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 ۰ ۰ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدا ری 1 ۹ رک ی دشکن‌های رودخانه‌ا!ای فشریه شماره ۵۱۶ معاونت نظارت راهبردی وزارت نیرو دفترنظام فنی اجرایی دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا ۳۳ ۳۳ ۱۳۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- 1 سس ریاست جمهوری معاون برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور تا بخشنامه به دستگاه‌های اجرایی, مهندسان مشاور و پیمانکاران مج ٍ تاریخ: ۱۳/۸ ِ موضوع: راهنمای طراحی» ساخت و نگمهداری آبشکن رودخانه‌ای شا ما به استناد ماده (۲۳) قانون برنامه و بودجه و ماده (۶) آیین‌نامه استانداردهای اجرایی طرح‌های عمرانی مصوب سال ۱۳۵۲ و در چارچوب نظام فنی و اجرایی کشور (موضوع تصویب‌نامه شماره ۹/ت۷ مرخ ۱۳۸۵/۶/۲۰ هیأت محترم وزیران)» به پیوست نشریه شماره ۵۱۶ دفتر نظام فنی اجرایی» با عنوان «راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری آبشکن‌های رودخانه‌ای» از نوع گروه سوم ابلاغ می‌شود. دستگاه‌های اجرایی؛ مهندسان مشاورء پیمانکاران و عوامل دیگر می‌توانند از این نشریه به عنوان راهنما استفاده کنند و در صورتی که روش‌هاء دستورالعمل‌ها و راهنمای بهتری در اختیار داشته باشند.ء رعایت مفاد این بخشنامه الزامی نیست. عوامل یاد شده باید نسخه‌ای از دستورالعمل‌هاء روش‌ها یا راهنماهای جایگزین را به دفتر نظام فنی اجرایی ارسال کنند. رت شش 65478 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- کارشناسان برجسته مبادرت به تهیه این نشریه نموده و آن را برای استفاده به جامعه مهندسی کشور از این‌رو از نسما خواننده گرامی صمیمانه تقاضا دارد در صورت مشساهده هرگونه ایراد و اسکال فقشی مراتب را به صورت زیر گزارنس فرمایید: [ - تسماره بند و صفحه موضوع مورد نظر را مسخص کنید. ۳- ایراد مورد نظر را به صورت خلاصه بیان دارید. ۳- در صورت امکان منن اصلاح تسده را برای جایکزینی ارسال نمایید. ۴- نتسانی خود را برای نماس احنمالی ذکر فرمایید. کارشناسان این دفتر نظرهای دریافتی را به دقت مطالعه نموده و اقدام مقتضی را معمول خواهند داشت. نتسائی برای مکانیه : تهران, میدان بهارستان, خیابان صفی علی‌شاه - مر کز تلفن ۳۳۲۷۱ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهورء دفتر نظام فنی اجرایی ۷۵:۱0 :۳۳۵۱ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- رودخانه پدیده‌ای فعال است که دائما بستر و کناره‌های خود را دستخوش تغییر قرار داده و همین امر سبب می‌شود که مسیر