض جریان سرشمع :لا و سرعت متوسط جریان در ناحیه‌ای از سر شمع که زیر سطح جریان قرار دارد ۱7۶, در معادله (۱۶-۴) جایگزین می‌شود | ۷۴]: 0۱13 05( ۷ خ 4 0 (۱۶-۴) ِ 1 ! ا ایا 2.0 100 >» 2» 8 -------- صفحهٔ بعد -------- با استفاده از رابطه (۱۷-۴) به‌دست می‌آید. در این حالت فرض می‌شود آبشستگی محاسبه شده برای سرشمع شامل سهم آبشستگی گروه پایه نیز می‌باشد [۷۴]. ۳ 10.937 + [ ۷ 1 د و 1+ 1 09 ۲ َ )۱۷-۴( در این رابطه 2/ ب‌زی,لا + ۷۱ > ولا .با قطر درات بسترء 2/ بی‌زیلا + ,> لا و(ولا/(لا)(۷ > ۷2 می‌باشد. ۲-۲-۴-۴ آبشستگی ناشی از گروه شمع تحقیقاتی توسط سلیم (۱۹۹۵-۱۹۹۹) و جونز و اسمیت (۱۹۹۹) جهت مشخص کردن عمق آبشستگی در گروه شمع‌ها انجام شده است که فاصله بین شمع‌هاء تعداد ردیف‌ها و ضریب ارتفاع (برای محاسبه طولی از شمع که تحت تاثیر جریان است) را در نظر می‌گیرد. برای تحلیل مساله ۲ حالّت وجود دارد: ۱- حالت خاص که شمع‌ها هم راستا با هم و هم راستا با جریان باشند. ۲- حالت کلی که گروه شمع نسبت به جهت جریان انحراف دارد یا شمع‌ها در ردیف‌های نامرتب قرار دارند. روش تخمین عمق آبشستگی ناشی از گروه شمع‌ها در هر دو مورد یکسان است. ولی استفاده از تکنیک عرض تصویر شده شمع‌ها (زم,مه)» برای حالت اول ساده‌تر است (شکل ۸-۴). در این شکل, ۵ قطر و 5 فاصله مرکز تا مرکز شمع‌هاست |۷۴ ۰ 7 1۹ 48 ۵ 2 6 ۳ ۱ 1 ۱ ۱ شود گرد ده ردش ویک ی اس ای اس ایض ی شون ( ۹ اک مک ی را ری ری عرض موثر معادل از رابطه (۱۸-۴) محاسبه می‌شود | ۷۴: (۱۸-۴) ی رد زمرم له > م2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم -آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ۵۱ ا: ضریب تعداد ردیف‌های هم راستا که در حالت کلی برابر یک است و برای حالت خاص از شکل (۱۰-۴) تعیین می‌گردد. 1 3 ارم,م3 5 ارزمرم 3 5/3 شکل ۱۰-۴- ضریب ردیف‌های هم راستا برای حالت خاص [۷۴] در نهایت عمق آبشستگی برای گروه شمع‌ها از رابطه (۱۹-۴) به‌دست می‌آید |۷۴۱]: 0.43 زا ( 3 بدرو ی (۱۹-۴) ۳3 بدا کل اد ایا 2:0 رها ۷۶ ٩/83‏ ۵ ۵ که در این رابطه ۴ ضریب ارتفاع گروه شمع‌هاست که از شکل (۱-۴ ۱ به‌دست می‌آید: -------- صفحهٔ بعد -------- 0.2 0۵3 0۵4 ۵5 06 0.7 8 شکل ۱۱-۴- ضریب ارتفاع گروه شمع‌ها [۷۴] در این زمینه تحقیقات متعددی انجام شده است که از آن جمله می‌توان به تحقیقات محققینی چون هانا (۱۹۷۸) [۳۵]» نوح (۱۹۸۶) [۵۸]» کوتاری و همکاران (۱۹۹۲) [۴۳]» مشاهیر و همکاران (۲۰۰۶) [۴۶] و معدلی و فرهودی (۱۳۷۵) [۲] اشاره کرد. یکی از مهم‌ترین تحقیقات در زمینه گروه پایه‌های پل توسط هانا (۱۹۷۸) انجام گردیده است [۳۵]. مطالعات ایشان به‌صورت آزمایشگاهی در شرایط آب زلال و با قطر مصالح مورد استفاده ۰/۷۵میلی‌متر انجام شده است. در زیر نتایج ایشان ارائه می‌گردد: نتایج حاصل از این حالت در شکل (۱۲-۴) نشان داده شده است. این شکل نشان می‌دهد که عمق آپشستگی هر یک از پایه‌ها و تراز بستر بین پایه‌ها بستگی به نسبت فاصله پایه‌ها به قطر پایه (5/۵) دارد که 5 فاصله مرکز به مرکز دو پایه و 2 قطر پایه‌ها می‌باشد. تقویت شدن را تحربه کرده و در 2.5 < ۹/۵ این اثر به حداکثر مقدار خود می‌رسد. این اثر تا [[<5/2 دیده می‌شود. برای پایه‌های با فاصله زیاد از هم» عمق آبشستگی مثل حالت وجود یک پایه می‌باشد. ۳-۳-۴-۴ دو پایه با زاویه ۹۰ درجه در برابر جریان (دو پایه در عرض جریان) شکل (۱۳-۴) نتایج حاصل از این حالت را نشان می‌دهد. در این حالت آبشستگی هر دو پایه یکسان بوده و نتایج برای هر کدام از پایه‌ها یکسان می‌باشد و برای حالت دو پایه درکنار هم با [< 5/2 عمق آبشستگی برابر 4 1.93 به‌دست می‌آید که تقریبا به این معنی است که عرض پایه دو برابر شده است. عمق آبشستگی در 1.5< ۰9/2 به سرعت تا ,۷ 1.3 کاهش یافته و در 2 <۹/8» شکل گرداب نعل اسبی برای هر پایه متمایز می‌شود. در بین پایه‌هاء بازوهای گرداب نعل اسبی به‌هم فشرده شده و سرعت‌های بالا و در نتیجه پتانسیل آبشستگی بزرگ‌تری تولید می‌کنند. برای 8 < ‎۰٩/۵‏ مثل حالت یک پایه عمل خواهد کرد. حفره آبشستگی هر کدام از پایه‌ها در [ 1[ < ۹/2 از یکدیگر جدا می‌شوند. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ۳ س - 1.2 1 5 0 7 ی ۵ 7 (م) پشت پایه َ یسوم : ۱ که .9 1 1 ها 7 ۹ .۰ ی هون دوپایه [ مهوت زره ی 22 20 16 18 1*۰ 12 10 8 ات ۰ 2 ۱ بد نسبت فاصله پایه‌ها به قطر پایه یا شکل ۱۲-۴- نمودار بین تغییر میزان آبشستگی و فاصله‌ی نسبی دو پایه در حالت در امتداد جریان |۳۵| و 2.0 1 ازجم #که ری باه بشمی 1-6 1 *قه سای پانه جلوبی ا فٌ سر ۹ ۹ 12 1" ٩ < 90* )0(‏ مد 0.8 5 فاصله بین پابه ها : ( (۵) *5 - » ۹ ۳ ات [2 9۵ 2 بل هر و هه و وه اک هه دا 2 1 نسبت فاصله سین دد پایه به قجلر بابه شکل ۱۳-۴- نمودار بین تغییرات میزان آبشستگی و فاصله‌ی نسبی دو پایه در دو حالت عمود بر جریان و با زاویه ۴۵ درجه نسبت به جریان |۱۳۵۱ ۳-۳-۴-۴ دو پایه با 45 نسبت به جریان نتایج حاصل از این حالت نیز در شکل (۱۳-۴) نشان داده شده است. عمق آبشستگی برای دو پایه در کنار هم برایر ۱.770 به‌دست می‌آید. عمق آبشستگی برای پایه پشتی در همه مقادیر ‎٩/2‏ بین ۱ تا ۱۱ از پایه جلویی بیش‌تر است. در فواصل بزرگ‌تر, بدون آبشستگی باقی می ماند. افزایش عمق آبشستگی برای پایه عقبی به علت ترکیب دو عامل گرداب‌های جاری شده از پایه جلویی و به‌هم فشردگی گرداب نعل اسبی بین دو پایه می‌باشد. بدیهی است که این دو عامل اثر محافظت پایه عقبی را از بین می -------- صفحهٔ بعد -------- 2۳ راهنمای روس‌های محاسبه آبشستگی موضعی ۴-۳-۴-۴ اثر زاویه برخورد جریان برای مشاهده اثر زاویه برخورد جریان به پایه پل» آزمایشاتی نیز توسط هانا (۱۹۷۸) با 5 < ‎٩/2‏ برای زوایای بین صفر درجه و ۹۰ درجه با فاصله‌های "15 انجام شده است که نتایج حاصل در شکل (۱۴-۴) نشان داده شده است. آبشستگی در پایه جلویی به زاویه برخورد زیاد حساس نبوده و کم‌تر از 4۵ نسبت به 0 < ۸ تغییر می‌کند. عمق آبشستگی در پایه عقبی شدیدا به زاویه برخورد جریان می‌باشد. با افزایش زاویه برخورد جریان» اثر محافظت کم شده و پایه تحت تاثیر گرداب‌های جاری شده از پایه جلویی و به‌هم فشردگی گرداب نعل اسبی قرار می‌گیرد. در نتیحه عمق آبشستگی افزایش یافته و به حداکثر مقدار خود تقریبا در ۸-45 می‌رسد (برای 5 < ‎.)٩/2‏ وقتی زاویه برخورد از 45 بیش‌تر شود.ء پایه پشتی دیگر تحت تاثیر گرداب‌های جاری شده نبوده و در نتیحه عمق آبشستگی کم خواهد شد. ده سم 1.3 1 ۱ ۰ ۲ ۹ 6 1.1 1 با ۳ !1 ۳ 1.0 : 9 3 40 75 60 که ود ۱5 0 زاو به برخورد جح بان (درحه] شکل ۱۴-۴- نمودار بین زاویه‌ی برخورد جریان با عمق آبشستگی در دو پایه |۱۳۵۱ تحقیقات دیگری در رابطه با گروه پایه‌ها توسط مشاهیر وهمکاران (۲۰۰۶) انجام شده است [۴۶]. در این تحقیقات دو پایه گرد با قطر ۴ سانتی‌متر در دو حالت قرارگیری در راستای جریان و در عرض جریان با فواصل مختلف مورد آزمایش قرار گرفته است. فواصل بین پایه‌ها در این آزمایشات ۲ ۳ و ۴ برابر قطر پایه‌ها بوده است. آزمایشات در شرایط آب زلال با نسبت سرعت برشی بستر به سرعغت برشی بحرانی برابر با ۳۳ انجام گرفته است. نتایج این آزمایشات در جدول (۵-۴) آورده شده است. با مقایسه داده‌های مندرج در این جدول با تحقیقات هانا (۱۹۷۸) می‌توان نتیجه گرفت که در حالت قرارگیری دو پایه در راستای جریان» عمق آبشستگی برای پایه جلویی مشابه یکدیگر بوده ولی برای پایه پشتی این عمق بیش‌تر می‌باشد. جدول ۶-۴- مقادیر نسبت عمق آبشستگی گروه پایه به عمق آبشستگی تک پایه |۴۶ نسبت فاصله به قطر پایه 2 ار ری جران دو پایه در عرض جریان ٍ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل جچهارم - ابشستگی اطراف پایه پل‌ها 2۵ نظری‌ها (۱۹۹۶) تحقیقاتی راجع به گروه پایه‌های ۴ و ۶ تایی انجام داد و روابطی برای تخمین عمق آبشستگی پایه جلویی و پایه‌های پشتی ارائه نمود [۵۳]. ایشان با انجام آزمایشات متعدد بر روی گروه پایه‌های گرد در شرایط آب زلال دو رابطه زیر را به .- ۹ (۲۰-۴) واه 1۳ 4 ۰ 0.07 ۹ (۲۱-۴) اش 288 ولا : عمق آبشستگی پایه جلویی» ولا : عمق آبشستگی تک پایه گرد. چولا: عمق آبشستگی پایه‌های پشتی» 0: زاویه برخورد جریان به گروه پایه 5 فاصله مرکز به مرکز دو پایه و ۵ قطر پایه‌ها می‌باشد. ایشان اشاره کرد که اثر زاویه برخورد جریان بر روی عمق آبشستگی پایه جلویی ناچیز بوده و همچنین در حالت زاویه برخورد صفر درجهء 0 برابر یک در نظر گرفته می‌شود. ۴-۴-۴ مثال مثال ۱- آبشستگی حول یک پایه تک الف- آبشستگی حول یک پایه پل تک را با استفاده از داده‌های زیر محاسبه نمایید. هندسه پایه: دارای نوک مدورء طول ۱۸ متر و عرض ۱/۲۲ متر متغیرهای جریان: 3.3611/۹ - ,۷ ,3.121 5 را زاویه برخورد جریان: صفر درجه عدد فرود: 0.61 - 3.36/)9.813.12(۳7 غا مصالح بستر: ۱۳۱13 0.32 > وول و 1310 7.3 > وول0 حل: با استفاده از رابطه [آ5ح (رابطه ۶-۴) و مقادیر ۱ < ر1۰1< دگل 1۰1 با وا را داریم: ۱.05 ناب ی ای تسف ۷7 3.2 0( << 2[ .0.97۷3 ع لا ب- درصورتی که زاویه برخورد جریان برابر ۲۰ درجه باشد» عمق آبشستگی را محاسبه نمایید. حل: با استفاده از رابطه (۷-۴) داریم: 05)) سس اس ۳ ۰ نا 210 9 2 دهها- گا ۲ 2 2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۶ راهنمای روس‌های محاسبه آبشستگی موضعی 6 - **20(7 1290+ 0۸20)) < با 0 - 2.86 3.03 ع لا در این‌جا 1/۵ با توجه به مطالب قبلی, برابر ۱۲ در نظر گرفته شده است. ج- درصورتی که مصالح بستر از نوع درشت دانه با 11/۱ 17.8 > روول و 1۲۱ 96.3 < وول باشدء عمق آبشستگی را محاسبه حل: با استفاده از روابط (۸-۴) تا (۱۰-۴) داریم: ۳15 )0. 4۷ - با 50 50 ۷-۳ - ۷8 5و - مکیی۷ 3 0 1 ول ۷ ۷۳ 6.19 > ۷ 1 1 5 - 0.0178(5) * 3.12(6) 6.19 > م۷ 1 1 3 - 0.0963(5) ۷ 3.12(6) 6.19 > و۷ 053 ۱.22 ۱ 053 ۱.22 ۱ (3.36-1.01) 5 ک ند م۷۷ (۱.95-1.93) 2 - 117.5۳۱3 0.4 را 0 << 0.823.03 ع لا در این حالت حداکثر عمق آبشستگی برابر است با: مثال ۲- آبشستگی حول پایه‌های پیچیده یک پایه پل با مشخصات مثال ۱ روی یک پی یا سر شمع مربعی به عرض 1 ۰2.44 ارتفاع 1.617 و طول 19.811 قرار دارد. پی توسط فرسایش دراز مدت به میزان 1 1.5 نمایان می‌شود (شکل ۱۵-۴). حداکثر عمق آبشستگی را محاسبه نمایید. ۲0 ,171.600 9.8100 1عا 2.440 *(ر2 )ره -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ۵۷ زاویه برخورد جریان: صفر درجه عدد فرود: 0.61 - 3.12(77 3.36/)9.81 مصالح بستر: 1310 0.32 > وول و 7.3110 > بول ۲-6 تراز بستر پس از پایین افتادگی‌ر ۲ 1.5 بستر 0. 10- وا شکل ۱۵-۴- مربوط به مثال ۲ حل: - آبشستگی موضعی ناشی از پایه مقدار بزمن؟ا با استفاده از شکل (۶-۴) به دست آمده است. با استفاده از رابطه (۱۳-۴) عمق آبشستگی ناشی از پایه به دست می‌آید: 9.62 1.6 اس ۱ 320 > را 10 3.36 > ۷۱ ] - 0 << 6.[ +0. 1- >[ +و ار 5 ور 3 ۳۱ ۱.22 ۲زم 2 م0 - ۳/6 ا 2 بوزم2 6 << ۲مزم | 1.22 312 - 0.06 0.97۷3. [2 < (0 هد 0:۱5 2 تسه > زب لا 3.2 06 + ۷ دلا -------- صفحهٔ بعد -------- 2/۸ راهنمای رونس‌های محاسبه آبنسستگی موضعی 3 ۷, - ۷) << 6 ۱۹۱-6 ۷ 321 کف پی زیر بستر قرار دارد. در نتیجه از حالت دو برای پی نمایان استفاده می‌کنیم: ( بزصلا 0 0.09 +13 5 در -< ۷ با فرض این که 7.31111 < ریو] < یا باشد سرعت روی پی عبارت است از: 1۱+ ۱59 3 اسان ۱ دون 1 00073 لش / ۱ 321 ! در ۷ 1+ 10,9 ۵۱[ 2 2 0003 5 ان ۹ 0 ماع :(0.8 <)131- 22 1 با استفاده از رابطه (۱۶-۴): ۹ > 0.923.26 < رل 0.92 - ۷۲ 043 0605 3 -< پیش و ات اناد 9.810 ۱.39 »۷ بنابراین عمق آبشستگی ناشی از سر شمع (ءمل«) عبارت است از: 0 - 1.59 2.83۷ 5 بل 2.83 5 مولا در نتیجه عمق آبشستگی کل پایه برابر خواهد بود با: 0 4.5 + 0.15 > مویلا + بیزی لا > بل مثال ۳- آبشستگی حول پایه‌های پیچیده با سر شمع داخل جریان محاسبه عمق آپشستگی موضعی برای پایه‌های پیجیده نشان داده شده در شکل (۱۶-۴): پارامترهای اولیه عبارتند از: 0 عن ۳ 0 خر > + روط <رط 5 ۷ ٩5 - 7‏ 0 یز 2 0 ]1 7 > 2 ع ] 0 ول 0 -< 2 زاویه برخورد < صفر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم -آبشستگی اطراف پایه پل‌ها 21۹ ( 1 3 اس یی جهت جربان یچ وت سر سک سس اا۱ا سباد با سا ار ابا ۱۱۱۱۱ 3 ۱151 ْ ۱ ۱ ا ۱۹15 ِ 5 ۱ 511 1 9 ۹ ۱ 1 ۱ نمای حانبی نمای روبرو ۱ شکل ۱۶-۴- شکل مربوط به مثال ۳ حل: - آبشستگی ناشی از ستون پایه با استفاده از شکل (۶-۴): 0 2.627 ۲ 4 بوزم2 13 6 ۲۱ 4 بیزم2 2 > بیزر یگ با استفاده از رابطه (۱۳-۴) داریم: 043 065 7 - اش اب ان را زور21 0.062 - 0 79 9.8 ۱۹579 ۱579 0 > 15.79 0.062۳ > بیزی لا 7 - 0.495 + 7. 