رودخانه در طول زمان دچار تحولات اساسی شود. علاوه بر این پاره‌ای از فعالیت‌های بشر نظیر بهره برداری از مصالح رودخانه‌ای و اصلاح مسیر رودخانه موجب جابه‌جایی مسیر رودخانه‌ها خواهد شد. ضرورت بهره‌برداری مستقیم انسان از رودخانه و سرمایه‌های طبیعی و احدائی در دو بال آن و نیز ضرورت حفاظت پایدار سامانه حیاتی رودخانه برای آینده سبب گردیده تا مساله کنترل و مهار رودخانه‌ها و تعیین حدود و حریم آن مورد توجه قرار گیرد. امروزه روش‌ها و تکنیک‌های مختلف ساماندهی رودخانه توسعه یافته است. یکی از این روشها احداث آبشکن‌های رودخانه‌ای آبشکن‌های رودخانه‌ای, از سازه‌های مهم ساماندهی رودخانه به‌شمار می‌آیند. آبشکن‌ها سازه‌های متقاطع یا عرضی هستند که از دیواره رودخانه به سمت محور جریان توسعه یافته و سبب انحراف و هدایت جریان از کناره‌ها به سمت محور مرکزی راستای رودخانه می‌گردند که به صورت منفرد یا به صورت یک سری متوالی, در یک و یا در دو سمت رودخانه احداث می‌گردند. با توجه به اهمیت مبحث فوق, امور آب وزارت نیرو در قالب طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی آب و آبفاء تهیه نشریه " راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری آبشکن‌های رودخانه‌ای" را با هماهنگی دفتر نظام فنی اجرایی معاونت نظارت راهبردی رییس جمهور در دستور کار قرار داد و پس از تهیه» آن را 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 ۳۲۳۳۹ /ت ۳۳۴۹۷ ه مورخ ۰ هیات محترم وزیران) تصویب و ابلاغ گردید. راهنمای حاضر که با هدف طراحی و جانمایی اصول فنی » مراحل ساخت و مدیریت کارکرد. بهره برداری و نگهداری از آبشکن‌ها تهیه شده است می‌تواند برای کارشناسان واحد مهندسی رودخانه در سازمان‌های آب منطقه‌ای» جهاد کشاورزی, آبخیزداری و به عنوان دستورالعمل فنی برای شرکت‌های مهندسین مشاور و پیمانکاران » مورد استفاده قرار گیرد. بدین وسیله معاونت نظارت راهبردی رییس جمهور از تلاش و جدیت مدیر کل محترم دفتر نظام فنی اجرایی» سرکار خانم مهندس بهناز پورسید و کارشناسان این دفتر و نماینده مجری محترم طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور وزارت نیروه جناب آقای محمد حاج‌رسولیها و متخصصان همکار در امر تهیه و نهایی نمودن این نشریه» تشکر و قدردانی می‌نماید و از ایزد منان توفیق روزافزون آنان 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 زمستان ۱۳۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- تر کیب اعضای تهیه کننده» کمیته و ناظران تخصصی این راهنما در معاونت پژوهشی دانشگاه ارومیه با مسوولیت آقای دکتر مهدی یاسی و همکاری افراد زیر تهیه شده است. اسامی این افراد به‌ترتیب حروف الفبا به شرح زیر می‌باشد: آقای محمود بینا دانشگاه شهید چمران اهواز دکترای سازه‌های هیدرولیکی آقای محمود جوان دانشگاه شیراز دکترای مهندسی آب و هیدرولیک آقای ناصر طالب بیدختی دانشگاه شیراز دکترای مهندسی رودخانه اقای مهدی یاسی دانشگاه ارومیه دکترای مهندسی رودخانه گروه نظارت که مسوولیت نظارت تخصصی بر تدوین این راهنما را به عهده داشته‌اند به ترتیب حروف الفبا عبارتند از: آقای محمود افسوس شرکت مهندسین مشاور سازه‌پردازی ایران فوق‌لیسانس‌مهندسی هیدرولیک آقای حسین شریفی‌منش موسسه تحقیقات آب فوق‌لیسانس تاسیسات آبیاری اقای مسعود قدسیان دانشگاه تربیت مدرس دکترای هیدرولیک خانم کیاندخت کباری طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب لیسانس مهندسی راه و ساختمان کشور- وزارت نیرو اعضای کمیته تخصصی مهندسی رودخانه و سواحل دفتر 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 محمدابراهیم بنی‌حبیب دانشگاه تهران دکترای عمران اقای محمدحسن چیتی شرکت ساز آب‌پردازان فوق‌لیسانس سازه‌های ابی 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 سازه‌های هیدرولیکی همکاران معاونت نظارت راهبردی: 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 ب -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان فصل اول - کلیات ۱-۱- مقدمه ۲-۱- هدف ۳-۱- دامنه کاربرد فصل دوم - ساماندهی رودخانه ۱-۲- کلیات ۲-۲- مفهوم ساماندهی رودخانه ۳-۲- اهداف مطالعات ساماندهی رودخانه ۳-۲ روش‌های عمومی ساماندهی رودخانه ۵-۲- اصلاح مسیر رودخانه ۱-۵-۲- راهکارهای اصلاح مسیر رودخانه ۲-۵-۲ راهنمای اصلاح مسیر رودخانه ۶-۲- روش‌های تثبیت و حفاظت دیواره‌های رودخانه ۱-۶-۲- مشخصات و مکانیزم کار کرد روش‌های مختلف ۲-۶-۲- انتخاب روش‌های حفاظت و تثبیت دیواره‌های رودخانه فصل سوم - آبشکن‌های رودخانه‌ای ۱-۳- تعریف ابشکن رودخانه‌ای ۲-۳- اهداف کاربرد آبشکن‌ها ۳-۳- انواع آبشکن‌ها ۱-۳-۳- مصالح و روش ساخت آبشکن ۲-۳-۳ استغراق آبشکن ۳-۳-۳ تاثیر آبشکن بر جریان رودخانه ۴-۳-۳- شکل ظاهری آبشکن ۵-۳-۳- طول آبشکن ۴-۳- مکانیزم کار کرد آبشکن‌ها ۱-۴-۳- ساختار جریان و توپوگرافی بستر پیرامون یک آبشکن منفرد ۲-۴-۳- ساختار جریان و توپوگرافی بستر در محدوده تاثیر سری آبشکن‌ها ۱۲ ۱۳۴ ۱۳۴ ۳۵ ۳۹ ۳۱ ۳۶ ۳۷ ۳۷ ۴۱ ۴۳۲ ۴۳۳ ۴۵ ۴۶ ۴۷ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۳-۴-۳- ساختار جریان در محدوده تاثیر آبشکن‌های مستغرق ۵-۳- ارزیابی کاربرد آبشکن‌ها ۱-۵-۳ مزایای کاربرد آبشکن‌ها ۲-۵-۳ معایب و محدودیت‌های کاربرد آبشکن‌ها ۱-۴- کلیات ۲-۴- تاثیرات ریخت‌شناسی احداث آبشکن‌ها روی رودخانه ۱-۲-۴- تاثیرات متقابل ریخت‌شناسی بین آبشکن‌های احداث شده و رودخانه ۳-۴- روش‌های آرزیابی تاثیرات ریخت‌شناسی ۱-۳-۴- روش‌های کیفی ارزیابی ۲-۳-۴ روش‌های کمی ارزیابی فصل پنجم - مبانی جانمایی و طراحی آبشکن‌ها ۱- ۵- کلیات ۳-۵- اطلاعات مورد نیاز ۱-۲-۵- جممع‌آوری اطلاعات موجود ۲-۲-۵- برداشت اطلاعات و مطالعات صحرایی ۳-۲-۵- تجزیه و تحلیل اطلاعات ۳-۵- مطالعات پایه و تخصصی ۴-۵- تبیین اهداف ساماندهی ۵-۵- تعیین جریان‌های شاخص ۶-۵- طرح اصلاح مسیر بازه رودخانه ۷-۵- ارزیابی تناسب کاربرد آبشکن‌ها در ساماندهی بازه رودخانه ۸-۵- طراحی وجانمایی آپشکن‌ها در ساماندهی بازه رودخانه ۱-۸-۵- طرح مقدماتی آبشکن‌ها ۲-۸-۵- طرح توجیهی آبشکن‌ها ۳-۸-۵ ارزیابی و بهینه‌سازی طرح آبشکن‌ها در ساماندهی بازه رودخانه ۴-۸-۵- طرح نهایی آبشکن‌ها در ساماندهی بازه رودخانه ۹-۵- زمان‌بندی اجرای طرح ۵۱ ۵۳ ۵۵ ۵۵ ۵۶ ۵۶ ۵۹۷ ۶۳ ۷۹ ۷۸ ۷۸ ۷۹ ۷۹ ۸۱ ۸۱ ۸۵ ۸۵ ۸۷ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۱۰-۵- متره و برآورد ۱۱-۵- طرح و برنامه اجرا و ساخت سامانه آبشکن‌ها ۱۳-۵- طرح پایش آبشکن‌ها ۱۳-۵- طرح بهره‌برداری و نگهداری از آبشکن‌ها فصل ششم - طراحی آبشکن‌ها ۱- ۶- کلیات ۲-۶- عوامل و ضوابط طراحی آبشکن‌ها ۱-۲-۶- شکل ظاهری آبشکن در پلان ۲-۲-۶ امتداد آبشکن نسبت به راستای عمومی جریان ۳-۲-۶ ریشه آبشکن ۴-۲-۶- طول و فاصله آبشکن‌ها ۵-۲-۶- آرایش آبشکن‌ها ۶-۲-۶- تراز تاج آبشکن ۷-۲-۶- مقطع آبشکن ۸-۲-۶- آبشستگی ۹-۲-۶- طرح سازه آبشکن ۳-۶- حفاظت ساحل بالا و حریم رودخانه ۱-۳-۶- عوامل بیرونی و راهکارهای حفاظت ساحل بالا ۲-۳-۶ مدیریت حفاظت سطح دیواره رودخانه ۳-۳-۶- مدیریت حفاظت اراضی ساحلی و حریم فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها ۱- ۷- کلیات ۲-۷ نیروی انسانی فنی ۳-۷- راه‌های دسترسی, احداث و تجهیز کارگاه ۱-۳-۷ راه دسترسی به رودخانه ۲-۲-۷- محل احداث کارگاه ۳-۳-۷- تجهیزات کارگاه ۴-۷- منابع قرضه ۸۷ ۸۹ ۹۱ ۹۳ ۳ ۳ ۹۵ ۹۷ ۹۸ ۱۵ ۱۶ ۱۱۰ ۱۱۲ ۱۳۳ ۱۹۸ ۱۵۹ ۱۹۹ ۱۹۹ ۱۳۱ ۱۳۳ ۱۳۴ ۱۳۴ ۱۳۴ ۱۸۶۵ ۱۶۵ ۱۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۱-۴-۷- نوع و محل تامین مصالح قرضه ۵-۷- ملاحظات زیست محیطی ۱-۵-۷- جلوگیری از آلودگی آب ۲-۵-۷- جلوگیری از آسیب به زیست بوم ۳-۵-۷- زمان‌بندی اجرا ۴-۵-۷- محدودیت ترافیک و جلوگیری از آلودگی صوتی ۶-۷- آماده‌سازی بستر کار در رودخانه ۱-۶-۷- روش‌های ساخت با انحراف