77 - ی + رو < د0 «وز لا 0 - 0.495 + ۱5.79 7 + ,> دلا 5 -< (۹ا ). 3۱۱-1 ۷ > ۷ ۱60.28 ر َ 0 ولا ۵6 :16.28 < 36051 > م۵ 3.5۷ > ولا -------- صفحهٔ بعد -------- با توجه به شکل (۷-۴) داریم: 051 - ۳۵ دلا 1-3 لا 7 - ۳ م1 0[ < 16.23 0.07۷ < م1 با استفاده از رابطه (۱۴-۴) داریم: 0 را مه :0.8 )۲-148 2 2 ره 0.43 065 331 1.1 هل < 111.12. یا یا << 6 اس » چا ضح ۱028 0 > 16.28 0.236۳ 5 می لا (3.84 + 0.99) 1 10 - مر +777 2 (م + بنولا) + 0 > دا (3.84 + 0.99) ۱ 5 << ( 3۱۱-41 و ۱ ۷13 ۱۹.2 از شکل (۸-۴) داریم: 0 4۷1.676 > زومرم 2 1 زورم2 010[ : 5 تعداد سرشممع‌ها د ت جریا << 0 1670 ۵ ( 5 4.۱۶ 5 زد ره ی با از شکل‌های (۹-۴) و (۱۰-۴) داریم: 58 > یا 6 > یا 1 0 6.71 0.581.267 5 زمره * ما یاک وه [0۳۵ 1 با توجه به این که برای شکل (۱۱-۴) داریم: 0 >> ولا عکا :18.2 > 15.79 < و2 3. 5 - لا -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - آبنسسنگی اطراف پایه پل‌ها ّ 5 +۷ا/ ‎0٩ 9 ربا با استفاده از رابطه (۱۹-۴) داریم: 0313 0.05 ۲( 7 ۳ ات را ما2 اه 079 1579 1۹79 0 - 0.43 15.79۷ * مصلا بنابراین برای آبشستگی کل داریم: 0 6.78 +384 +099 - ولا + موبلا + لاملا روشن است که روابط مختلفء, جواب‌های متفاوتی دارند و نظر به این که نمی‌توان رابطه خاصی برای شرایط مختلف توصیه کرد. انتخاب رابطه مناسب با توجه به اهمیت پروژه و قضاوت مهندسی صورت می‌گیرد. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۵ آبشستگی اطراف تکیه گاه‌ها و آیشکن‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم -آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها ‏ وآبشکن‌ها ۵ ۱-۵- کلیات ساخت تکیه‌گاه‌های پل و آبشکن‌ها اهداف متفاوتی دارد. اما به علت مشابه بودن شکل ظاهری و نیز تشابه مکانیسم آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها و آبشکن‌های بسته» آبشستگی در اطراف این سازه‌ها با هم مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. با این حال این سازه‌ها تفاوت‌هایی با یکدیگر داشته که در ادامه به آزها پرداخته می‌شود. تکیه‌گاه‌های پل" یا کوله‌های پل پایه‌های پل چسبیده به ساحل رودخانه می‌باشند. درحالی که آبشکن‌ها" سازه‌هایی هستند که برای ساماندهی و تثبیت کناره‌های رودخانه احداث می‌شوند. تکیه‌گاه‌ها معمولا بتنی هستند» درصورتی که آبشکن‌ها بیش‌تر از مصالح می‌شوند. با توجه به مطالب یاد شده باید در استفاده از روابط موجود برای محاسبه آبشستگی نهایت دقت را مبذول داشت. در حالت کلیء تکیه‌گاه‌ها به تکیه‌گاه‌های خط جریانی " و تکیه‌گاه‌های با دماغه تیز" تقسیم می‌شوند. هندسه تکیه‌گاه‌ها به انواع رودخانه‌ای برای ساخت این سازه‌هاء هندسه آزها شبیه به تکیه‌گاه‌های با دیواره شیبدار خواهد بود. آپشکن‌های باز نیز به گونه‌ای است که قسمتی از جریان از درون این سازه‌ها عبور می‌کند [۳۴]. بسته به شرایط جریان گاهی اوقات بخشی از طول آبشکن در کناره رودخانه به‌صورت نفوذناپذیر و بخشی دیگر به‌صورت نفوذپذیر اجرا می‌شود که به این نوع؛ آبشکن مرکب گویند[۴۳]. در شکل (۱-۵) انواع تکیه‌گاه‌ها و آبشکن‌ها به‌صورت شماتیک نشان داده شده‌اند. ۳-۵- الگوی جریان ۱-۲-۵ الگوی جریان در اطراف یک آبشکن یا تکیه‌گاه ملاحظه‌ای دارد. سرعت متوسط و بده در واحد عرض در محل سازه افرایش می‌یابد که باعث آشفتگی بیش تر جریان در اطراف سازه می‌شود. الگوی جریان در اطراف سازه و شکل‌گیری گردابه‌ها بر روی مصالح بستر دلایل اصلی آبشستگی موضعی اطراف آبشکن ۸۵ -| 5 ,12165 #باگ ,م5 -2 40] 51۳۴۵ -3 1 -4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۶ نیروهای مرکزی ممکن | می‌یابند. این جریان‌های . گرداب‌های فون کارمن با آبشکن‌ها به میزان زیادی آپشکن‌هایی که در روی ایجاد شده اطراف یک اب راهنمای روئس‌های م انشسکی با یکیه کاد با دماعه و دایرد ای اشسکن با یکنه کاد با دنوارد فانچم سم نکنه کاد با دنوارد سنیدار نکیه کاد دیوارد باله ای با دماعد یر شکل ۱-۵- انواع تکیه‌گاه‌ها و آبشکن‌ها| ۳۷| نیمه نعل اسبی نسبتا بزرگ با محور افقی در اطراف آبشکن (شماره ۱ در شکل ۲-۵ انتهایی گردابه از دماغه آبشکن با چرخش آب به طرف جریان اصلی حرکت می‌کند. ن ست چرخش به سمت راست را ایجاد کند. به عبارت دیگر فوران‌های آنتهایی به طرف سی با محور قائم (شماره ۲ در شکل ۲-۵) که بنام گرداب‌های فون کارمن معروف هس چرخش لایه های برشی بین جریان اصلی و یک گرداب بامحور قائم (شماره ۳ در شکا مکیدن رسوبات به درون حفره‌های کم فشارء مشابه گردباد عمل می‌کنند. ساختار حر تحت تاثیر طول نسبی آنهاء شکل (خصوصا شیب دماغه و پهلوها) و محل قرارگیر بیبر جهت جریان و ایجاد ۲-۵) ایجاد می‌شود. کتی جریان در اطراف ی آنها (به‌صورت ردیف و (۳-۵) الگوی جریان -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها وآبشکن‌ها رت سس 2 ای 5 ود هه ۹ :۳ 5 ی هچ و که ی ی مت »9 8 7 و شکل ۲-۵- الگوی جریان اطراف یک آبشکن|۱۳۹ در آبشکن‌های نفودذپذیرء بخشی از جریان از منافذ بین آبشکن‌ها عبور می‌کند که منطقه چرخشی در پایین‌دست آبشکن را با به‌وجود نمی‌آورد و پا کاهش می‌دهد. هنگامی که جربان به یک آبشکن در مسیر مستقیم می‌رسد الگوی جریان به دلیل کاهش عرض مقطع تغییر می‌کند و در نتیجه آن توزیع تنش برشی در اطراف آبشکن دستخوش تغییر می‌شود. میدان جریان در اطراف یک آبشکن در مسیر مستقیم به دو ناحیه تقسیم می‌شود. در ناحیه اول از بالادست تا مقطعی که بیش‌ترین تنگ‌شدگی را دارده جریان دارای یک شتاب تند شونده می‌باشد و نقطه‌ی جدایی جریان در راس آبشکن قرار دارد. در پایین‌دست آبشکن نیز جریان اصلی از یک گردابه‌ی بزرگ جدا و در پایین‌دست نقطه‌ی اتصال مجدد» جریان نرمال مجددا برقرار می‌شود. البته در بالادست آبشکن نیز یک نقطه‌ی جدایی و گرداب‌های کوچک می‌تواند وجود داشته باشد. بنابراین در وجه بالادست آبشکن نیز یک نقطه‌ی اتصال مجدد وجود دارد. همجنین در نزدیکی دیواره‌های قائم آبشکن یک حرکت مارپیچی شدید ناشی از جریان‌های برگشتی در نزدیکی بستر تولید می‌گردد. شکل (۴-۵) ناحیه جدایی جریان و موقعیت خط جریان در بالادست و پایین‌دست آبشکن منفرد در یک کانال آرائه شده توسط اتما و مستو را نشان می‌دهد ۳-۳-۵ الگوی جریان بین دو آبشکن اگرچه آبشکن‌های منفرد در بعضی مواقع مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ اما این سازه‌ها معمولا به‌صورت گروهی استفاده می‌شوند. بر مبنای آزمایشات انجام شده بر روی مدل آبشکن‌هایی که در محل قوس یک رودخانه قرار دارند. شش نوع الگوی جریان چرخشی بین آبشکن‌ها تشخیص داده شده است که در شکل (۵-۵) نشان داده شده است. انواع الگوی جریان بین دو آبشکن به تفکیک در زیر آرائه شده است: -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای روس‌های محاسبه آبشستگی موضعی سس :ْ ی ۱ کت را ند یت ۱ : لمجامم : ۱ شکل ۳-۵- الگوی جریان در اطراف تکیه‌گاه |۱۳۱] مت حط الراس جربان یساس نک 2 با ی ی ی ام 2۱ ام لا" باحنه جدانی جریار اه پر یک اوام تست 8 ۳ را بر سلها * 1 ی : 7 : شکل ۴-۵- خط الراس و جدایی جریان در اطراف یک آبشکن منفرد در مسیر مستقیم (پلان) ۱۳۹۱ در الگوی نوع اول» جریان اصلی به بیرون از محدوده آبشکن منحرف شده و یک گردابه یا جریان چرخشی بین آبشکن‌ها توسعه می‌یابد. همچنین دو گردابه کوچک نیز در وجه پایین‌دست آپشکن اول و در وجه بالادست آبشکن دوم توسعه می‌یابد. در این حالت سرعت جریان در بین دو آبشکن به مرأتب کم‌تر از سرعت جریان اصلی است. این الگو به دلیل ایحاد یک آبراهه عمیق در جلوی محوطه آبشکن, برای پروزه کشتیرانی مناسب است. گرفته در الگوی اول, گرداب ثانویه‌ای نیز شکل می‌گیرد. اما کماکان جریان اصلی به خارج از محدوده آبشکن منحرف می‌شود. در این الگو نیز دو گردابه کوچک شکل می‌گیرد. با افزایش فاصله بین آبشکن‌هاء الگوی نوع سوم توسعه می‌یابد که در آن جریان اصلی به طرف خود آبشکن هدایت شده و جریان چرخشی قوی‌تری را در پشت آبشکن و تلاطم بیش‌تری را در بالادست و پایین دماغه آن به‌وجود می‌آورد. در این الگو علاوه بر الگوهای ایحاد شده شبیه الگوی دوم گردابه‌هایی نیز در وجه بالادست آبشکن دوم شکل می‌گیرد و گردابه‌های اصلی به سمت وجه پایینی آبشکن اول رانده می‌شود. در این الگو جریان اصلی طول بیش‌تری از آبشکن دوم را مورد هجوم قرار می‌دهد. هنگامی که الگوی نوع چهارم شکل می‌گیرد» پایداری ایجاد شده در بالادست آبشکن از بین می‌رود و یک جریان برگشتی قوی بین آبشکن‌ها به‌وجود می‌آید. در این الگو گردابه‌های کوچک در وجه پایینی آبشکن اول و وجه بالایی آیشکن دوم شکل می‌گیرد. در پنحمین الگوی جریان چرخشی,» جریانی که در اثر آپشکن بالادست منحرف شده» در محوطه آپشکن به طرف ساحل هدایت می‌شود. در این الگو جریان‌های چرخشی ثانویه بزرگ‌تری در وجه پایینی آبشکن اول و وجه بالایی آبشکن دوم ایجاد می‌شوند. با افزایش فاصله, ششمین -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - آبشسنگی اطراف تکیهگاه‌ها ‏ وآبتسکن‌ها ا برخورد می‌کند. شکل ۵-۵- انواع الگوی جریان چرخشی بین آبشکن‌ها |۱۶۴۱ فرآیند آبشستگی موضعی اطراف تکیه‌گاه‌ها نیز به چهار مرحله آبتدایی» توسعه» تثبیت و تعادل تقسیم می‌شود. برای به‌دست آوردن تغییرات زمانی عمق آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها ( 1 < ,۰۳/۷ ۳ عرض تکیه‌گاه و راز عمق جریان بالادست تکیه‌گاه می‌باشد) می‌توان از رابطه زیر استفاده نمود که برای تمامی مراحل فرآیند آبشستگی معتبراست [۳۸: ۲۱/7 : ۱ ۱-3 (۱-۵) 1 ۲ مت [- »2 که در این رابطه: رل : عمق جریان در بالادست 1 زمان بر حسب ثانیه ۲ زمان مشخصه هنگامی که ,لا * ,یلا بر حسب ثانیه است یلا : عمق آبشستگی در زمان ) تغییرات عمق آبشستگی در مرحله توسعه آبشستگی (زمانیکه ,1 > 1) توسط بروسرز (۱۹۶۶) به‌صورت زیر ارائه شده است [۳۸]: ۱ (۲-۵) سا 1 »> -------- صفحهٔ بعد -------- ۷۳۰ راهنمای رونس‌های محاسبه آبنسستگی موضعی براساس آزمایش‌های متعدد. رابطه زیر برای زمان مشخصه ,] به‌دست آمده است (۳۸]: 2,7 (۳-۵) 6 ی (ی ۷-۱۷ 0) که در این رابطه: و 5 330 < ۴ ورا زمان مشخصه بر حسب ساعت : سرعت بحرانی آستانه حر کت ‎):/٩( ۷0 سرعت متوسط ‎»)۳/٩(‏ 0 بده جریان (۹/*) و ۸ سطح مقطع جریان (*۲۲) می‌باشد. ع ۰ 0 7 : 5 چگالی نسبی مصالح ( ۰" < ‎)٩‏ ,م: چگالی مصالح و م: چگالی آب می‌باشد. برای تکیه‌گاه‌هاء پارامتر ‏ بستگی به نسبت تنگ‌شدگی مقطع دارد. مقادیر 0 توسط وان دروال (۱۹۹۱) برای تکیه‌گاه‌های با دیوار قائم و تکیه‌گاه‌های باله‌ای در جدول زیر ارائه شده است: جدول ۱-۵- پارامتر + برای تکیه‌گاه‌های با دیوار قائم و باله‌ای | 38| هک بسح ۴-۵- تخمین حداکثر عمق آبشستگی روابط نیمه تجربی متعددی برای تخمین عمق آبشستگی در تکیه‌گاه‌ها توسط محققین مختلف ارائه شده است. انگلیس (۱۹۲۹) رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی در تکیه‌گاه پل ارائه نمود: 78ید (۴-۵) َ 2 را ج۷ که در این رابطه: ا: عرض تکیه‌گاه (بر حسب متر) لا : عمق جریان بالادست تکیه‌گاه (بر حسب متر) ٩‏ بده واحد عرض در بالادست تکیه‌گاه ‎/٩(‏ ) ,لا : حداکثر عمق آبشستگی (بر حسب متر) احمد (۱۹۵۳) براساس تجزیه آزمایشات متعدد.