آب رودخانه ۲-۶-۷- روش‌های ساخت بدون انحراف آب رودخانه ۷-۷- الگوی ساخت آبشکن‌ها ۱-۷-۷- ساخت اولین ردیف آبشکن‌ها ۲-۷-۷- الگوی ساخت یک در میان ۳-۷-۷- الگوی ساخت زیگزاگی ۴-۷-۷ الگوی ساخت مختلط ۸-۷- مراحل ساخت آبشکن‌ها ۱-۸-۷- حفاری بستر آبشکن ۲-۸-۷ اجرای آبشکن ۹-۷- پاکسازی و بهسازی بستر رودخانه ۱۰-۷- حفاظت دیواره بالا و حریم رودخانه ۱۱-۷- پایش در مرحله ساخت ۱-۱۱۷ رعایت موارد فنی و اجرایی» و پیمان خصوصی ۲-۱۱-۷- کنترل دانه‌بندی و تراکم مصالح بدنه» فیلتر و روکش آبشکن و روش اجرا ۳-۱۱-۷- کنترل نشست بدنه آبشکن‌ها ۴-۱۱-۷- کنترل پایداری شیب آبشکن ۵-۱۱-۷- کنترل آبشستگی ۱۸۳۸ ۱۸۳۹ ۱۳۹ ۱۸۳۹ ۱۸۳۹ ۱۷۰ ۱۷۰ ۱۷۰ ۱۷۰ ۱۷۳۴ ۱۷۷ ۱۷۷ ۱۷۸ ۱۷۸ ۱۷۸ ۱/۸۰ ۱/۸۰ ۱۸۱ ۱۸۲ ۱/۸۲ ۱/۸۳ ۱/۸۳ ۱/۸۳ ۱/۸۳ ۱/۸۳ ۱/۸۳ ۱۸۴ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان فصل هشتم - مدیریت کارکرد و نگهداری آبشکن‌ها ۱- ۸- کلیات ۲-۸- آسیب‌ها و خطرات احتمالی ۱-۲-۸- بستر اصلی رودخانه ۲-۲-۸- دیواره رودخانه ۳-۲-۸- سامانه آبشکن‌ها ۴-۲-۸- ساختار سازه‌ای آبشکن‌ها ۳-۸- پایش سامانه آبشکن‌ها ۱-۳-۸- جمع‌آوری اطلاعات رودخانه قبل از طرح ساماندهی ۲-۳-۸- بررسی میدانی بازه ساماندهی شده ۳-۳-۸ نصب وسایل اندازه‌گیری ۴-۳-۸- نقشه‌برداری تناوبی ۵-۳-۸- بررسی الگوی جریان در مجرای اصلی رودخانه ۶-۳-۸- ارزیابی پایداری بازه اصلاح شده ۷-۳-۸- ارزیابی پایداری سازه آبشکن ۸-۳-۸- ارزیابی کارایی آبشکن‌ها ۹-۳-۸ ارزیابی دیواره و حریم رودخانه ۱۰-۳-۸- بررسی شرایط زیست بوم رودخانه ۴-۸- بهره‌برداری و نگهداری از آبشکن‌ها ۱-۴-۸- پاکسازی موانع ۲-۳-۸- بهسازی بستر ۳-۳-۸ ترمیم و بازسازی موضعی ۴-۴-۸- بهسازی طرح آبشکن‌ها ۵-۴-۸- ارزیابی خصوصیات جریان و توپوگرافی بستر ۶-۴-۸- کارهای اضطراری ۱-۵-۸- تسهیل رسوب‌گذاری در میدان آبشکن‌ها ۲-۵-۸- حفاظت تاج آبشکن ۱۸۵ ۱۸۷ ۱۸۷ ۱۸۷ ۱۸۹ ۱۸۹ ۱۹۱ ۱۹۲ ۱۹۳ ۱۹۳ ۱۹۳ ۱۹۳ ۱۹۳۴ ۱۹۳ ۱۹۵ ۱۹۵ ۱۹۵ ۱۹۶ ۱۹۶ ۱۹۶ ۱۹۶ ۱۹۷ ۱۹۷ ۱۹۹ ۱۹۹ ۱۹۹ ۱۹۹ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست مطالب عنوان ۳-۵-۸- تثبیت دیواره بالا و حریم رودخانه ۴-۵-۸ ارزش زیست محیطی و زیباشناسی طرح فصل نهم - مدل‌های رودخانه‌ای -۱-۹٩‏ کلیات ۲- ۹- مدل‌های فیزیکی رودخانه ۱-۲-۹- مدل‌های تغییر فرم نیافته ۲-۳-۹- مدل‌های تغییر فرم پافته ۳-۲-۹- مدل‌های فیزیکی بستر متحرک ۳-۹- مدل‌های ریاضی رودخانه‌ای ۱-۳-۹- محاسن مدل‌های ریاضی ۲-۳-۹- محدودیت‌های مدل‌های ریاضی منابع و مراجع د صفحه ۳۰۰ ۳۲۰۰ ۳۰۱ ۳۱۰۳ ۳۱۰۳ ۳۰۳ ۳۰۴ ۳۰۴ ۳۰۶ ۳۰۸ ۳۰۸ ۳۰۸ ۳۱۵ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان صفحه شکل ۱-۲- نمونه‌هایی از طرح اصلاح مسیر رودخانه‌ها ۱۳ شکل ۲-۲- مشخصات و ابعاد مارپیچ رودخانه ۹ شکل ۳-۲- طرح پیچ رودخانه ۱۹ شکل ۴-۲- زاویه ورودی به پیچ (0) یا زاویه حمله آب به دیواره‌ها یا زاویه انحراف .