ء رابطه زیر را برای تخمین عمق آبشستگی به‌دست آورد[۳۸]: (۵-۵) 3[ -1)/ 1۹ م۴ <لرج۷ که در این رابطه: بده بالادست در واحد عرض (۹/*) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم -آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها ‏ وآبشکن‌ها ۳۱ 0/1 ۲ عرض تکیه‌گاه و 3[ عرض رودخانه ۹ و214 ( ۹و۹ وا )و و/ ۶ 9.81<ع شتاب جاذبه ۸ ضریب تصحیح که به‌صورت زیر تعریف می‌گردد (جدول ۲-۵): (۶-۵) گا وکا کل یگا2 7 ۸ 4 : ضریب تصحیح اثر شکل سازه 0: ضریب تصحیح اثر زاویه برخورد جریان با تکیه‌گاه (زاویه تکیه‌گاه با ساحل پایین‌دست) با : ضریب تصحیح اثر تخلخل سازه جدول ۲-۵- ضرایب تصحیح رابطه احمد موقعیت سازه درقوس ۱ ۱۴۸ زاویه برخورد جریان (درجه) ۱ ۴ | ایین‌دست قوس خارجی قوس آ ۳ تکیه‌گاه با دیواره شیبدار با شیب‌های ۴۵ ۸۸ 1 ۵۰ (با شیب ]1۷7: 21) درجه با شیب ۱۷7:3.511) براساس مطالعات لییو و همکاران (۱۹۶۱) روی تکیه‌گاه‌های با دیواره قائم و دیواره شیبدار (سازه‌های خط جریانی)» حداکثر عم آپشستگی به‌صورت زیر ارائه گردید: (۷-۵) عل ۳: عدد فرود بالادست ( ۵1/8 - ۳۳ : سرعت متوسط جریان در بالادست ‎)1/٩(‏ و ررگا: ضریبی ثابت است (برای تکیه‌گاه‌های خط جریانی 1۰1 < رک و برای تکیه‌گاه‌های دماغه تیز 2۰15 < رگا ). ملویل و کولمن(۲۰۰۰) رابطه زیر را برای محاسبه عمق آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌های پل ارائه نمود [۴۹]: (۸-۵) مک ایکا رگا یگ کل ضرایب رابطه فوق در جدول (۳-۵) معرفی شده‌اند. -------- صفحهٔ بعد -------- جدول ۵- تعریف ضریب نسبت عمق جریان به اندازه طول تکیه‌گاه ضریب شدت جریان ۱ تدقیق شده 5 ضریب راستای برخورد جریان با تکیه‌گاه 6 تدقیق شده وق: لیه‌گاه عمود بر جهت جریان جریان بالادست تکیه‌گاه » متوسط ذرات بستر متوسط جریان ن بحرانی در آستانه حرکت مصالح یکنواخت ,ا < 0 و برای راهنمای روئس‌های محاسبه آبسستگی موضعی ۳- معرفی ضرایب رابطه ملویل (۲۰۰۰) [۴۹] 2.4 - ۴ |[ > 1/9 2/2 ۴۲ 5 > (9/-1>| > رک 5 <,۷و/ا ( م۱۷ - ,۷)- ۷ )۷ ای تست 7 ) .)با 1 - 5 [ دش اف 1 ۲ 8 5 کت (2. 24)ع0.5710<- رخا 150 150 3 ]1 - > [0 * (1]- 1[ . 0)( ۴ -0.667)1 جگاع ما 5 ۱02 ۹ » ایکا ۳۲5 2» ۱ 3ج : 6 ز ۷ ۷ >» او 1 71 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم -آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها ‏ وآبشکن‌ها ۷۳۳ 0 زاویه برخورد جریان با تکیه‌گاه (زاویه تکیه‌گاه با ساحل پایین‌دست) می‌باشد. برخی از روابط ارائه شده جهت محاسبه حداکثر عمق آبشستگی در جداول (۴-۵) و (۵-۵) ارائه شده است. جدول ۴-۵- برخی از روابط ارائه شده برای حداکثر عمق آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌ها و آبشکن‌های بسته [۴۹] 3رد ۱۷۵11 سر 5 > رل +۷ 0 بر حسب میلی‌متر و ‎٩‏ بده واحد عرض 1۱90.3 01 (۹/) 0( ول > |[.0 10 3 جوور هلا 0 (975)) << افش »2 »۷ 029 1 025 ُ ُ : اه ا۵ 10] 150 0.75۱ ۳۱ 0 (1992) اط ق 3.50 شخ (محمم)ع عمش سرا ام 71 1» ۸/50 ۳ [ 5 لگ مرول ۱ .اه ا6 50۳۳۵ ۱1۳ ۷ پ): بده کل و و: بده قسمتی از جریان که از (۱994) : عدد فرود بحرانی در آستانه حرکت مقطعی معادل عرض باز شدگی عبور می‌کند. ۷ 2 18 ( عرض تکیه‌گاه و 3[ عرض 1011 خ | 20) ما +۱ [- 735 ( ۱-10 کت 9 1 19957 0 5 (۱713) |۷۹7۱ | رودخانه ضریب بر در جدول (۵-ع) ارانه شده [ ۱/۳ 1۲01 است. جدول ۵-۵- برخی از روابط ارائه شده برای حداکثر عمق آبشستگی اطراف آبشکن‌های باز [۶۴] : 00 < وعل (1951) 0۲10۷ ۷505 سرعت متوسط جریان ات ۳ درصد بازشدگی آبشکرد اه 21 ]|۸1 صلب: 12. 4 - ا (1962) اب ۲ بستر صلب ۱ و ۳ چا بستر متحرک: 5 - ,| 08 ( ای پل یا ماب ۷ 3.75 0 00 بج[ح ما (ع+[1) ین : (1971) 7 9 (+۱)< ۲ ۱ شمع‌هاست ی ,): غلظت رسوبات معلق 2 2 1+ (رسشده)+ ارو ام ]1 (8 -------- صفحهٔ بعد -------- تکیه‌گاه با دیواره قائنم تکیه‌گاه دیواره باله‌ای (خط جریانی) تکیه‌گاه دیواره باله‌ای (دماغه تیز) تکیه‌گاه با دیواره شیبدار ۱5| تکیه‌گاه با دیواره شیبدار /۱11:1۷ تکیه‌گاه مثلنی شکل تکیه‌گاه با دماغه نیم دایره ۹ در جدول (۶-۵)» : زاویه برخورد جریان» .آ: طول تکیه‌گاه عمود بر جهت جریان و « عرض تکیه‌گاه و 5 5 لش برای مقایسه و ارزیابی روابط ارائه شده نیاز به داده‌های میدانی و آزمایشگاهی می‌باشد. اما با توجه به فقدان داده‌های میدانی از داده‌های به‌دست آمده در آزمایشگاه استفاده شده است. مجموعه‌ای از داده‌های آزمایشگاهی به دست آمده توسط محققین مختلف. شامل ۱۷ سری مورد استفاده و ارزیابی قرار گرفت و با استفاده از آنها روابط ارائه شده توسط محققین مختلف مقایسه و مشاهده گردید که روابط لیم (۱۹۹۲)» نیل (۱۸۷۳ و ۱۹۸۰)» احمد (۱۹۵۳) لیو (۱۹۶۱) و هافمن و بروسرز (۱۹۹۵) نتایج بهتری از بقیه روابط داشتند [۱۶]. در نهایت لازم به ذکر است که اکثر روابط ارائه شده بر مبنای اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی بوده و تعداد بسیار کمی از آنها با استفاده از داده‌های میدانی صحت‌سنجی شده‌اند. بدیهی است که با مقایسه نتایج به‌دست آمده از روابط فوق و قضاوت مهندسی ۱-۵-۵- مثال یک تکیه‌گاه با دیواره شیبدار ۱۷:11 در رودخانه‌ای عریض ساخته شده است. سرعت متوسط جریان 11/5 ۱ سرعت بحرانی 1۱/۵ 0.8 < ما عمق جریان 5111 - ۷ا» قطر متوسط درات رسوب 11117 8 - رول با دانه‌بندی غیریکنواخت. زاویه قرارگیری تکیه‌گاه نسبت به پایین‌دست "50 -0 و طول تصویر شده تکیه‌گاه در جمهت عمود بر جریان 501 -آ می‌باشد. حداکثر عمق با استفاده از روش ملویل و کلمن (۲۰۰۰) داریم: مک ایکا رگا یگ - لا 8 30 را 6 ۶2/550 ارو 2 اجکی مد َ ۷ لا -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - آبشسنگی اطراف تکیهگاه‌ها ‏ وآبتسکن‌ها ۳۵ برای مصالح یکنواخت .ا < ,لاء بنابراین: [<1|25- (0. 8)- 0. 8) - |[ ۹ (ی ۱۷ - را)- ۷ | دا 0.8 1 5 8 | را جک 0و2 لد سل 485 ول برای تکیه‌گاه با دیواره شیبدار 1۷:11 و زاویه برخورد جریان برابر 50 0 داریم: 5 عمج 40 ۳ »2 »2 با جایگذاری مقادیر فوق در رابطه (۸-۵)» حداکثر عمق آبشستگی محاسبه خواهد شد: 0 -< 0.95 1.6۷0.5۷ 3ع ۷ انتخاب رابطه مناسب با توجه به اهمیت پروزه 9 قضاوت م‌هندسی صورت می‌گیرد. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۶ 1 مه ی ی بستر ( آستانه) -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سشسم - آبشسستگی پایین‌دست تثبیت کشده‌های بستر [أستانه) ۳/۹ ۱-۶- کلیات آستانه ممکن است به‌عنوان بخشی از یک طرح نگهداری تراز آب یا کنترل تراز بستر در رودخانه‌ها مورد استفاده قرار گیرد. آستانه در عرض رودخانه معمولا به‌گونه‌ای ساخته می‌شود که تراز تاج آن با تراز بستر تقریبا یکسان یا بالاتر و کف بستر در بالادست و پایین‌دست سازه تقریبا برابر باشد. این سازه ممکن است از مصالح سنگی. شمع کوبی یا سپری.؛ بتنی. گابیون یا توری‌سنگی و9 یا به‌صورت ترکیبی از آزها ساخته شود. شکل‌های (۱-۶) و (۲-۶) نمونه‌ای از دو نوع آستانه با پوشش افقی بستر و آبشستگ جریان زیر بحرانی ا 0 ارس سر الف- جریان زیر بحرانی جریان فوق بحرانی ری جم 7 5 ب- جریان فوق بحرانی شکل ۱-۶- جریان روی آستانه و آبشستگی پایین‌دست آستانه با تاج کوتاه با -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۶- الگوی جریان داده شده است. پایین‌دست آستانه و در حفره آبشستگی؛ جدایی جریان (لایه برشی جداشده)" و یک لایه اختلاطی صفحه‌ای " پدید می‌آید. در ابتدا محور لایه اختلاطی به خاطر تاثیر بستر اندکی خمیده است. انحنا در جهت پایین‌دست به‌خصوص در نزدیکی نقطه و به کناره‌ها پرتاب می‌شوند. شدت این گردابه‌ها و آبشستگی ناشی از آن ممکن است به حدی برسد که پایداری سازه به خطر بیفتد مگر آن که از روش‌های حفاظتی استفاده شده باشد. در نتیجحه جریان درون حفره آپشستگی تقریبا دو بعدی است. اما هنگامی که عرض جریان پایین‌دست آستانه دارای بازشدگی باشد. جریان درون حفره آبشستگی سه بعدی است. ۳-۶ تغییرات زمانی عمق آبشستگی ۷) انجام شده است[۱۸ و ۲۴] . براساس نتایج این آزمایشات عمق آبشستگی پایین‌دست آستانه به‌صورت تابعی از زمان به‌صورت رابطه زیر بیان می‌شود: ۷۱ ۸ [0 1[- که در این رابطه: 1: زمان (ثانیه) |- 50027۵10 5۳6۵۳۲ ۲ 2- 51۱6 ۳1۵6 ۱111۳2۶ ۲ 3- [10۵110011611 1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسنسم -آبشسستگی پایین‌دست تثبیت کشده‌های بستر [استانه) )۸ ,1 زمان مشخصه که در آن ۱لا < بل« باشد (ثانیه) بل : عمق آبشستگی در زمان ۱ (متر) لا :حداکثر عمق آبشستگی از سطح اولیه بستر (متر) لا : عمق اولیه جریان (متر) ۷ مقدار ثابتی که تابع شرایط جریان است در مرحله توسعه آبشستگی, هنگامی که ) کوچک‌تر از را است. معادله (۱-۶) به شکل زیر خلاصه می‌شود: (۲-۶) رل - ال لا بروسرز (۱۹۶۶) براساس آزمایشات گسترده با حداکثر عمق آبشستگی در حدود ,لا0.5 مقدار متوسط ضریب ۷ را در آبشستگی دو بعدی, حدود ۰/۳۸ گزارش نمود [۱۷]. تحقیقات موسونی و شاپمن (۱۹۶۸) و دیتر (۱۹۶۹) نشان داد ضریب ۷ در محدوده ۰/۲۷ تا ۰ قرار دارد |۲۶ و۵۲] درحالی که مطالعات وندرمولن و وینحی (۱۹۷۵) محدوده ۰/۴ تا ۰/۸ رابرای ضریب ۷ نشان داد |۷۷ | (جدول ۱-۶). جدول ۱-۶- ضریب ۷ [۷۷] (1968) 520/0013۵ ک زا ۸/1۵0 ۰7۳۵-۰۷ (1969) 120۱7 ۰/۴۰۴ (1975) 0ز۷:۳ عک جه| ۷1 ۷۵00۲ ۰/۸۴ نتایج حدود ۱۱۰ آزمایش از تحقیقات وندرمولن و وینج (۱۹۷۵) روی حداکثر عمق آبشستگی و مقادیر مختلف ارتفاع نسبی آستانه (۰۰/۶ ۰/۳ و ۰ < ۰0/۳ 1 ارتفاع آستانه می‌باشد) نشان داد که برای عمق‌های آبشستگی کوچک. اگر ضریب ۷ بزرگ‌تر از ۰/۸ استفاده شود.ء تابع نمایی معادله (۲-۶) نتایج خوبی را نشان می‌دهد. در مرحله ابتدایی و توسعه آبشستگی, اگر مقدار 7 برابر ۰/۴ در نظر گرفته شود. مقدار حداکثر عمق آبشستگی به‌صورت محافظه کارانه به‌دست می‌آید [۷۷|. براساس آزمایشات متعددء زمان مشخصه,)] به‌صورت زیر بیان می‌شود |۱۶ ]: ۴2-7 < را ۳۳-۶ سک (۳۳۶) م0 - م0۷) که در این رابطه: ۱ زمان مشخصه بر حسب ساعت و وک و۲ 330 ۴ 0 ضریبی وابسته به سرعت جریان و شدت آشفتگی ع ۰ 0 معادله (۳-۶) براساس اعداد بدون بعد فرود و رینولدز به‌صورت زیر نیز آرائه می‌شود | ۱۶|: -------- صفحهٔ بعد -------- (۴-۶) ۹-۳ الا ۴ 0 ۷0 که در این رابطه: عدد فرود ( رلاع/./ ۲-۷ ۳) (۹30۹3ای)/ ۲ - را 0 برحسب ۹ /2/3/۵3 عدد رینولدز ( ۱۷/۷ -1) 0: ضریبی که به‌صورت 1/ م۷ < 0 < ,0 تعیین می‌شود دیتز (۱۹۶۹) تحقیقات گسترده‌ای روی آبشستگی دو بعدی پایین‌دست بسترهای افقی و آستانه‌های کوتاه انحجام داد. در این آزمایشات چندنوع مصالح غیرچسبنده (ماسهء زغال سنگ» پلی استرن) استفاده شد. عمق اولیه جریان در محدوده ۰/۲۵ تا ۰/۱۲۵ متغیر بود. مقادیر ارائه شده توسط دیتز برای ضریب تحربی ,۳ و توان‌های رابطه (۴-۶) در جدول (۲-۶) آورده شده است. در این جدول ۲-۶- ضرایب تجربی و توان‌ها در معادله ۴-۶ [۱۶] فق ا 0 ها ما اه (1969) 7اه۱(ا ۹/۹۶ ۱/۵ ۴ ۲/۵ ۵ (1975) ۷:۵۵ عک حت‌ان۷1 جدل ۷۵۷۵ ۱۳/۹ ۱/۷ ۳۴/۳ ۳/۸۷ لاهر۵ ی روابط تجربی متعددی برای ضریب ۸ براساس آزمایشات انجام شده روی آبشستگی دو بعدی و سه بعدی آرائه شده است. طبق مطالعات بروسرز (۱۹۶۶)» ضریب ۸ به سرعت جریان و شدت آشفتگی بستگی دارد. بروسرز ضریب ‏ را به‌صورت زیر تعریف نمود [1۱۷ (۵-۶) (م37 +1) <ه که در این رابطه ن: شدت آشفتگی نسبی و ,) ضریب تصحیح نیمرخ سرعت ( |[ * ,2) می‌باشد. جوریسن و ویلینگ (۱۹۸۹) برای شرایط جریان هیدرولیکی زبر» ضریب » را به‌صورت زیر بیان نمودند [۴۱]: (۶-۶) 510 + 1.5< 0 (۷-۶) 4.4 +15 < 0 که در این رابطه: : تابع زبری مربوط به پوشش بسترء ۳/۳ * ما تج : ضریب شزی مربوط به پوشش بستر بالادست حفره آبشستگی ۲۵0: ضریب شزی پایه برابر با 40۳7/۵ < روج اگر وج >) باشد. آنگاه 1<.] در نظر گرفته می‌شود. معادله (۷-۶) مبتنی بر ۲۵ اندازه‌گیری در جریان دو بعدی و سه بعدی برای 0.05 < ر۲ می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - آبشسستگی پایین‌دست تثبیت کشده‌های بستر [استانه) ۸۳ هافمن و بوجی (۱۹۹۳) با آزمایش روی بستر افقی و برای جریان زیربحرانی روی آستانه, رابطه زیر را برای شدت آشفتگی نسبی رز ارائه کردند |۳۷]: 108 ۳ 2 5 (۸-۶) 0 < با پگ 45. | + 1 ۰ | ۱.0225 ,را گ‌( 60 ۷ که در این رابطه: ارتفاع آستانه (متر) ۵: شتاب ثقل ‎/٩(‏ *13 9/81 - ع) اگرچه بعضی مشخصات جریان سه بعدی و پدیده‌های جانبی مانند گردابه‌های عمودی در معادله (۶-۶) در نظر گرفته نشده‌اند. اما این معادله نتایج قابل قبولی برای جریان‌های سه بعدی ارائه می‌دهند. با تر کیب معادلات (۷-۶) و (۸-۶) ضریب » به‌صورت تابعی از شرایط بالادست حفره آبشستگی بیان می‌شود. گراو و پیلارزیک (۱۹۸۱) ضریب ‎٩‏ را برای جریان دو بعدی پایین‌دست آستانه به‌عنوان تابعی از ,1/۷ بیان کردند (شکل ۴-۶). همان‌گونه که در این شکل مشخص است با افزایش ارتفاع آستانه 0 افزایش می‌یابد که نشان‌دهنده افزایش آبشستگی است. مقدار ه ممکن است با طولانی کردن حفاظت بستر یا با زبرتر کردن بستر کاهش یابد. برای یک بستر صاف از نظر هیدرولیکی, ه به میزان ۰/۳۲ تا ۰/۵ افزایش می‌یاید. (یعنی به‌طور متوسط داریم: 4 + زرد ارو مه 7 6 3,5 ۲۱۱-3 سس ۹ و 0۱۵6 سح - تس سس ۳۳ 2,5 سار 0 2 1,5 1 30 25 20 15 10 5 0 ۱/۷۱ ۴-۶- روابط تخمین حداکثر عمق آبشستگم دیتز (۱۹۶۰) رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی پایین‌دست آستانه ارائه داد [۲۶]. (عه) < ۵۷ _ هل 1 ۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۳ راهنمای روئس‌های محاسبه آبشستگی موضعی که در این رابطه: ۵ ۸/» سرعت متوسط جریان ( ‎111/٩‏ بده ( 5 و ۸ سطح مقطع جریان (*1) مطالعات دیتز (۱۹۶۹) نشان داد که مقدار متوسط ضریب آشفتگی به‌صورت ,21 + 2/3 < 0 و حداکثر مقدار آن ,37 +1 < 0 می‌باشد که شدت نسبی آشفتگی می‌باشد (رابطه ۸-۶ ضریب آشفتگی ۵ توسط پوپوا (۱۹۸۱) به‌صورت رابطه زیر بیان شد. |۲۶] (۱۰-۶) 0.3 + 3.25۳ +0.87 -00 در این رابطه ,۳۸ عدد فرود قبل از حفره آبشستگی می‌باشد. مقدار ۵ در محدوده ۱/۷-۱/۰۵ قرار دارد. اگر جریان حاوی رسوب باشدء حداکثر عمق آبشستگی کاهش می‌یابد و مقادیر پیش‌بینی شده توسط معادله (۹-۶) محافظه کارانه خواهد بود. لارسن و همکاران (۰۱۹۶۶ ۱۹۸۴ و ۱۹۸۲) مطالعاتی نیز روی آستانه‌های شیبدار سنگ‌فرشی (شکل ۵-۶) انحجام دادند و رابطه زیر را برای محاسبه عمق آبشستگی ناشی از این نوع آستانه ارائه نمودند |۳۹|: 01 ۳ 02 (۱۴-۶) | ان ال اه تس لا 10 9۷ که در این رابطه: لا : عمق بحرانی جریان بر حسب متر 1205 : اندازه سنگ آستانه شیبدار بر حسب مترکه ۶۵ درصد قطر دانه‌ها از آن ریزتر می‌باشد 10 اندازه متوسط درات بستر بر حسب متر ۱ 0 < 10( ِ :1 ۹ 72 5 5۱0۶۳۴ در ۰ : : 4 چم ی جر : 2 6 65 لارسن و همکاران دریافتند که م1 می‌تواند با ۲/۸۷ تخمین زده شود. هنگامی که شیب آستانه برابر ۲۵ (یعنی 477: 1۷) و لا در محدوده ۰/۱۸-۰/۱۲۲۲ باشد.ء آستانه‌های سنگ‌فرشی شیبدار پایدار خواهند بود |۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسنسم -آبشسستگی پایین‌دست تثبیت کشده‌های بستر [استانه) ۸۵ (۱۵-۶) اون کاس 5 هل که در این رابطه: 64 : اندازه سنگ‌های آستانه سنگ‌فرشی شیبدار ۱-۴-۶ مثال در یک رودخانه با سرعت متوسط ۱13۱/5 و عمق جریان 2.5111 یک استانه تاج پهن با ارتفاع 117 احداث می‌گردد. طول حفاظت بستر پایین‌دست آستانه برابر 5010 * بآ و زبری موثر آن 0.0510 > یا تخمین زده می‌شود. مشخصات مصالح بستر عبارتند از: 0 > وول 2030 * وول و 30303 > رول. زاویه اصطکاک داخلی برابر "35 - !م٩‏ می‌باشد. دمای متوسط آب 157۲ ۵/ ۹۳۴ 1.1۷10 > ۷ /ع 2630 خیم و ۴8/1 45 -م می‌باشد. ب- مقدار 0 براساس روش‌های جوریسن و ویلینگ (۱۹۸۹) و هافمن و بوجی (۱۹۹۳) چقدر است؟ جچ- زمان مشخصه که در آن حداکثر عمق آبشستگی برابر عمق جریان اولیه استء چقدر است؟ د- حداکثر عمق آبشستگی براساس روش دیتز (۱۹۶۹) چقدر است؟ حل: لف- شدت آشفتگی نسبی در انتهای پوشش بستر: 5 9.81 هام پر ۷8 لس رش )رک 0.05 04 ۴ 1 ضریب شزی: وا 50 -( 9.81 8 + 50-1 ی | 5 - 1.45 + شش رل دروم0 .کر 502 5 0 ۱ ب- ضریب جریان و آشفتگی 0 : رابطه جوریسن و ویلینگ (۶-۶): 5 - 50.15 + 1.5 رک + 1.5 <ه 5 4.4۴ رابطه هافمن و بوجی (۷-۶): 5 ۳۱3۳3۷ ک 4 بو کش بو ره ادامه محاسبات با 2.3 < »0 انجام می‌شود. ج- زمان مشخصه ر] سرعت بحرانی با استفاده از روش شیلدز به‌صورت زیر به‌دست می‌آید (روابط ۱۴-۲ و ۱۳-۲): 3 3 73 469 - 10۹2/3 1. 981/01 1.59) ۰7200103 | ۵18/02 | وول ۶ 0 (150 > ,> 20) 0.0397 - 9۳و46 0.013 - 00 00013 -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۶ راهنمای روئس‌های محاسبه آیشستگی موضعی با استفاده از رابطه (۲۲-۲) داریم: 12 )۸ 40 - )2.5/0 ع۷ 1 << ((*107 2.5/3 2 |)| ۱0 0[ 9.6 59. |7۷ 0.039/ 25 عم۷ با استفاده از رابطه (۲۳-۶) داریم: 9 3302.5 171 - )330 سم 001767 ۱۵ جک کر ۷ کی 7( -[2.32) 7( - (ا0) د- حداکثر عمق آبشستگی: با استفاده از رابطه (۹-۶) داریم: 0 > [0.7[[/0. 7-[0.96۷] ۷ 2.5 عم /[ م۷ - وا ]> بلاع ۷ 2 6 - 0 + 0۳ بر طبق تحقیقات (۱۹۵۶) حداقل مقدار (ه برابر است با ۰۱/۰۲ با توجه به این فرض مقدار حداکثر عمق حفره‌ی آبشستگی برایر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۷ 1 ۳ مه 4 4 بشستگی ناشی از حت‌های ریزشی -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم -آبشستگی ناس ی از جت‌های ریزسی ‎۸٩ ۱-۷- کلیات جریان خروجی از سازه‌های هیدرولیکی اغلب به‌صورت جت می‌باشد که ممکن است موجب تغییرات زیادی در توپوگرافی رودخانه و اطراف این سازه‌ها گردد و خسارت‌های سازه‌ای و زیست محیطی قابل توجهی به همراه داشته باشد. بسته به عمق پایاب. جت ریزشی می‌تواند به‌صورت آزاد یا مستغرق باشد. هرگاه مقدار عمق پایاب از مقدار ارتفاع ریزش بیش‌تر باشد»ء جت مستغرق است. شکل (۱-۷) جت عمودی مستغرق و آزاد را نشان می‌دهد. جت‌های ریزشی را می‌توان به دو دسته جت‌های ریزشی عمودی و جت‌های ریزشی مایل نیز تقسیم‌بندی نمود. جریان در جت‌های عمودی,» به‌طور عمودی با بستر برخورد می‌کند و حفره آبشستگی در جهت طولی و عرضی متقارن است» درحالی که در جت‌های ریزشی مایلء جت با زاویه به بستر برخورد می‌نماید و حفره آبشستگی فقط در جهت عرضی متقارن است. در ادامه توضیحات لازم راجع به جت‌های ریزشی عمودی و جت‌های ریزشی مایل آرائه می‌شود. ۲ ۷ ۷ یه الف - جت عمودی مستغرق ۲ ۷ ۸ ب- جت عمودی آزاد شکل ۱-۷- نمای کلی از یک جت عمودی -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۰ راهنمای رونس‌های محاسبه آبشسشستگی موضعی ۳-۷- الگوی جریان الگوی جریان در جت‌های ریزشی عمودی و جت‌های ریزشی مایل متفاوت است که در ادامه به‌طور مجزا به هر یک پرداخته می‌شود. ۱-۳-۷ الگوی جریان در جت‌های ریزشی عمودی پس از برخورد جت عمودی به بسترء آبشستگی آغاز شده و ابتدا جت با زاویه حدود ۱۸۰ درجه به اطراف منحرف می‌شود. پس از آن توسعه و افزایش عمق آبشستگی باعث افزایش فاصله برخورد جت با بستر (ارتفاع ریزش جت) شده و جت از مرز حفره آبشستگی تبعیت کرده و با زاویه انحراف کم‌تری به اطراف منحرف می‌شود. در جت عمودی» شکل حفره آبشستگی در پلان متقارن بوده و رسوبات خارج شده از حفره آبشستگی در اطراف حفره ته‌نشین می‌شود. ادربریگ و راجاراتنام (۱۹۹۶) براساس مقادیر پارامتر فرسایش 112 و پارامتر فشار ۴ (روابط ۱-۷ و ۲-۷ جت مستغرق عمودی را به دو دسته جت با انحراف زیاد" (510714) و جت با انحراف کم" (۷۷1([14) تقسیم‌بندی کردند [۱۰۱]. شکل (۲-۷) الگوهای جریان و نیمرخ بستر ناشی از این دو نوع جت را نشان می‌دهد. 11 ۱-۷۱) ۲ ۳ (1- 5) ۱/810 (۲-۷) (]- 1 ۷ که در این رابطه: ۷۵ : سرعت جت در برخورد با سطح مصالح بستر ۷ : سرعت سقوط درات بستر (]: قطر جت ۷ سرعت جت در خروجی (متر بر ثانیه) 8 : شتاب جاذبه زمین (متر بر مجذور ثانیه) 50 : قطر متوسط درات بستر (متر) 1 ارتفاع ریزش جت (متر) : چگالی درات بستر (کیلوگرم بر متر مکعب) چگالی آب (کیلوگرم بر متر مکعب) 6 امعل[ 1011060 |5۳۵۵ -۱ 6 معل 10110060 وال۷۷ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۱-۲-۷- جت با این نوع جت در ن جت پس از برخورد با دیواره‌ای حاصل از ان شکل بستر حاصل می به‌صورت بار بستر در گذشت زمان تغییر زی نهایت به مقدار تعادل پارامترها مقدار آن افز انحراف کم سرایط 3> > 1.5 , 0.35> 8 ایجاد می‌شود. در این حالت حفره آبشستگی کم عمه بستر, انحراف کم‌تری (بین 90 و 0 +90) خواهد داشت. در این‌جا 0 زاویه استقرار ذرات حراف جریان» مسیر حفره را تا تاج برأمدگی اطراف حفره طی می‌کند. جدایی جریان در لبه شود که البته تاثیری بر آبشستگی داخل حفره ندارد. مواد فرسایش یافته, پس از انحراف . جهت شعاعی به سمت بیرون حمل می‌شوند. شعاع فرسایش ن! که حداکثر فاصله حمل ر دی نمی‌کند. ولی حداکثر عمق فرسایش با افزایش هر دو پارامتر فشار و زمان فرسایش افز برسد. در این نوع جت» شیب کناره‌های حفره آبشستگی نسبت به ۴ یا .ن بسیار حساس : حالت (ب) سرعت های بالا حالت (الف) سرعت های پایین نی مرن مه اب 1 ی ۱ ی ۹ ۲ سس ۱ ره کسب. ج ره مر 5 در 3 15[ نع ِ سک سم ۱ ۱ سا 0 05 ار ۳ 0 م7 > 0.35 2 0.1177 شکل ۳-۷- الگوهای جریان و نیمرخ بستر ناشی از آن برای جت عمودی [۱۰] 8 بستر می‌باشد. جت بت ثه‌نشین شده و ایش می‌یاید تا در وده و با افزایش این -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای روش‌های محاسبه آپشستگی موضعی ۲-۱-۲-۷ جت با انحراف زیاد حفره آبشستگی ناشی از این نوع جت که دارای یک فرورفتگی عمیق در مرکز است و با یک سطح شیبدار به براآمدگی اطراف حفره وصل می‌شود. در شرایط 14> ۳۴ > 6.5 , 0.35 <متا تشکیل می‌شود. در این حالت» جت با زاویه‌ای بین 0 +90 و 180 درجه وابسته به ۴ یا وتا تغییر جهت می‌دهد. این انحراف جت. مواد فرسایش یافته درون حفره را به‌صورت معلق به خارج حفره انتقال می‌دهد و در نتیجه ظرفیت انتقال جت در فواصل شعاعی بزرگ‌تر» کاهش یافته و ذرات بر روی کناره‌های داخلی حفره ابشستگی ته‌نشین شده و به‌تدریج به سمت مرکز حفره سر می‌خورند و دوباره توسط جریان برداشته می‌شوند. در این نوع جت» جریان داخل حفره آبشستگی به‌صورت دورانی است و ذرات را به‌صورت معلق در حفره آبشستگی می‌چرخاند و پس از توقف جت. ذرات معلق در حفره ته‌نشین می‌شوند. بنابراین عمق آبشستگی استاتیکی (عمق آبشستگی پس از قطع جریان) کم‌تر از عمق آبشستگی دینامیکی (عمق آبشستگی در هنگام انجام آزمایش) است. در این حالت شیب اطراف حفره آبشستگی تقریبا برابر با زاویه استقرار ابشستگی توسط جت دیواره‌ای به‌صورت معلق به سمت بیرون حمل شده و در نهایت ته‌نشین می‌شوند. با افزایش 6 یا نا زاویه انحراف جت افزایش می‌یابد و ممکن است به مقدار ۱۸۰ درجه نیز برسد. هر چه زاویه جت منحرف شده بیش‌تر شودء قسمت بیش‌تری از مواد فرسایش ییافته دوباره به داخل حفره آبشستگی باز می‌گردند و نمی‌توانند خود را از جریانات دورانی داخل حفره خارج ساخته و به نرخ فرسایش کمک کنند. تنها بخش کوچکی از ذرات از طریق جربان شعاعی به سمت لبه حفره» حمل شده و ته‌نشین می‌شوند. این روند تا زمانی که تعادل دینامیکی بین جریان و شکل بستر به وجود آید ادامه می‌یاید. ۳-۲-۷ الگوی جریان در جت‌های ریزشی مایل در جت ریزشی مایل نیز فرآیند آبشستگی اولیه خیلی سریع است. شکل (۳-۷) الگوی جریان داخل حفره آپشستگی برای یک جت ریزشی مایل را نشان می‌دهد. در این حالت جت پس از برخورد با بستر» مواد فرسایش یافته را از ته حفره آبشستگی (محدوده ۸) شسته و همراه خود به سمت پایین‌دست (محدوده 7) انتقال می‌دهد. در این محدوده بخشی از جت به همراه مصالح منحرف شده و تقریبا رو به بالاا بلند می‌شود و قسمتی از جریان به سمت بالادست (محدوده -ح) بر می‌گردد و وارد جریان بالادست می‌شود. رسوبات همراه این جریان به‌صورت معلق داخل حفره باقی می‌مانند. بقیه جریان به سمت پایین‌دست منتقل شده و بخشی از مواد فرسایش یافته همراه خود را روی سطح شیبدار در محدوده 1 ته‌نشین می‌کند و همراه بقیه ذرات به سمت پایین‌دست (محدوده ۳) حرکت می‌کند. تراز بستر در محدوده (] به‌طور متناوب افزایش می‌یابد و مواد ته‌نشین شده در این سطح به تدریج سر خورده به داخل حفره اصلی باز می‌گردد. در نتیجه با گذشت زمان» سطح (] تغییر یافته و سطح تا پدیدار می‌شود. در محدوده ن) قسمتی از مواد بستر دارای حر کت نوسانی می‌باشندء درحالی که در محدوده ]۲ مواد بستر بدون حرکت هستند. روند فوق تا زمانی‌ که میزان فرسایش در محدوده ۸ با نرخ مواد فرستاده شده به پایین‌دست برابر شود و شرایط تعادل حاصل شود پیوسته تکرار می‌شود. پس از قطع جریان» هر دو سطح بالادست و پایین‌دست حفره با زاویه قرارگیری مواد بستر 4 به داخل حفره ریزش خواهند کرد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفنم - آبشستگی ناس ی از جت‌های ریزسی ۹۳ شکل ۳-۷- الگوی جریان جت ریزشی مایل داخل حفره آبشستگی می‌رود. حتی ممکن است جت به‌صورت اسپری متشکل از ذرات آب با قطره های گوناگون درآید. زاویه برخورد جت با سطح آب 0» در فرآیند آپشستگی به‌خصوص شکل حفره تاثیر می گذارد. مطابق شکل (۴-۷) جت پس از برخورد به سطح پایاب» به دو ناحیه مجزا تقسیم می‌شود. قسمت اول دارای یک هسته درونی به طول م[ از سطح پایاب است که ضخامت