۲ شکل ۵-۲- نمایش سطوح مختلف دیواره رودخانه با تلفیق روش‌های طبیعی- سازه‌ای ۳۴ شکل ۱-۳- نمایش کاربرد آبشکن‌ها در ساماندهی رودخانه‌ها ۳۲ شکل ۲-۳- نمایش ساختار عمومی یک آبشکن در پلان ۳ شکل ۳-۳- نمایش آبشکن نفوذناپذیر با مصالح رودخانه‌ای و روکش سنگ‌ریزه‌ای ۳۳ شکل ۴-۳- آبشکن‌های سنگ‌ریزه‌ای» رودخانه حلهء استان بوشهر ۳۴ شکل ۵-۳- سیمای کاربرد آبشکن‌ها در ساماندهی رودخانه ۳۵ شکل ۶-۳- نمایش کاربرد آبشکن‌های کوتاه و یا مستغرق ۳۶ شکل ۷-۳- آبشکن‌های نفوذ پذیر- سازه آرام کننده جریان ۳۹ شکل ۸-۳- ساختار عمومی دیواره‌های شمع کوب ۴۳ شکل ۹-۳- انواع آرایش آبشکن‌های جاذب» عمودی و دافع ۳۳ شکل ۱۰-۳- انواع شکل ظاهری آبشکن‌ها در پلان ۳ شکل ۱۱-۳- آبشکن‌های مستقیم با دماغه فارسی بر ۳۴ شکل ۱۲-۳- انواع شکل مقطع طولی و تاج آبشکن- افقی و پا شیب‌دار ۳۴ شکل ۱۳-۳- شکل پلکانی مقطع طولی آبشکن- نوع تورسنگی ۳۵ شکل ۱۴-۳- برخی از انواع شکل آبشکن‌ها در مقطع عرضی ۴۵ شکل ۱۵-۳- نمایش ساده جریان چرخشی پیرامون یک آبشکن- در بستر صافء تخت ۴۶ شکل ۱۶-۳- ساختار جریان چرخشی پیرامون یک آبشکن ۳۶ شکل ۱۷-۳- ساختار جریان چرخشی در حد فاصل دو آبشکن متوالی در مدل یک بازه مستقیم از رودخانه وال در هلند ۰ ۴۷ شکل ۱۸-۳- انواع الگوی جریان در پلان و روند توسعه جریان چرخشی متناسب با افزایش فاصله بین آبشکن‌ها در مدل ۰ ۴۸ یک پیچ رودخانه شکل ۱۹-۳- مقایسه الگوی جریان در میدان آبشکن‌ها ۳۹ شکل ۲۰-۳- تاثیر آرایش آبشکن‌ها بر نحوه توزیع جریان و رسوب‌گذاری پیرامون آبشکن‌ها ۳۹ شکل ۱-۴- تاثیر عبور شناور بر روی جریان در یک بازه اصلاح شده با آبشکن‌ها ۶۰ شکل ۲-۴- شرایط جریان در سه موقعیت گذر شناور (۰۱ ۲ و ۳) از مجاورت آبشکن‌ها ۰ شکل ۳-۴- تغییر فرم بستر (آبشستگی و رسوب‌گذاری) در پیرامون یک آبشکن ۶۸ شکل ۴-۴- تغییرات عمق ابشستگی در شرایط جریان آب صاف و جریان آب و رسوب ۸ شکل ۵-۴- تحول زمانی عمق آبشستگی موضعی (. 