آن در جهت جت کاهش می‌یاید. در این ناحیه سرعت جت در طول خط مرکزی جت تقریبا ثابت می ماند و مقدار آن برابر با سرعت اولیه جت خروجی یعنی ۷ در نظر گرفته می‌شود. در خارج از این ناحیه» سرعت جت به دلیل پخشیدگی کم می‌شود و انرژی آن در جهت جت کاهش چشمگیری دارد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ راهنمای روشس‌های محاسبه آبشستگی موضعی ۳-۷ تغییرات زمانی عمق آبشستگی کلارک (۱۹۶۲) مطالعاتی روی جت‌های مستغرق عمودی دایره‌ای انجام داد | ۲۰|. ایشان بیان نمود که عمق آبشستگی دینامیکی می‌شود. کلارک برای تغییرات زمانی آبشستگی ناشی از جت عمودی دایره‌ای شکل و مستغرق روابط زیر را ارائه داد [۲۰]: ۷ > )0.21 + 0 003(0 )۳-۷۱ 5 م 005 ۷ 043 ۷ 5 (۴-۷) | الا ال اوو- ۲۲ 0 11 0ع/ 1 1 : قطر جت استوانه‌ای (متر) : فاصله‌ی بین قله‌های ایجاد شده در دو طرف حفره‌ی آپشستگی (متر) یلا : عمق حفره‌ی آبشستگی اندازه‌گیری شده از سطح اولیه بستر در زمان ] (متر) ۷ سرعت جت خروجی از روزنه (متر بر ثانیه) 0۵ : سرعت سقوط ذرات بستر (متر بر ثانیه) ) : زمان (ثانیه) و ع: شتاب ثقل (متر بر مجذور ثانیه) می‌باشد. هانتر و رویز (۱۹۵۰) مطالعاتی روی جت‌های ریزشی مایل انجام دادند. براساس نظریه هانتر و رویز آبشستگی به‌صورت تابعی از زمان در نظر گرفته می‌شود و هیچ‌گاه به تعادل واقعی نخواهد رسید. ایشان عمق آبشستگی را به‌عنوان تابعی از زمان به‌صورت زیر ارائه کرد |۸۱۱|. : 57و ۱ (۵-۷) (000.551۳- ی ۷ 5و 8 آپشستگی در جت‌های ریزشی در حالت مستغرق و آزاد اندکی متفاوت استء زیرا در جت‌های آزاد»ء سیال مقداری از مسیر را در مساله باعث می‌شود تاثیر برخی از پارامترهای موثر بر آبشستگی پایین‌دست جت‌های مستغرق نسبت به جت‌های آزاد متفاوت باشد. از جمله این پارامترها عمق پایاب می‌باشد که در آبشستگی پایین‌دست جت‌های مستغرق اثر کم‌تر ولی در جت‌های آزاد اثر بیش‌تری دارد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - آبشسنگی ناس ی از جت‌های ریزسی ۹۵ ۱-۴-۷ روابط آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی عمودی مطالعات راجاراتنام (۱۹۸۱) روی جت‌های عمودی مستغرق با بستر ماسه‌ای به قطر متوسط ۱/۲ و ۲/۳۸ میلی‌متر منجر به رابطه زیر برای حداکثر عمق آبشستگی گردید [۶۸]: (۷-ع۶) از وکا ۸ که در این روابط: : حداکثر عمق آبشستگی از سطح اولیه بستر (متر) ۷ سرعت اولیه جت در خروجی (متر بر ثانیه) ع : شتاب جاذبه (متر بر مجذور ثانیه) 150 : قطر متوسط ذرات بستر (متر) ,: چگالی ذرات بستر و م: چگالی آب (کیلوگرم بر متر مکمب) راجاراتنام (۱۹۸۱) مطالعات دیگری با پایاب کم عمق روی جت‌های عمودی آزاد دایره‌ای انجام داد و رابطه‌ی زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی ارائه کرد [۶۸]: ار ۷ ۰» (۷-۷) سس 32| .0 شه (۸-۷) 5و2 + ۷۲-۷2 که در این روابط: لا : حداکثر عمق آبشستگی از سطح اولیه مصالح بستر (متر) 1: قطر جت (متر) ۷ سرعت جت در خروجی (متر بر ثانیه) سرعت برخورد جت با سطح آب (متر بر ثانیه) 7 اختلاف تراز خروجی جت و سطح آب (متر) راجاراتنام (۱۹۸۲) همچنین آزمایشاتی بر روی جت‌های صفحه ای عمودی آزاد با پایاب کم عمق انجام داد [۷۰]. حاصل نتایج )٩-۷(‏ ۱7 :10 ال روورو هل /)٩ - 50 /)٩ - 850 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای رونس‌های محاسبه آبنسستگی موضعی که در این رابطه: ,لا : حداکثر عمق آبشستگی از سطح اولیه مصالح بستر (متر) بر ۷)۳ م۷ 1 (۱۰-۷) سر سس 5 و ن (0. 14- )0.05 2 که در این رابطه: لا : حداکثر عمق آبشستگی از سطح اولیه مصالح ۷ سرعت جت در خروجی 0 : قطر جت خروجی ارتفاع ریزش جت تا بستر ایشان همچنین حداکثر عرض حفره آبشستگی از محور جت ,۷۷ را به شکل زیر تعریف کردند: 02 ۱۱-۷ ناه مطالعات رادکیوی (۱۹۹۹) بر روی جت‌های دایره‌ای عمودی مستغرق منجر به روابط زیر شد |۱۶ 1.0 ۷ (۱۳-۷) 0 ۷/۵۰ اگر اما ۳ 8 3 ۷ ۱ (۱۳-۷) 0 < .۷/۷۰ اگر اسل اود0- ۸ در روابط فوق ۷ سرعت جت در خروجی وی سرعت برشی بحرانی درات بستر می‌باشد. ۲-۴-۷ تخمین آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی مایل با توجه به تقسیم‌بندی میسن (۱۹۸۹) روابط محاسبه حداکثر عمق آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی مایل در پنج گروه عمده ارائه می‌گردد |۴۰۱]: ۱-۲-۴-۷- گروه اول شکل کلی روابط ارائه شده در این گروه به‌صورت زیر است: (چود (۱۴-۷) و که در این رابطه: لا : حداکثر عمق آبشستگی از سطح پایاب (متر) -------- صفحهٔ بعد -------- ارتفاع ریزش جت (متر) بده بر واحد عرض سرریز (متر مکعب در ثانیه بر متر). 7 از 0 ضریب و توان‌های ثابتی هستند که مقادیر آنها در روابط مختلف این گروه متفاوت می‌باشند. مقادیر ضرایب 6 7 ۷« ۰ و قطر مشخصه مصالح مربوط به هر کدام از روابط گروه اول در جدول (۱-۷) ارائه شده است. جدول (۱-۷) نشان می‌دهد که مقدار ضریب ۷ در این روابط تقریبا حدود ۰/۶ است. ضریب ۷ بین ۰/۱ تا ۰/۵ و مقدار 7 بین ۰ تا ۰/۶۵ تغییر می‌کند. جدول ۱-۷- مقادیر مختلف ضرایب ثابت روابط موجود در گروه اول [۴۷] لسع یی سس گس هن مس سا 0 ۳ ۱/۴۳۴ ۶ ۵ ۴ 0و ۳ ۱/۱۳ ۶۷ ۵ ۵ 0و1 سک 12۵0|0۲ ۰.۳۳۵ ۰/۵ 0ل 2۳ رزل۳۸ ۵00 ۲۳۱۵۵ ۲۳/۱۲۶ ۱۸ ۰.۳ 150 ۱۰ 1۹۵۵۳ 200 3۹۵7 ۲/۷۶ سس 190 اک اک کیش اک اع که نا اشامت یت اک ۳-۳-۳-۷ گروم دوم در این گروه از روابط علاوه بر پارامترهای بده بر واحد عرض 1 ارتفاع ریزش ۲1 و قطر مصالح بستر 4 از عمق پایاب ,۷ نیز عمق آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی ارائه کرد [۴۰]: 0333 (۱۵-۷) سک 05029 - ۷ 150 که در این رابطه: : عمق پایاب برحسب متر 50 قطر میانگین ذرات بر حسب متر -------- صفحهٔ بعد -------- 17 ۱ ۹ ۹۳ (۱۶-۷) ۷ 0.73 - 0.140 ح ۷ ۸۱ ۱ که در این رابطه: با توجه به داده‌های آزمایشگاهی و داده‌های موجود برای نمونه‌ی اصلی و مدل آزمایشگاهی رابطه‌ی (۱۸-۷ و ۱۹-۷) برای 15 ۹۳ ۱.6۲5 ا ۱۸-۷۱) ال ۷3,27 50 ج 15( (۱۹-۷) ال بو 2و هو ۳0005110۹ ۱5 )چوپ ۷6۳۳۳00۵3110 ان مد ( 3.10۱ - د44) ۷ قدسیان (۲۰۰۲) با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی دوهرینگ و ابت (۱۹۹۴) رابطه زیر را برای پارامترهای بی بعد حفره ر بشستگی در پایین‌دست جت‌های ریزشی دایره‌ای ارائه داد [۳۳]: ای , 11 ۱ ات ۳ (۲۰-۷) ها ِ 0 ا سامت .۸ 1 ۲ که در این رابطه: حفره آبشستگی در جدول (۲-۷) ارائه شده است. جدول ۷- ۲- مقادیری 0 2 و ل معادله (۲۰-۷) پارامترهای حفره آبشستگی نجفی (۱۳۸۱) براساس تحقیق آزمایشگاهی روی جت ریزشی دایره‌ای رابطه زیر را برای محاسبه ابعاد حفره آبشستگی ارائه داد |۴۱]: ۹ 2 ا۵ا۱ وم )وم و [1(۳ - ک)ل 0 ۳ که در این رابطه: 0 پارامترهای حفره آبشستگی ]۲ : ارتفاع ریزش از مرکز جت تا کف بستر اولیه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم -آبشستگی ناس ی از جت‌های ریزسی 1۹ ۷ سرعت جریان خروجی جدول ۷- ۳- مقادیر ۵ 0 2 و 2 در رابطه (۲۱-۷) [۴] لب ش.ه | بارامترهای حفره آبشستگی | سس لصا سح کح هس قدسیان و همکاران (۲۰۰۶) با بررسی داده‌های آزمایشگاهی متعددء روابط زیر را برای ابعاد حفره آپشستگی پایین‌دست جت‌های ریزشی ارائه دادند [۳۷]: 0.3 5 06- ۷ (۲۲-۷) رت اووو1- 2۸ 1۳ 1۳ ۷ 10 0.90 ۷ 1 (۲۳-۷) سس ۳ بل 8.432 - شش 1۳ ۳ ۷ 0.2 8 002 »۰ ۳ (۲۴-۷) س ۳ |10.126- شش 1 ۳ ۷ 0.03 8 030 را ! (۲۵-۷) سس ۳ 0.549 - ۳ ۳ 1۳ ۷ که در این روابط: ]آ: ارتفاع ریزش جت از مرکز آن تا بستر اولیه ,,: حداکثر ارتفاع برآمدگی در انتمهای حفره» 4ا: شعاع هیدرولیکی جت و ۲۷ )٩ -1(‏ .۱/8 ۳-۲-۴-۷- گروه سوم در این گروه رابطه خاصی وجود ندارد بلکه محققین با پدیده‌ی آبشستگی به‌صورت کیفی برخورد و توصیه‌هایی در مورد آبشستگی ارائه کرده‌اند. به‌عنوان مثال کولا (۱۹۶۵) بیان می‌دارد که حداکثر عمق آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی تقریبا ۴۰ برابر -------- صفحهٔ بعد -------- 5 عَ ۱.۰ ۸ ۲ ۰ 8 عَ 2 عمق ابشستگی ناشی از جت‌های ریزشی برابر ۳ ارتفاع ریزش جت است. در این گروه همچنین هارتانگ و هاستلر (۱۹۷۳) با توجه به مطالعات انجام شده توسط کولاء عقیده داشتند که حداکثر عمق آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی استوانه‌ای تقریبا حدود ۲۰ ۴-۳-۳-۷ گروه چهارم این گروه از روابط توسط محققین روسی ارائه شده است. روابط این گروه اگر چه دارای پارامترهای زیادی هستند. اما تعیین برخی از این پارامترها به قضاوت شخصی مربوط می‌شوند و برای آنها تعریف مشخص و دقیقی ارائه نشده است. میسن اظهار می‌دارد که از میان این روابط تنها روابط میخالف (۱۹۶۰)» رابینستین (۱۸۶۵) و معادله‌ی میرتسخالف (۱۹۶۷) را با اطمینان بیش‌تر می‌توان به‌کار برد |۴۷۱|. این روابط به ترتیب به شرح زیر ارائه گردیده‌اند: 1.26 ۱ 0 ۱.۹040 (۲۶-۷) 0.5 0.33 ۱ ۹ - ۹ ۲ 0و 00۱0 ۱-0. 21 - رابطه رابینستین (۲۷-۷) اجکی ان ۷اعملا تسه هس و 190 (۲۸۷۱) و تا ی سس را در روابط فوق 04 زاویه برخورد جت با سطح پایاب (درجه) و رو قطر ذرات بستر است که ۹۰ درصد وزنی ذرات از آن کوچک‌تر هستند. بقیه پارامترها قبلا معرفی شده‌اند. ۵-۲-۴-۷ گروه پنجم در گروه پنجم» پارامتر زمان نیز به‌عنوان یکی از عوامل موثر در نظر گرفته شده است. از روابط این گروه می‌توان به رابطه هانتر و رویز (۱۹۵۰) (رابطه ۸-۷) اشاره نمود. میسن با جمع‌آوری اطلاعات و نتایج آزمایشات مختلف به بررسی نتایج حاصل از روابط ارائه شده مربوط به جت‌های ریزشی مایل پرداخت ۴۷۱ او بدین منظور ۳۷ سری داده‌ی آزمایشگاهی و ۲۶ سری داده‌ی صحرایی را انتخاب کرد. وی همجنین اظمار -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - آبشستگی ناس ی از جت‌های ریزشسی ۰ می‌دارد که بهترین جواب‌ها برای داده‌های استفاده شده مربوط به مدل, روابط مارتینر » چی وکانگ و سولفریک (۱۹۸۰) می‌باشد. برای داده‌های مربوط به نمونه اصلی روابط دامل (۱۹۶۶) بهترین نتیجه را داده است. میسن اظهار می‌دارد روابطی که از مشاهدات آزمایشگاهی به‌دست آمده‌اند. معمولا برای نمونه اصلی نتایج مناسبی نداشته‌اند. از روابط گروه دومء رابطه مارتینز (۸) برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی در مدل از بقیه روابط گروه اول نیز بهتر جواب می‌دهد. ویتاکر و اشلیس (۱۹۸۴) در مقایسه‌ای تطبیقی در مورد حداکثر عمق آبشستگی, به این نتیجه رسیدند که رابطه‌ی ارائه شده توسط مارتینز (۸)» حداکثر عمق آبشستگی در سد کابورا- باسا در کشور مکزیک را با اطمینان خوبی برآورد می‌کند [۸۱]. نتایج حاصل شده از بررسی روابط گروه سوم نشان داد که هیچ کدام از این روابط مناسب نمی‌باشد. نتایج حاصل از روابط گروه چهارم با نتایج واقعی هیچ‌گونه مطابقی نشان نداد. در گروه پنجم» رابطه‌ای که توسط توماس (۱۹۵۳) ارائه شده است نیز نتایج نسبتا ضعیفی ارائه کرده است. ۱-۵-۷ مثال > ۰0 1.0 ع ۰ 3000 - 7 2650/0 حمم تحص /ی 1000 عم 0 > وول 5/ 1.010 < ۰۲۷۱ 0-40۳ حل: با استفاده از رابطه (۷-۷): : 77 + ۷/. و0 کش مرو مرو کشا لاور رطع 0.0013 ۷9.81۷ 1.65 (1- 5)وول8/. ۱ با استفاده رابطه (۱۰-۷): 0.3 ۹ )۷ 09 03 - لش عم ۳ 5 9.800 (1-ک)وملعل 31 31 0.5 ۴ 024 - ۰ (۴۹گ ۹ رو رین - 709 0.30. 05 - ( 5-0 )0.05 11 ح لا ۱. 05 -و) ۲- حداکثر عمق حفره‌ی آپشستگی نسبت به سطح پایاب ایحاد شده در سد کابورا- باسا در موزامبیک در فوریه سال ۱۹۸۴ در اثر سیلی با بده 11/5 5 681 اندازه‌گیری شده است. عمق پایاب در پایین‌دست سد 4017 و اختلاف عمق آب بالادست و پایین‌دست سد 1)00111 و مصالح موجود در پایین‌دست این سد دارای خصوصیات زیر می‌باشد. 0 حول و 2/600 حول و 1 1عورل0 عمق حفره‌ی آبشستگی را با توجه به روابط ۸/1۵90 12:16 ۷/۷ :۹/1 ۲1۵ و ۷۵۲۵۵۶۹۵ به دست آورید. حل: جدول (۴-۷) مقدار حداکثر عمق آبشستگی محاسبه شده با استفاده از روابط مورد نظر را نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱.۳ راهنمای رونس‌های محاسبه آبسستگی موضعی لیس جدول ۴-۷- مقدار حداکثر عمق آبشستگی با استفاده از روابط مختلف سس چنانچه ملاحظه می‌شود رابطه‌ی میسن تخمین مناسب و با ضریب اطمینان مناسبی برای تعیین حداکثر عمق حفره‌ی آبشستگ ارائه داده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هنم -آبشسسنگی نائس ی ازجت‌های اففی ۱*۵ ۱-۸- کلیات عرض جریان در پایاب» جت‌ها را می‌توان به‌صورت جت‌های دو بعدی و سه بعدی تقسیم‌بندی نمود. در جت‌های دو بعدی» جت توسعه عرضی ندارد یا عرض جت خروجی برابر عرض جریان در پایین‌دست سازه است. در جت‌های سه بعدی عرض جت خروجی کم‌تر از عرض جریان در پایین‌دست است. لذا گسترش عرضی جت امکان‌پذیر می‌باشد. ۳-۸ الگوی جریان در جت‌های افقی در جت‌های افقیء جریان موازی بستر اولیه بوده ومعمولا حفره آبشستگی در جهت عرضی متقارن است. در شکل (۱-۸) نمای کلی از یک جت مستغرق خروجی ازیک کالورت افقی نشان داده شده است. در جت‌های افقی» سرعت زیاد جریان در برخورد با بستر فرسایش‌پذیرء باعث جدا شدن ذرات بستر شده و به خاطر گرداب‌های ایجاد شده» بخشی از ذرات به‌صورت معلق در آمده و به سمت پایین‌دست حمل می‌شود. در ابتدا و برای مدت کوتاهی, مصالح بیش‌تر به‌صورت بار بستر حرکت می‌کند [۱۶]. رسوبات حمل شده در پایین‌دست حفره آبشستگی ته‌نشین شده و تشکیل یک برآمدگی می‌دهند. روند جدا شدن ذرات» حمل آنها و رسوب‌گذاری در پایین‌دست حفره آبشستگی تابعی ازشرایط هیدرولیکی جریان و خصوصیات رسوب است. براساس عمق پایاب» جت‌های افقی به دو شکل ۱-۸- نمای کلی از یک جت مستغرق افقی ۱-۳-۸ جت مستغرق عمیق با توسعه آبشستگی افزایش می‌یابد. بنابراین سرعت موضعی در نزدیکی کف حفره با افزایش عمق, کاهش می‌یابد. در نتیجه نرخ فرسایش با گذشت زمان کاهش می‌یابد. در پایین‌دست محل حداکثر عمق آبشستگی» سرعت جریان با افزایش فاصله افزایش می‌یابد. با گذشت زمان زیادی از شروع آبشستگی, سرعت جریان در نزدیکی بستر به مقداری که قادر به جابجایی مصالح نیست -------- صفحهٔ بعد -------- ۶( راهنمای رونس‌های محاسبه آبنسستگی موضعی کاهش می‌یابد. در این حالت هندسه حفره آبشستگی به حالت تعادل رسیده است. زمان رسیدن به حالت تعادل و ابعاد حفره آپشستگی ادربیگ و راجاراتنام (۱۹۹۸)» برای زمانی که 60 > ,۷/۳ > 12 باشد.ء مشاهده کردند که جت افقی خروجی از دریجه یا کالورت در امتداد بستر حرکت می‌کند و آبشستگی زیادی ایجاد می‌کند. در این‌جا « ضخامت جت خروجی و ,۷« عمق پایاب است |۱۱]. ۲-۳-۸ جت مستغرق کم عمق درحالت استغراقی کم جریان جت به‌صورت ناپایدار است که همراه با فرسایش بستر» چرخش مصالح و پر شدن بخشی ازحفره آبشستگی به‌صورت متوالی می‌باشد [۱۳]. برای حالتی که 4.03 > ,۷۱/۳0 باشد.» جت افقی در تماس با بستر بوده و رشد سریع حفره آبشستگی را به همراه خواهد داشت. به این حالت جت بستری (جت نزدیک بستر) گفته می‌شود. بالاچندرا و کلز (۱۹۹۷) با بررسی آبشستگی ناشی از جت دیواره‌ای خروجی از زیر دریچه کشویی,ء دو مرحله رژیم جریان را معرفی کردند: مرحله ول که به خاطر تشکیل جت نزدیک بستر همراه با فرسایش بستر است. مرحله دوم که جت به سمت سطح جریان منحرف می‌شود همراه با پر شدن بخشی از حفره آبشستگی است ۱۳۱ ۳-۸- تغییرات زمانی ابعاد حفره آبشستگ اداره عمران آرتش آمریکا (۱۹۹۱) معادلاتی برای حداکثر عمق, عرض» طول و ححم حفره آبشستگی پایین‌دست کالورت لوله‌ای برای دو حالت پایاب کم عمق و پایاب عمیق به‌صورت زیر ارائه داد: ۱-۳-۸- پایاب کم عمق ۷.0.50« 0)375 0 ۱۷ )10. 5 (۱-۸) : اپ ان 3 9015.) : ۷۸ (۲-۸) ۳13 اپ ان سا 0 0 71( (۳-۸) ۳۱5 اپ ات 2 1 (۴-۸) ۳ ایگ اده- ۹ 0 0 ۲-۳-۸- پایاب عمیق 0.51 <۷۱ 3/5) (۵-۸) 0" اپ انیت ت 015( : ۷ (۶-۸) ۳ ۹ امه ک 322 20 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هنم -آبشسسنگی نائس ی ازجت‌های اففی ۱*۷ 071 2 ۱۳ (۷-۸) ۳5 ۱ پگ |۷ ۱ - ۹ (۸-۸) 3 ۱ پگ |02 - ی لا : عمق جریان در پایین‌دست کالورت بده جریان بر حسب فقوت مکعب بر ثانیه ۷ حداکثر عرض حفره آپشستگی ونآ: حداکثر طول حفره آبشست؟ حداکثر حجم حفره رن بشستگ ۳-۸- تخمین ابعاد حفره آبشستگی ناشی از جت‌های افقی ۱-۳-۸ روابط مربوط به جت‌های دو بعدی قیوم (۱۹۶۰) رابطه تجربی زیر را جهت تخمین حداکثر عمق آبشستگی در نتیجه عبور جریان از زیر دریچه ارائه داد [۱۶]: 4 ن 0.22چچم 0.4 ۹ 0 .8 که در این رابطه: ۹ بده بر واحد عرض (متر مربع بر ثانیه) ول : قطر مصالحی که ‎٩۰‏ درصد ذرات از آن ریزتر باشد (متر) آلتینبیلک و بسماسی (۱۹۷۳) رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی ناشی از جت‌های افقی مستغرق عبوری از زیر 1.5 5 ۲۳ (۱۰-۸) ۳ ای ,ول ۷۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۸ راهنمای روئس‌های محاسبه آبشستگی موضعی که در این رابطه: ۵ زاویه استقرار ذرات 150 : قطر متوسط ذرات عدد فرود ( ,17/۰/8۳ - ۳( []: سرعت جت در خروجی جت ع : شتاب جادبه ۵: چگالی نسبی رسوبات ( 60/ ,0 ۶ ‎)٩ ,: چگالی ذرات بستر و م: چگالی آب (کیلوگرم بر متر مکمب) رادکیوی و بروسرز (۱۹۹۱) رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی ناشی از جت‌های افقی مستغرق عبوری از زیر دریجه ارائه کردند |۱۶|: (۱۱-۸) ات 0.005 ۷ که در این رابطه: 0 : پارامتر شیلدز بحرانی :5 چگالی نسبی رسوب هافمن (۱۹۹۷) رابطه زیر را برای تعیین حداکثر عمق آبشستگی ناشی از جریان زیر دریچه ارائه داد [۳۸]: (۱۳-۸) تسا 2 که در این رابطه: رل] : سرعت جت در خروجی ضریب مربوط به اندازه ذرات بستر است که از شکل (۲-۸) به دست می‌آید. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هشتم - آبشستگی ناس ی ازجت‌ها ی افقی ۹ (1133) وول سرکار و دی (۲۰۰۵) رابطه زیر را برای ابعاد حفره آبشستگی ناشی از جریان عبوری از زیر دریچه که در پایین‌دست آن کف‌بندی به طول .آ قرار دارد ارائه دادند (شکل ۳-۸) | ۷۵|: شکل ۳-۸- نمای کلی یک دریچه همراه با کف بند به طول .| که در این رابطه: ۵ معرف پارامترهای حفره آبشستگی شامل طول حفره آبشستگی ,باء ارتفاع برآمدگی در پایین‌دست حفره 0ء فاصله موقعیت بازشدگی دریچه ۳۵ : عدد فرود رسوبات ( 0و7/۰/80] < ۲0 ) [] : سرعت جت در خروجی : عمق پایاب ۲: طول کف بند -------- صفحهٔ بعد -------- مقادیر ضریب و توان‌های رابطه فوق برای پارامترهای مختلف حفره آبشستگی در جدول زیر آورده شده است. جدول ۱-۸- ضریب و توان‌های معادله (۱۴-۸) [۷۵] ۲-۳-۸ روابط مربوط به جت‌های سه بعدی چن (۱۹۷۰) برای بده یکسان بر روی کالورت‌های مربعی و دایره‌ای شکل زمانی که ارتفاع کالورت مربعی برابر قطر کالورت دایره‌ای شکل باشد نشان داد که مقدار آبشستگی در کالورت مربعی کم‌تر از کالورت دایره‌ای است (۱۶] بوهن (۱۹۷۰) آزمایشاتی ی ابعاد حفره آبشستگی در پایین‌دست کالورت دایره‌ای انجام داد و روابط زیر را برای محاسبه ابعاد حفره آبشستگی ارائه کرد [۱۵]: رو حفره آبشستگی در پایین رت دایره‌ای انجام داد و روابط زیر را برای حفره آبشستگی ار 17/3 نَ (۱۵-۸) اسان 3 ۷ ٩-۳ )۱۶-۸( 0 ۱۷-۸ رها اس (۱۷-۸) 5 : سرعت برشی بحرانی می‌باشد که از منحنی شیلدز به‌دست می‌آید. [] : سرعت متوسط جریان خروجی از کالورت و برابر با (0/)710*/4 است. ۲ عدد فرود ( 7/۰/81 -۳۳) راجاراتنام و بری (۱۹۷۷) مطالعاتی روی کالورت‌های دایره‌ای سه بعدی انجام دادند و رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی ارائه نمودند [۶۶]: 0 ۳ ۸ 4 اساا ام 2 ۶ج دا 0.40 > که در این رابطه: قطر لوله ((0) 8: شتاب ثقل (*1/۹ 0.81 ل]: سرعت جت ‎)۱/٩( ۶: چگالی نسبی رسوب -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هشستم - آبشستگی ناس ی ازجت‌های افقی ار محاسبه حداکثر عمق آبشستگی ارائه دادند | ۷۴]: 045 0 ۷ 2.010 )۱۹-۸( که در این رابطه بده جریان می‌باشد. ابت و همکاران (۱۹۸۴) برای کالورت دایره‌ای روابط زیر را برای عمق» عرض و طول حفره آبشستگی به‌دست آوردند ‎:]٩[ (۲۰-۸) ارر وی | - 4 1 ۷۸ (۱-۸ ۲ ۳۴ج 7 ۳۳۹ ]1 (۲۲-۸) 0 ما 1 ایشان همجچنین برای عمق آپشستگی با توجه به خصوصیات رسوب., رابطه زیر را پیشنهاد دادند: 0114 ( (۲۳-۸) ۷3وی اه 57و . 3 - هد ]1 1 [۷۴]. نتایج آزمایشات ایشان منجر به ارائه روابطی به شکل زیر برای ابعاد حفره آبشستگی گردید: ری که در این رابطه: ۰ حجم حفره آبشستگی ۸: سطح مقطع کالورت مقادیر 2 ۳ در جدول زیر برای شکل‌های مختلف کالورت ارائه شده است. جدول ۲-۸- ضرایب به ۲ در معادله (۲۴-۸) [۷۴] 1] ۶/۵ ۵۳ ۳ ۳۴۷۹ ۱/۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- بروسرز و رادکیوی (۱۹۹۱) طی مطالعاتی بر روی کالورت‌های سه بعدی دایره‌ای» رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی ارائه نمودند [۱۶۱]: (۲۵-۸) ملع(1 خ)0/ عم ما ,تا0.080 عح۷ که در این رابطه: : 1 : سرعت برشی بحرانی درات بستر ‎)/٩( پارامتر شیلدز بحرانی می‌باشد. هافمن (۱۹۹۷) رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی پایین‌دست کالورت‌های سه بعدی دایره‌ای ارائه نمود |۳۸۱]: (ولا - ,)۵ ا1_ 8 7۸ 5 1/3 اِ که در این رابطه: رل : سرعت جت در خروجی دل]: سرعت جریان پایین‌دست حفره آپشستگی 2 ضریب مربوط به اندازه ذرات بستر است که از شکل (۲-۸) به دست می‌آید. ابیدا و تاونسند (۱۹۹۱) برای پیش‌بینی عمق آبشستگی ناشی از جت دیواره‌ای خروجی از یک کالورت جعبه‌ای رابطه زیر را به‌دست آوردند [۸]: 025 27 ۹ با (۲۷-۸) ی م3 ات ۰ :2 2. 03 : که در این رابطه: به منظور مقایسه روابط ارائه شده» با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی جمع‌آوری شده توسط تعدادی از محققین بر روی جت‌های افقی» به آرزیابی و تحلیل برخی از روابط موجود پرداخته شده است. جدول (۳-۸) درصد سازگاری روابط ارائه شده با داده‌های فوق را جدول ۳-۸- مقایسه برخی از روابط ارائه شده درصد سازگاری روابط تخمین عمق آبشستگی با داده‌ها ز) راجاراتنام و بری ‏ راف و همکاران بروسرز و رادکیوی (۱۹۷۷) (۱۹۸۲) (۱۹۹۱) ی داده‌های آزماایشگاهی مربوط به جت‌های سه بعدی و ون ی تن من -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هشستم - آبشستگی ناس ی ازجت‌های افقی ۱۳ همان‌گونه که در جدول (۳-۸) ملاحظه می‌گردد برای داده‌های استفاده شده» روابط تحربی هافمن (۱۹۷۷) و راف و همکاران (۱۹۸۲) نتایج بهتری ارائه می‌دهد. یادآوری می‌گردد که روابط راجاراتنام و بری (۱۹۷۷) و بروسرز و رادکیوی (۱۹۹۱) مبتنی بر آزمایشاتی است که در آن عمق پایاب به‌طور نسبی زیاد است. به‌طور کلی روابط آبشستگی ارائه شده تنها می‌توانند برای به‌دست آوردن یک تقریب اولیه از بزرگی عمق آبشستگی در مرحله تعادل مورد استفاده قرار گیرند و در پروژه‌های خاص و مهم باید از مدل‌های فیزیکی نیز سود جست. در هر حال باید توجه داشت که ابشستگی ناشی از جت‌هاء یک پدیده دینامیک است و عمق آبشستگی نهایی بستگی به اندرکنش شرایط هیدرولیکی» ریخت شناسی و هیدرولوژیکی دارد. در پروژه‌های اجرایی می‌توان مقدار عمق آبشستگی را با استفاده از روابط مختلف محاسبه و با توجه به اهمیت پروژه و قضاوت مهندسی رابطه مناسب را انتخاب نمود. ۱-۵-۸- مثال با توجه به داده‌های زیر مقدارحداکثر عمق آبشستگی ناشی از جت دوبعدی عبوری از زیر یک دریچه را تعیین کنید. 1000<م 2/0 2650حمم مک رل 7۳۵ رول مک 2و مک اه کح ۷ [ زو و م0 سا حل: - با استفاده از رابطه (۹-۸): ۸ 22( 2ی 90 س 7 > بلا+ ولا 4و 22و24 5-0 - پپتک 2.78 حول 22 900 - با استفاده از رابطه (۱۰-۸): 2 034 وود 034 للم 9810.34 رطعل 1.5 9 ۲ 0 لش ۰ ۵ > ولا 150 اش ۰ 1.5 3 ۰ 3.23 5 - موی ۷۹۹ وان و۷ 005 65 2 2 0 5 9 کدرا و کنقدروتا و ای - با استفاده از رابطه (۱۳-۸): 2 0.34 با استفاده از شکل (۲-۸) داریم: 5. 69 - .۸ بنابراین: -------- صفحهٔ بعد -------- ۴( راهنمای رونس‌های محاسبه آبشستگی موضعی : 5 مایت 0 ۷ 59 ۰.9 روشن است که روابط مختلف, جواب‌های متفاوتی دارند و نظر به این که نمی‌توان رابطه خاصی برای شرایط مختلف توصیه کرد. انتخاب رابطه مناسب با توجه به اهمیت پروژه و قضاوت مهندسی صورت می‌گیرد. -------- صفحهٔ بعد -------- ٩ ‏فصل 1 مه آرامش -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۹- کلیات حوضچه‌های آرامش متداول‌ترین شکل مستهلک کننده‌های انرژی هستند که جریان فوق بحرانی سرریز را از طریق ایجاد یک پرش هیدرولیکی به جریان زیربحرانی تبدیل می‌کنند و جهت حفاظت ناحیه‌ای که تحت اثر آپشستگی شدید قرار دارد استفاده می‌شوند. در حقیقت هدف اصلی از ایجاد حوضجه‌های آرامش؛ استهلاک انرژی و کاهش فرسایش ناشی از جریان است. با این وجود در جریان خروجی از حوضچه‌های آرامش بخش قابل توجهی از انرژی باقی می‌ماند که باید مستهلک شود و لذا در پایین‌دست حوضجه‌های رامش معمو لا آپشستگی موضعی رخ می‌دهد (شکل ‎.)۱-۹٩‏ نوع خاصی از حوضجه‌های آرامش,» حوضجه آرامش با انبساط ناگهانی است. انبساط ناگهانی این نوع حوضچه‌ها یک راه مناسب برای استهلاک انرژی در پایین‌دست سرریز می‌باشد. ایراد اساسی این نوع حوضجه‌ها الگوی نامتقارن جریان به ویژه در اعداد فرود بالا می‌باشد. وجود جریان نامتقارن باعث ایحاد آپشستگی نامتقارن در پایین‌دست بستر فرسایش‌پذیر می‌شود. گسترش و عمق فرسایش محلی بستگی به عوامل هیدرولیکی» زمین‌شناسی و هندسه حوضه دارد. آنجه مهم است آبشستگی ایجاد شده نباید خسارتی به حوضجه آرامش وارد کند. در ادامه ابتدا شرح مختصری از الگوی جریان ارائه و سپس به روش‌های محاسبه عمق آپشستگی ناشی از جریان در پایین‌دست حوضجه‌های آرامش پرداخته شده کی ۷ ۴ ۳-۹٩‏ الگوی جریان ۱-۳-۹٩‏ الگوی جریان پایین‌دست حوضچه‌های آرامش معمولی هنگامی که جریان از روی یک سرریز به پایین می‌ریزد. انرژی پتانسیل آن به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود. بخشی از این انرژزی ممکن است روی یک کف بند بتنی با ایجاد یک پرش هیدرولیکی مستهلک گردد. جریان خروجی از حوضچه آرامش دارای سرعت حرکت درات رسوب موجب تغییر در هندسه و توپوگرافی بستر می‌شود. انتقال رسوب در ابتدا به‌صورت بار معلق صورت می‌گیرد و تغییر بعد عمودی حفره سریع‌تر از بعد افقی آن خواهد بود. با عمیق شدن حفره» انتقال رسوب به‌صورت ترکیبی از بار بستر و بار معلق در حفره آبشستگی به دو بخش مجزا تقسیم می‌شوند؛ بخشی در امتداد خطوط جریان از حفره به پایین‌دست حرکت می‌کنند و بخشی در امتداد خطوط جریان برگشتی به سمت بالادست حرکت کرده و قسمتی از آن ته‌نشین می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- آن به سمت پایین‌دست حرکت کرده و به بیرون حفره می‌رود؛ بخش دیگر توسط گردابه‌های برگشتی به سمت بالادست حفره آبشستگی حرکت کرده و برخی از ذرات رسوب روی شیب بالادست حفره ته‌نشین می‌شود. بخشی از رسوبات ته‌نشین شده دوباره توسط جریان به حرکت در آمده و روند گفته شده تکرار می‌شود. این پدیده در حالنی که عمق پایاب کم است اتفاق می‌افتد و معمولا همراه با نوسان در موقعیت پرش هیدرولیکی خواهد بود (شکل ۲-۹). رسوبات خارج شده از حفره آبشستگی در پایین‌دست حفره ته‌نشین می‌شوند و یک برآمدگی را تشکیل می‌دهند. در شرایط پایاب عمیق, ارتفاع برآمدگی رشد بیش‌تری خواهد کرد. اما با سپری شدن زمان که طول حفره افزایش می‌یابد. روند افزایش ارتفاع برآمدگی به‌تدریج تقلیل می‌یاید. شکل ۲-۹- الگوی جریان در فرآیند آبشستگی پایین‌دست یک پرش هیدرولیکی ۳-۲-۹ الگوی جریان پایین‌دست حوضچه‌های آرامش با بازشدگی ناگهانی مشاهدات نجم (۲۰۰۴) نشان می‌دهد که الگوی جریان و به دنبال آن الگوی آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌های آرامش با بازشدگی ناگهانی در حالت بدون آستانه غیرمتقارن خواهند بود [۵۴-۵۶]. در این حالت جت اصلی جریان به‌صورت فوق بحرانی وارد حوضچه می‌گردد و به سمت یکی از دیواره‌های جانبی منحرف می‌شود (شکل ۳-۹). در این حالت حداکثر آبشستگی در همان مسیر یو 1 ب شکل ۳-۹- الگوی جریان در حالت بدون آستانه [۵۵] در حالت استفاده از آستانه انتهایی» الگوی جریان و آبشستگی همچنان نامتقارن است. حفره آبشستگی در جهت جت اصلی جریان شکل می‌گیرد. با افزایش عدد فرود جت اصلیء جریان در پایین‌دست بازشدگی منحرف می‌گردد و به یکی از طرفین حوضچه آرامش -------- صفحهٔ بعد -------- آستانه انتهایی باعث تغییر جهت جریان به سمت دیگر کانال خواهد شد و باعث ایجاد یک حفره آبشستگی فرعی در نزدیک کف بند می‌گردد. در صورت وجود آستانه انتهایی» حفره آبشستگی نزدیک کناره کانال, در جهت جت اصلی جریان روی بستر متحرک شکل شکل ۴-۹- الگوی جریان در صورت وجود آستانه انتهایی [۵۴] الگوی جریان پایین‌دست حوضجه‌های آرامش با بازشدگی ناگهانی در سایر حالات قرارگیری آستانه در شکل (۵-۹) نشان داده شده است. ج- وجود دو آستانه جانبی متقارن شکل ۵-۹- الگوی جریان در سایر حالات قرارگیری آستانه [۵۴] -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۰ راهنمای روّشس‌های محاسبه آبشستگی موضعی ۳-۹- تغییرات زمانی آبشستگم فرهودی و اسمیت (۱۹۸۵و ۱۹۸۲) مطالعاتی روی آبشستگی ناشی از جریان خروجی از یک حوضچه آرامش پایین‌دست یک سرریز انجام دادند (شکل ۶-۹). در این آزمایشات یک کف بند مسطح که طول آن تقریبا برابر طول پرش هیدرولیکی بود» استفاده شد. سه نوع پرش مورد آزمایش قرار گرفت: پرش هیدرولیکی مستغرق ( ,1 < ,لا» :4 عمق مزدوج پرش هیدرولیکی است)» پرش هیدرولیکی متعادل و پرش هیدرولیکی پیشرونده به سمت پایین‌دست ( ,4 > ,۷ ). براساس نتایج این آزمایشات» توسعه زمانی عمق آبشستگی به‌صورت زیر بیان گردید [۳۰ و ۳۱]: ٩ 1۱ و که در این رابطه: 0 طول مشخصه ( و0.50 < و) و و ارتفاع تاج سرریز از کف بند می‌باشد (متر) 1 زمان (ثانیه) زمان مشخصه که در آن حداکثر عمق آبشستگی برابر ول شود (ثانیه) لا نعمق آبشستگی در زمان ] (متر) ۷ ضریبی که در محدوده ۰/۲۳ الی ۰/۲۲ قرار دارد. زمان مشخصه از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۲-۹) فازلاست رک (م ۷ - 0) که در این رابطه: / ۴-33000۲ و را زمان مشخصه بر حسب ساعت (یا ۶۹/93 1.1910۴ < 86 و را بر حسب ثانیه) ,لا عمق پایاب (متر) م: سرعت بحرانی ‎)11/٩( ۷ سرعت متوسط جریان ‎)۱/٩(‏ 0/۸ با 0 بده (119) و۸ سطح مقطع جریان ( *1) ضریب آشفتگی» ,0۷<)1+31,(0» به ضریب توزیع سرعتء 51.0 ,ع» ما شدت نسبی آشفتگی (به فصل ششم مراجعه شود) ۶: چگالی نسبی مصالح پرش هیدرولیکی ۱ 1 ۸ با اک اأ 7 شکل ۶-۹- نمای آزمایشات فرهودی و اسمیت (۱۹۸۲-۱۹۸۵) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نهم -آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌ها ی آرامش )۱۳ درگاهی (۲۰۰۳) مطالعاتی مشابه آزمایشات فرهودی و اسمیت (۱۹۸۲) انجام داد [۲۲]. یک کف بند افقی که سطح آن صاف بود در پایین‌دست پاشنه سرریز قرار داشت. ایشان تغییرات زمانی حفره آبشستگی را به‌صورت زیر ارائه نمود: 7 (۳-۹) ۸ هل 1 »2 که در این رابطه: 1 زمان (ثانیه) لا : عمق آبشستگی در زمان ] (متر) زمان مربوط به حداکثر عمق آبشستگی (ثانیه) تحلیل آزمایشات ایشان نشان داد که 2۶1 ۸ است و یک تابعی لگاریتمی بر حسب م1/ و به‌صورت زیر می‌باشد: (۴-۹) فم-۱ ۳ ]ما09 (و که 0 عمق آب روی سرریز و 0و ارتفاع سرریز می‌باشد. ۱-۴-۹ روابط حداکثر عمق آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌های آرامش معمولی نواک (۱۹۵۵و۱۹۶۱) بیان نمود که با استفاده از یک حوضچه آرامش با طول کافی که پرش هیدرولیکی را در برگیرد. عمق آبشستگی نسبت به حالت بدون استفاده از حوضجه آرامش حدود ۴۵ تا ۶۵ درصد کاهش می‌یابد. نواک با استفاده از معادله جایگر" رابطه زیر را برای عمق آبشستگی در پایین‌دست حوضچه آرامش ارائه نمود که کم‌ترین مقدار آبشستگی در حالت 1.6 * بزیلا/ لا و بیش‌ترین مقدار آبشستگی در حالت 1* ,زیلا/,ا رخ می‌دهد. در این‌جا یلا حداقل عمق پایاب می‌باشد که برای شکل‌گیری پرش هیدرولیکی لازم است |۵۹ و ۶۰) 033 (۵-۹) [۱۷- اس 5و 0.55]6125 ۷ 90 که در این رابطه: لا : حداکثرعمق حفره فرسایشی از بستر اولیه رودخانه ( 1۳) 7 اختلاف تراز آب در بالادست و پایین‌دست ( 1) ,لا : عمق پایاب ( 13) بده واحد عرض ( 5 )) 0ول: اندازه ذارات رسوب ( ( 11) کاتاکلی و همکاران (۱۹۷۳) براساس مطالعات آزمایشگاهی روی یک سرریز با حوضچه آرامش با طول ,لا5 رابطه زیر را برای حداکثر عمق آبشستگی پایین‌دست حوضجه آرامش ارائه نمودند |۱۹۱|: (۹-ع) با ول 1.61۳۹۳ ۷ که در این رابطه: |- 07 -------- صفحهٔ بعد -------- اختلاف تراز آب بالادست از بستر اولیه (متر) ۵ بده در واحد عرض ‎)۳*/٩( آپشستگی ارائه نمود [۲۲]: ۱/45 (۷-۹) اد + 150 10 1/3 (۸-۹) ا 5۰ 150 10 که در این روابط: لا : حداکثر عمق آبشستگی موقعیت محل حداکثر عمق ابشستگی از لبه انتهایی کف بند (7) 0 عمق آب روی سرریز (۲3) ۳-۳-۹ روابط حداکثر عمق آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌های آرامش با بازشدگی ناگهانی با آرایش‌های یکی از انواع حوضچه‌های آرامش» حوضچه آرامش با بازشدگی ناگهانی در پایین‌دست می‌باشد. الگوی جریان و به تبع آن الگوی آبشستگی در پایین‌دست چنین سازه‌هایی متقارن نخواهد بود. تحقیقات زیادی در زمینه آبشستگی این نوع حوضچه‌های آرامش انجام شده است که در ادامه به آزها اشاره خواهد شد. ۱-۲-۴-۹ در حالتی که آستانه وجود ندارد فولادی و همکارانش (۱۹۸۷) مشاهده کردند که در این نوع حوضچه‌ها زمانی که جریان زیر بحرانی است. الگوی جریان متقارن خواهد بود. ایشان حداکثر عمق آبشستگی را با رابطه زیر به‌صورت تابعی از عدد فرود و نسبت انبساط بیان کردند |۳۲۱]: 0(.44) 8-۳ ِ (۱۰-۹) ال |رتاودم.0- ۰ 0 »2 که در این رابطه: ,ا: حداکثر عمق آبشستگی در امتداد خط مرکزی جریان لا : عمق جریان ورودی ۳۵ : عدد فرود ذرات که از رابطه زیر به‌دست می‌اید: (۱۱-۹) زک ۲0 ۷ : سرعت جریان در کانال ورودی به حوضچه 5 : چگالی رسوب ۵ چگالی آب 3 عرض جریان پایین‌دست -------- صفحهٔ بعد -------- : عرض جریان ورودی به حوضچه نجم (۲۰۰۲) مطالعاتی روی آبشستگی پایین‌دست حوضچه آرامش با باز شدگی ناگهانی(شکل ۷-۹) در حالت جریان فوق بحرانی 1 [ (۱۲-۹) -3.59)36- 1 و( <تل ناس + (0قک)28.9-21.13 25 1 0 ۷0 70 که در این رابطه: ول : ارتفاع باز شدگی دریچه ۷ عدد فرود به‌صورت: لگ - ۳ ۷80 ۵ : سرعت میانگین زیر دریچه رآ : عمق آب در بالادست دریجه -: طول کف بند حوضچه آرامش دریچه لس ی ۹ ۱ باکر ی ۱ ۱ سم 3 1 ۳ 0 ت‌ِ بان شکل ۷-۹- آبشستگی در پایین‌دست حوضچه آرامش با بازشدگی ناگهانی [۵۵] ۲-۲-۴-۹ در حالتی که آستانه میانی وجود دارد نجم (۲۰۰۲) مطالعاتی روی آبشستگی پایین‌دست حوضچه‌های آرامش با بازشدگی ناگهانی انجام داد. در این مطالسات از یک آستانه میانی در حوضجه رامش استفاده گردید. (شکل۸-۹). حداکثر عمق آبشستگی در پایین‌دست حوضجه آرامش در این حالت با رابطه زیر ارائه گردید | ۵۵]. ۸ 9 ۲ ای (۱۳-۹) 7 )0.3 برع 47 درطل‌هموما رل 023+ (گ7.3 1-(1.27)5- ۷۹ ۲ 0 70 0 70 [۵6 که در این رابطه: فاصله محل آستانه از دریجه 5 ارتفاع آستانه -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴( راهنمای رونس‌های محاسبه آبشسشستگی موضعی شکل ۸-۹- آبشستگی پایین‌دست حوضچه آرامش با بازشدگی ناگهانی و وجود آستانه میانی [۵۵] ۳-۲-۴-۹ در حالتی که آستانه جانبی وجود دارد نحم (۲۰۰۴) همجنین مطالعانی روی آپشستگی پایین‌دست حوچه رامش با بازشدگی ناگهانی و وجود آستانه جانبی انجام داد (شکل ‎.)4-٩‏ نجم برای محاسبه حداکثر عمق رن بشستگی در پایین‌دست حوضچه آرامش در حالت کلی رابطه زیر را ارائه کرد |۵۴۱]. (۱۴-۹) بو خلا 70 ۷۷ فاصله محل آستانه از دریچه طول حوضچه آرامش ۷ طول کلی آستانه‌های جانبی متقارن در جهت عمود بر جریان (زمانی که دو آستانه وجود دارد ۷۷۷ دو برابر طول یکی از شکل ۹-۹- آبشستگی در پایین‌دست حوضچه آرامش با بازشدگی ناگهانی و وجود آستانه جانبی [۵۴] -------- صفحهٔ بعد -------- اسقس بل یبد سا اد اد تا 8 0 0 1 ۳-۴-۹- مثال می‌باشد) جدول ۲-۹- مشسخصات مربوط به مثال چگالی نسبی مصالح (5) حل: - سرعت متوسط: 0 1 0.3/ 0.37 0/8 و0 - سرعت بحرانی را با روش شیلدز می‌توان به دست آورد: ٩ - 48‏ از ۹(۶ 10 1/)0.86 689.8 1] 12010۹ - ‎٩‏ اار 2 /ع 1 - )رل < 0 (4> :0) 0.0711- ۱ ,00.240 3010 کباب لا / 1120 0-180 0/ کل 2 عم۷ 12031 َ 5 ( شک و 10 120 11168981 2.5/0:07 - 3006 - زمان مشخصه 9 >[ (0.3 3۷ +1) > پع( ما3 +1)<ه -------- صفحهٔ بعد -------- 8 3300.61 *(1- وت 330 ی 0.2973 - 1.2 ۱. 9) ریا - 0۵) 2 2 << 5 - برای حداکثر عمق آبشستگی بعد از ۳۶ ساعت با استفاده از معادله (۱-۹) داریم: 0 36/31۳*2) 1.145 - 02( رلع۷ 1 بنابراین بعد از ۳۶ ساعت حداکثر عمق آبشستگی برابر 1.210 می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- منابع و مراجع ۱۳۷ منابع و مراجع ۱ آذر فرادنبه» اردشیر, «اثر دانه‌بندی مصالح بر میزان آپشستگی پایین‌دست سرریزهای ریزشی آزاد»پایان‌نامه کارشناسی ۲- معدلی» ناصر؛ فرهودی, جوادء (۱۳۷۵)» «تاثیر فاصله‌ی پایه‌های پل بر عمق آبشستگی پایه‌ی پل»» پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد تاسیسات آبیاری» گروه مهندسی آبیاری» دانشگاه ارومیه. ۳- بیات» حبیب‌اله» «اندر کنش سازه‌های آبی و فرسایش»» دانشگاه صنعتی امیر کبیرء (۱۳۷۹). ۴- نحفی, جوادء «آبشستگی پایین‌دست کالورت لوله‌ای»» پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تربیت مدرس» دانشکده فنی و مهندسی,» (۱۳۸۱). ۵- «راهنمای آزمایش‌های دانه‌بندی رسوب»» نشریه شماره ۲۶۹ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور. ۶- «راهنمای تعیین دوره بازگشت سیلاب طراحی برای کارهای مهندسی رودخانه» نشریه شماره ۳۱۶ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس‌جمهور. ۷- نصرالهی» علی» «بررسی تاثیر درصد بازشدگی بر روی آبشستگی اطراف آبشکن‌های باز» پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تربیت مدرس, (۱۳۸۰). 1 10۳۵ ۰ کاعااه 00-01 ۵۲ 00۹1۵0 دامع نما 10 10۹۵ ۲ مقلوم۸ -5 1۰ 425-440 ۳۳۰ 3]0.3 ۷۷۵1۰117 ۳۵16618 ععه 10 200 1۳۶۵0 1 [۵ 0۳ 001611۵110 560۳ این لمع انمنا س) ۱/007۵ 200 سا ۴۰ ۴۱۵۲۵۵7 .۸0۲5 -9 ,13603-13674 .10۳۳ 11000 ۷۵۱۰ )۸5 ۳۵۱82 ۲1۷۵۳۵۵۱۶ 8 03۳۳۵1۵۴ ۹۳۳۳۵۶۵۵ ۷ 0605 ع۹ما او ۳0۹100 ۸ ۳۵۵۵۵ 200 .0.0 ع0عزعل۸ -10 19-336۰ .1۳۳ .30 34 |۷۵ ۹۵ ۲1۷۵۵۵۱1۵ اه امم ملاع ز اصعا ی ۷۳۵ 6 0۷ 6۳0۹100 ۵۵ 2۲۵021100 ۹۵۵1۵۲ ۵۲ اما لا ۹۵۵۵۵00 200 0.0 ۸000206 -۱ | 1034-1042۰ 10۳۳ 2400 ۷۷۵۰ ۳۵1۵۰ ۲1۷۵۳۵۵۱۱6 اه م10 ۰" معاعز [[۳۵ ۱۳۵۱01 5 1110 ۹1۳۹ اعااباه اه 00۱۹۵0 6ط) اه ماک 0ع17 م1 معط مه اعازط ۸ -۱2 ۰[ 00.105-12 ۹/1201 41۵ ۵26 0۵ 68 0۲011166 اعد 060 200 ۹۳1۵66 ۷۷۵۵ کا 1۹1۵1260 ۸ بل بالگ 00ه گا ۵1۵0200۵ -13 662-66۰ :25 ۷۷۵۱۰ ۳۵161۵۰ [ز ۲0 اه هل ۲۵020 زک واه م2 1۳۹۵۵۵ ۷1۵60 ۰ ۲1۷۵۵۱۱ ۲ [۵ ال کلام ۳۵26 اه اوعد ها ۱۵۶ عاهد 1۵ .ظ .ظ .ملظ -14 793-704۰ .00 30۰10 ۷۷۵/۰126 ۸50۳ ۰] ۲1۵۲۰ کاعا اه 0۳۵10 5۱0۳0 200 ماه ۵۲ ۲۵۵۳۵۹ 3۱۵۳۵۵ ۵00 ۳۰۳۳۵۹۱۵۵ بل م80 -۱5 ۰ ۹/155 ۷1۹۳۵۰ 100 هاگ ۳۳۵۵۳۱۵۲ ۷۷۵۱۳۵۵۰ جسه ک نآ ۲1-70-2 معط 1۷۹2۵1100 ع ۵ 0عنعل 5ع6 اک 31۵016 ۵ نک بل ۳۵۵۵۵۵ 800 .۵ ۲1۰ ید۵۳ -16 2: 8316۵ ۳۵11۲۵, 1 ۰ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۸ راهنمای روس‌های محاسبه آبشستگی موضعی ۳۳۵۵ ۵۲ 510051 0 001‏ معک 106۵ [۹10۵ع ۵1 ۷۵ اه عاهی ۳1۵ 0 .لا 17-۵ 6۰ ۳00۵ 0۵10 هآ دمک ۲1۵۵۵6 + ان تم 06 نامام 200 01105 1۵ #بامع5 106۵ آ۵ ۹1۷۹11221100 ۷۷ گا ۳:12 مه ۸۵ ۴۵۱۵۵۳۰ ۳ ۵ مماطاظ -۱6 -8:23 00611 ۷۵۳۵۵16 1۵ ک6م0 1 نها کفعع م0 -ا 1۸۵11 0061۰ |۱۵۵۵ 2 عمزکد کا0 ‎٩01 ۰ 239 5 0625 10۳17200۵ آ۵ عکی 200 منققط 2زا اد او 0 عط) اه دامع او وی ۸ باه اه 0 زاماهات -19 23-33 :2 11200041 +حصعل ععها 0۳ حدم ادا ۱1۳ عمط همهم ندنل جعه [106۲1۵ ددع1۳ ]۳۳۸ .۵161۵5 ۵۷۵6 ۵0 کاعز 0عع ند اه 2000 1۵۵ ۷۷۰ ۳ اقا -20 ۰ 1۵0۵۱ عععلاای [۵ 116۳۵110 *۵۶۹1ط ۵ 61۳۵۵8 اعز ۷۵۵ ۷۱۵ عولط که مهم اکذنل بوو ۳۳ بط معا -21 ۳۴ع۳۵0 گل 55 ]0۵0 8 ما00 فک عزا۵۵ ۷۵۳ 1۵۳ 100 21 که .1۱005 ۰ ۲1۷07۵016 0۲ |10۳۵ ۹11۳۵۷۰ 2 اه شعاد 00 ال مک بط نطهع 12 -22 ۰ م4 ۷۵۱۰41۰0۰ ۷ .له 3 الط غامد اه و۲۲9 ۴۰ بت مصمکص وگ هک حزه 0 -23 ۰ ۸۰۷۰ ۷۵۳۴۰ 60.30۷ 00 |[[:۲ [۵ع10 [۵ ۵16۹100 ۳۳۵۵ 200 ۷۷0 ۵۲ 1۷۹2۵00 ۹۹۱۵6 ۲1۱۵۳۵۵۱6 1اع -24 2 64 1۷۹18221100 ۰ ۷] 200 ]11111 ۳۵۳۹ ۱1533 10۷۹2200 عا0ط +50 عم ناماممم کعز 1011۳۵۳۵۵ -25 ۹1۳0۵۳۳6 [06 هاوگ صعاطا| معله معصلا جز ۳۵۱۱۵۵ ۷۷۰ بل 002 -26 7۰ 1۴۵۲۹۳۵ 1۳106101202 1701۷۹0۵ 155 ۰۲1611 ۱1111:1260 ۲1۷۵۳۵6 0۲ ]10۵ نامع اعاا0 0۵ 1۵11666 اطع م00 بط یک امش 00 ۳ 2 27-100 4 76 70-14 12.۳۳.14 12000 ۷۷۵۱۰ ۸50۳ ۳۵۱۵۳۵۵۰ ۰ )۸/7 م۲۲ مفاعز 11۵۵ امک بل 1۳0۵۹ 200 با ۵ ما۸0 10 1000۵ -26 ۰ 161-169 مر ما ۲1۷۵۵۵۱۵ 1۵۳ 0اه مکک۸ 1۱۵10۵ 41 رز 1166 50۲ 2 27000 110۳ 0 کا 0000160 ۲۵ ۵ کاعلاه عاهک ۰ ۷۹۲۵ ۴۰۰۵۵۵ ۳۱۱۳۵ -29 635-6464۰ م70 130110 |۷۵ .۳۵108 ۲1۵۳۵۵6 او هل ۰ اعصمق لت 0۵ 1و ۳۵ 0ل 0 از ۷۵۳۵۵۱۱۴ ۵۲ 2۵ع ۹ 0ل کعلتاوتم سمعک اما 1 ۷۰ )زگ 200 ۰[ ۳۵۲۳۵۷۵۰ -30 235۰ ۳۳۹۵0۷۹۵۰ ۲1۲۵۵۵۱۱۵ 1 |0۳۳۵[ 00[ ۷۵۳۵۵۱۱۴ ۵۲ 00۳۹۵0 اعد ۱۵۲ علهعی 116 ۷.۲ .کل )نگ ۵00 ۳۵۳۳۵۵۱۵ -31 ۰ [16 147-1 10:1 ۳۵1۵۲1۵۰1081۷ ۲1۲۵۵۵۱۱۵ 5 م6۳3۵ 0060 1 110۳ ۹۵ ۴ ۳ عع اک 200 بل 60۵06 سس ماه ۳۵۵۱۵۵ -32 ۹9-102۰ .100 250 19870 ۹۵۳ ۲1۵۳۵۵1۵ اه [۵ ۵30 ۵۷۵۱۵ ۷۱۵ ۸۳۲-1۸۰ 1310 اه 8 اه شاک 0۳ همع عامط 0۲ ۵ مغ حلم ای -33 ۰ ۸2۹۲ :5182006 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۹ 1 [00۵ل ۹اعز[ ۱۷۵۵۱۵۱ 1۳۵۵ ۵ 6ل 0۲عی آفم1 10 ۵11ر۵ 1 300 85۰ 3/۵116 3.۰ کدی -34 6۰ 00253-260 ۷۷۹4 ها 159 ۷۵۱۰ ۹1۵۵۵20۵ ۷۷۵۵۲ ازا0) ,۸۲۷1 ]7۳۸ 31۳۷۷ 1 ۵0) 0 1701۷۳۹ نامع عازم اه ۹۵۳۳ ۸ ۲ 35-11۵۵ 78-392۰ 0 .۵0 ۹۵0 2 ۲۵۵ 360-11۵۵۵ ‏کصلکقط عدزاااه مگ ۳ ما۳۵‎ 200 00۱۳۹1۳۵۵ 0۳۵1110 0067 1۳۵۵ ٩۷۵۳۲۵[| ,حححل هل 00 موی ۱۱۳۵ عطا اه جع00م ۳ رل 100 :۱ "حصسعل ا۵ دعر‎ ۷1۵010 )0 [۰ ۷۵۱ ‏م۳3‎ 39-56 ۰ 7۳ 10621 آ۵ 102 غود (ف ۵1۵ ۵۱۳۹0۵ ۲۷۵ ‎٩‏ بززو80ظ ۵00 3 بت بل ۶ 37-۲10۱۱۳۵۵ ۰ 615-634 30:5[ ۵۱:3 1۸11۷ ۵ ۷۵۳۵|۱6 اه اهدسملجعا۵ 011000 ملظ .شخ بش 31۵۵ امک ال ۲3 زنط ۷ ۵00 ۱۰ 6 بل نگ ۲۵۱۵۵۹ -38 ۱097 40 0۳۵1166 80 اکعل آ0 ۱11۳۵۳۵ (11۵۳۵0/۵ آ0 10۳ 398۸۵ ۵۰ ۵۵۵۲۳۲ (نطط1 11۲1۴۸۰[ -39 ال] ۲1۵۵10 مادک ماد امومع اعصصعط لها ال 10۳-0 طانس مهن ۰ ۳۹۵۵۵۶ ۲1۷۵۵۵16 او 6ا۵ا ۹ 10۵ ۳۵۱۵۳۰ ۸ 0 )۷۷۵0/115۵ ۳ 00011۷0 معط ناه 11۹۹ نعط اما اامطه 06 معط ان]* مطع یل -۸(0 23/۰ م3430 ۷۵5۵0۳100۳۴ 5 6 م۷۵۵۵ اه ناک 00۳۵ سوک هم ۷1۱۵۵۰ ۵۵ ۳۵ ۸ 10 -4۱ ,5433-5440 :011۵/۵ ددع 00 277 اعد |0۳۵6 ۱۵۵ ۵0۵ ‎٩176‏ 2۵10 ۵۲ ۳۵۵ ۳ بک اع۵ ۲ مه سبط سمل 83 ۸ بل ما۵۱ -42 ۰ 0 |45 - 440 :28 ۷۵[۰ ۳۵101۵2۰ |( اه لول امه عامع معزناد 3 0۵0۳ 7 3۳0 0۳ع5 آ0 ۷۵۵10 ,1۵,0۵ ۳۵۵ ۳۵۵۵ 0۸ مک 000 [ ۸ ]۳۵۳۷۵۳۰ -43 1091-1106۰ ب 80 1181310 |۷۵ با نکش۸ ۳۳۵۵۵ ۲1۵۵۵۱۱۶ او امس من موم ۵۵۵ 1۳۵۹0۲0۰ 5001161 آ۵ معام ۳۳۵ ۳۸۵۵۰ ۷۵۵ ۲ مم[ 44 ۳ بلط ۳1۷۵۲ وا 0۵ داز ۳۵۵ او ناه مد 00 ععلع وم عطا ما نوی ۸ حصنه3 -ک4 00.7/99-4 ,44 11041۰۳۵007 |[۷۵ 1۵0۵ 0۹ ۱۵۳۵۵ 0۵۵ 0۵ 1۵۳۰ 06 ۷0 اه دامع 2 امه او ام ۳ ادالد 20 ۵00 ۸۰ بش 72۵ کظ ۵ ماک ‎٩46- 6۰ ۳۳۵۹10 200 وگ 0 016 370 ۳۵ اه دهم ۳۵ د 01۱ 1 0/۵1[ ماع 11۵ 20 کل 0۵0۳ اوعد اهاز ۳۳۵۵ مک ما۸ ۵00 ۳۰ مص0ک۷۵ ‎٩۹7- 5۰ 220-223 2 :30 ۰۷۵۱:1۱11 ۳۵۱۵۵18۵ ۲۲۷۵۳۵۵ 7۲ ۷/01۳ 0005 ععساام ومد داعلط مزا اه معاحعل ۵ط) 1۵۳ حعدزا لسع آه ۳۰۳ ۵۹0 -4۵ ۰ 0 0/010 56010 60۹۳0 10 ک ۰ م6[ |۷۵۲۵ 01۳۵۲ 200 ۳265 اد س0ع5 ۵۵ |۹۵۵۵ ۵۲۳۶۰ ۵ بش۸ ما۸ بت بل ۷۵۷ -49 ۰ 10۵0 ۲۳۹۵۵۵۲۲0۰ ۲۵0۳۲۵۵ ۲عا ۵ مک ععلط مک ممحصل ام ۵00 ۷۷۰ .۵ معا( -50 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰( راهنمای روس‌های محاسبه آبشستگی موضعی 7 ]0۳۵[ عم ۳0۵26 اه 500 |۱۵۲۵ ۱۵۳ علهک 6 ۵ 010 ۵6 ۷۷ .ظ ۱1۵1116 -51 59-65 .۱۵0 12530 |۷۵ کش 2 ۳۵ ۲۶۵۵۵۶۱6 ۰( 7313 10۷ ۸0۳1۵00 ۵۲ اند 110 اند ۳۵۵۵ اه سک ما ۷۷۰ .۵ ۱1۵11۱6 -52 30.۰ ۳۵۵۰ .08 |[(0 هام1۵ 5 ا۳۹]" ۵018۶6 ۵۳۳1۳6۵ ۷۵۵ 02 631۳۵870210۹ ۳۵ مق ماک هه ۳ ۱/0۹0۵ -53 0 1۳000۳ کعل مععسس :۱ 700 جعل انعاعاعممططه جح جر معا ددع۹۵ معاعاممهع ۰ ۴۵۲۱۳۵۱۵ ۵۱۷۵۳۹۱۵۲ ۳۱۵۳۳۵۵1۵0۳۵01۹۰ 016۴ ۳86 ۲۵۳ طلامعل سمعک ها ۳۵۳۵۵۵ ۵۳ کم ناکم نها معنف ۰1 3۰ مهطه 22 -54 5 ع۳6] آ0 ۱11۱۵ هلاقم 10 ۲۵۵02 0110۳۵ اه 11۹ ۳۵ ما عامحمم دزح ۳ ] 6۰( ۳) ۳۳:۱۹ آ0 1000۲ او ععجی 1 ۳۵ 10۵۳ ۷( 20 ۵1 ۹1۳2 0ل طلامعل ماع ۹۵۳۵۵ ۵۵ 2۳۳۵082061 اند آ0 ۳۵ بش یا -55 4۰( ۹۲۳۳۹ ۲1۷۵۲ 200 کصقل او کعزا 31۵۵ کم که 502 میاه 8 8 600201 ص00 او 00۹1۵0 کعناک اه امک 1۷۹221188 ۵ بش مصعا -56 1۰ ۵۷/۸ 101۳۰۷۷۵۲۹ معع دامع که 68 613۳820 م20 ۵۲ 00۹1۳۵ داماد ها سک 1۹22008 ۵ مش 57-۵0 10۰ 02510۳1۷۵۲ ۰( 20208 او ۸5500 ۳۵۹0۵10۵ 200 ۲۰۵۵ ۲1۵۳۵۵۱ 85۳۵6 ما ۲006 ۴ 56-30 1۱07 6[ 0۳ 50۰ 1۸17 0۳ 8۳۳۵۵۰ ع ۵0 ۳2۵0612 ۱۵ کم نع عازم اه اعد اما 0۵۰۵/۰ -59 -164 م0 هب۸ 25-28 ۲۵۵0۵ 10۲۵۵۵۰ ۳۳00۵۰ م1۵0۹ ملک ۱۵2 ۵ ۳۹ ۱796 ۳۲6۴۳۲۴ بااند ۵00 معط ما میم لهنمعمی طازس دصزفهط عصناانه ۵۶۲ پولک 2 60-310۵ 015۰ ۳۵06۲ ۲12۷۵ 1۳6 عع م0000 8 0۲۴ 00۹1۳20 00166 200 0عک ۵۵ حدم 1۵۵0 ۵۵ او ععص ام ۳ 61-10۷۵ ۰ 10۷60675 0166 1۸17 19 ۳۲۵۵۰ که 1031۵1 اعد م10 200 20121100 ععل0 ع8 م0 ۵ بل معها 200 با ۳ ۳۵۳۲۵۵۰ -62 ,4 332 ۲۵16 عم ع8عدع 0 ع ۳ ۳۱۵۳۵10۵ او دهع 1۵۳ کعصناعلس 63- ۳۵۵۲۹0۵۰۵۰ 5. 3۱۷۵۳ 081066182 ۳۳۵66 71۵ 6۰ 68 10۷۵1۵۲۱۱ ۳1۵۷06 ۵۲ 0۹۳0۵ هه معن1 ۳۵ ۵۶ کعصزاع ی 64-۳1۸6 11۵1 ۳۵۳۳۳۵۵۲ 1۳6 0۲ 4 ۲۵۵۵ ۷۷۵۵۵ ۵۲ 0۳ ۷۷۵۳۵ ماه ۵۶ عاناههامعی ۰ ماع 5 57 30 ملظ ما امععام مگ 1 عانصصم ۳۵1۵5 :16631006۹ 1۳۵1۵1۵۵8 1۱۷۵۲ ۷۷۰ یگ ارهاظ بط نمادزه ۳۳70۳ -65 ۰ ۳۵11۳۹۵ 8266۵ هام۸ مه معنف0 .۰ ۳1۵110۵1 01 ۳۲۵۵۰ ۳۳۹ 8086 وه سامعک اه ام 1۱۵۵ بش یک اممحم۸ همه م0 -66 51-554 .0 5۸] ۷۵۲۳۴۰ 0۳ اهاط ما0 کعز ۲۶۵۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳) ۲1۷۵۲۵ ۵۲ |10۳۵ "از |9۵ اصعانا اش جذانا ۵ ۶۷ ۳۲۵۹۵۵ یطوط ۵ ۵۵۳۵1۵۵ -67 1۹۵۵۵۲۹۷۵1۰۱5032 ۲1۷07۵ ۵۲ |70۳۵ از ا0ع 001 تقان 00 10۱210۵8 یک جمقااعط8 0ص ۲ ۵۵ ۵۳۵1ر۵ -65 3-1328[ ۳۳.13 3010 100 ۷۷۵۰ نکش ع م۲۵ ,۷۵۱۰۱9 3۹۵۵۲۳۰ ۲1۵۵۵16 او امس 70 + کاعز اصعا ۵ عمقام 0۶ ۳۳۵۹۱۵۵ لا مه هرد -69 .339-3561۰ .۳۳ -2602 .00 2 10830 ۷۷۵۱ ل0)ک۸ 006 کاعل ما00 لمع اه ۲۷ ۰۳۳۵۹۱۵۵ ۵۲ ۵۱۵۳۵۵۰ -70 26072۰ ۷۵ 1۵ ۲۳:۵۳ 18 رامم۸ 10 از ما۷۵ عصدام لمع هام۵ ۶ ۰۳۲۵۹۵۵ ۵ ۳۵۱۵۳۵۵۵۰ -71 ۰ 280-26 3۵۳ ۵۷ا اناک۸ 70 0۳۵16 0 م80۵۳ ۵۵۵۹ 1۵110۵ ۰ جع وی 86 اه سیک بل بش۸ ۵00 ناگ که بل ۵۵۵۵۷۱۵۰ -72 ۰ 1001 70 .۸1 ۷۷۵/1108101 54 30 00ع1ابا8 ۲7۵۲ ۰ 10101۵05 - 1۰11۳0 /فسممااو8 بش بش مکعلزا۵۵ ۲1۷۵۳ سملساوط ععوما] .[ بش ۵۵۵۵۷۱ -73 4 .۸0 7دا 0 ۳۳۵۰ ۳20831۵۲۰ اد مه ۵ ۳ب یک 1۵۹ ۵۶ ۷۰ ۳۵ ۱۳۵۳۵۹۵۵ -74 5۰ ۷۷۵ ۹/1۵ بکعطا 31۳۰ 1۵۳۳۵۲ 7۳۵۱۲۳۵۵۴ [۸۵-1۲-90-0 ۳۲۷۷ 3 8ا0|۵ ۷۵۲۲آبن 2 ۲0 ۱۰۵۲۵۵۵7 وه بش ناک سس م۵007 مک اطش ط بل اب -75 ۰ ]00۲ع ۲ 0016 مل م۳۸۵۵ ۳۵۱0۵8 بصانک 1۷ عاهاک ملهمام) هی ۵۵0ط 1۹۵۵ ۰ 5270 6010۳۵00۰ 0۱۹ ۳۵۵۳ 1۰ 8۹2/01- ۳۲۲۷۷۸۵/۳ 7 م 6 0۷ لعکهی 20005 ۵۲ 00۹1۳۵ وگ یک م۵ مد ۵۳۵ بش فاد -76 ۰ 55-64 ۱55۵0 ۱۷۵۵۵20 1 ا0ع] .5 .لآ امد لها او زد یک ۲۳۵۵5 ۵ ۳۵ ۷ 50100 ۵۶ ۷۷۰ 33 77-5۳۵۵ 6۰ م6 12 ۷۷۵۹8100 10۰ 0عز امش ۳۵۲ اکآ ماگ اه رهظ (مم3210 ع 00 0۲0/۹۱۷۵ 1۵ امک اما هدک 01 ۳1۳۵۵ بل 7 ۷۵6 200 ۲ فلا جعل ۷۵۵ -78 5۰ 3 :۳۵010 مشک ددع0 1۸۵178 ۳۲16۳ 00۰ 010 ع008 00ن2 سا0 ۲1۵-۵0 با ۳22 ۷۰ یک دام ۷ .3 ]79-۹۷1۵ 4 .1309-1316 1100 12030 ۷۵۱۰ نکش عم دعس زا۲1۵۵ اه م3 ۰ 100 :161010 1۳0۳۵۹ دای ۵106 اه مگ ۲۵۳ ۷۷۳۵۵ -80 ۳ ۷۵۳۹۳۹۵۳۹۲۵۱۲ معل مععس| :۷ مصعااه ۵010 1986 اععذل ۵ ۵00 بل ما۵ 1-۷۷ 90 ۳ :001271010810 وس ۲1۵۲۵۱0۵۵ ۷۷/۵۹۹0۲۵۵۰ ۰ ل۱۵0 ۳ع ۲۵۶ 021100 کال جعمه ما ادا سوک بش دناشک هه دم .ل ما۵ ۷۷ -82 4۰ 7/۳1 :001371010810 000 ع1ع2 ]00و73 هط دک ۸۳ ااماکم هب۷۹ تغل مععس۱ ۱۷: ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- دفترنظام فنی اجرایی معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهورء با گذشت بیش از سی سال فعالیت تحقیقاتی و مطالعاتی خود.ء افزون بر چهارصد عنوان نشریه تخصصی-فنی, در قالب آیین‌نامهء ضابطه, معیار, در راستای موارد یاد شده تهیه شده تا در راه نیل به توسعه و گسترش علوم در کشور و بهبود فعالیت‌های ۶۳ لقابل دستیابی می‌باشد. دفترنظام فنی اجرایی -------- صفحهٔ بعد -------- کم ۳۵۱۲ 15۱2016 53 200 ۳128 ۹۳۳۵1۵21 ۳۵۳ مدعلزی۳ ۷۶۵ (1:۹12۵10 0۳] مزاع نی 9 .۲0 80۱ آ0 ۱۷111۹1۲۷ 0 51۳3162 ۱۵۲ بااام1 ا۵ 01۱16 1661162 200 ۳۵1۱6۲1۵8 اه ۲۵۳۵۲ 0 ۳۷۱۵ 16030162 اه ب۵۳ع5 7 0 ۷۷۵۱۵۳۲ 1۵۲ 0116۲1۵5 یی ۳7 2011 -------- صفحهٔ بعد -------- با عنوان «راهنمای روش‌های محاسبه آبشستگی موضعی» به منظور معرفی و آشنایی با روش‌های محاسبه آبشستگی موضعی یه شده است. در فصول مختلف این راهنما به موضوعاتی از قبیل انواع آبشستگی» مبانی فرسایش و رسوب در رودخانه‌هاء داده‌های لازم جهت تخمین عمق تکیه‌گاه‌ها و آپشکن‌هاء تثبیت کننده‌های بستر و همچنین آبشستگی ناشی از جت‌های ریزشی و