4) در امتداد دماغه یک آبشکن به‌طول 6 ۶۸ ذ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۱-۶- پلان و سیمای برخی انواع آبشکن‌های تورسنگی شکل ۲-۶- ارایش ابشکن‌های جاذب» عمودی و دافع در پلان یک رودخانه شکل ۳-۶- نمایش مقطع طولی یک آبشکن شکل ۴-۶- نمایش قفل‌شدگی ریشه ابشکن در دیواره طبیعی رودخانه شکل ۵-۶- نمایش ابعاد طولی و زوایا در انواع آبشکن‌ها شکل ۸-۶- تعیین فاصله بین آبشکن‌ها با کار کرد وابسته شکل ۹-۶- تعیین فاصله بین آبشکن‌ها در پیچ شکل ۱۰-۶- بهینه‌سازی انتخاب سیلاب طراحی در ساماندهی رودخانه شکل ۱۱-۶- رابطه بده سیلاب یا ارتفاع سطح آب نظیر آن با میزان خسارات حاصل شده شکل ۱۲-۶- رابطه خسارت سیلاب با تناوب یا دوره برگشت سیل شکل ۱۳-۶- مقطع طولی و عرضی آبشکن با مصالح رودخانه‌ای و روکش سنگ‌ریزه‌ای شکل ۱۴-۶- شکل مقطع عرضی آبشکن با مصالح کیسه‌ای و شن و ماسه شکل ۱۵-۶- مقطع طولی و عرضی آبشکن همراه با سکوبندی در تراز معین سطح آب شکل ۱۶-۶- نمایش آبشستگی عمومی در یک بازه فشرده شده با آبشکن‌ها شکل ۱۷-۶- ضریب تصحیح عرض موثر (7) برحسب نسبت فاصله به طول آبشکن‌ها (.5/1) شکل ۱۸-۶- نمایش آبشستگی عمومی در بازه تنگ شده از یک رودخانه سیلابدشتی شکل ۱۹-۶- نمایش آبشستگی موضعی در پیرامون یک آبشکن شکل ۲۱-۶- انواع تورسنگ‌ها در کارهای رودخانه‌ای شکل ۲۲-۶- آرایش استقرار کیسه‌ها در ساخت آبشکن کیسه‌ای شکل ۲۳-۶- آبشکن کیسه‌ای در رودخانه قزل اوزن» زنجان‌رود شکل ۲۴-۶- ابشکن‌های کوتاه با مصالح طبیعی چوب و درختان شکل ۲۵-۶- ابشکن‌های کوتاه با مصالح طبیعی چوب و درختان شکل ۲۶-۶- الگوریتم براورد اندازه شاخص سنگ‌ها از روش‌های مختلف جدول (۷-۶) (عوامل نمودار در پاورقی جدول ۷-۶ معرفی گردیده‌اند) شکل ۲۷-۶- منحنی دانه‌بندی سنگ‌ها در طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای ابشکن‌ها شکل ۲۸-۶- روکش‌های بتنی مفصل‌دار برای حفاظت پیوسته روکش و پنجه آبشکن شکل ۲۹-۶- نمونه ژئوتکستایل‌ها برای حفاظت پیوسته روکش و پنجه آبشکن شکل ۳۰-۶- روکش حفاظتی سطح دیواره آبشکن با تایرهای فرسوده ماشین شکل ۳۱-۶- نمونه‌هایی از آنواع روش‌های حفاظت دیواره و پنجه شکل ۳۳-۶- حفاظت سنگ‌ریزه‌ای دامنه پنجه در پیرامون دماغه آبشکن مستقیم شکل ۳۴-۶- حفاظت سنگ‌ریزه‌ای دامنه پنجه در پیرامون دماغه آبشکن 7 شکل ر ۹۵ ۹۶ ۹۸ ۹۸ ۱۳۵ ۱۳۷ ۱۳۸ ۱۳۹ ۱۹۱ ۱۹۳ ۱۹۳۴ ۱۹۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۳۵-۶- نمایش دو راهکار مختلف حفاظت پنجه با تورسنگ شکل ۳۶-۶- استفاده از روکش تورسنگ به‌عنوان کف بند در پیرامون پنجه آبشکن شکل ۳۷-۶- نمونه پوش دانه‌بندی فیلتر شنی برای پایداری بستر روکش سنگ‌ریزه‌ای شکل ۳۸-۶- کاربرد فیلتر ژئوتکستایل زیر روکش سنگ‌ریزه‌ای جهت اجرا در شرایط پرآبی رودخانه شکل ۳۹-۶- نمایش سیمای طرح مدیریت و حفاظت ساحل و حریم رودخانه شکل ۱-۷- کاربرد دراگ لاین و شناور در ساخت ابشکن سنگ‌ریزه‌ای در رودخانه ار کانزاس شکل ۲-۷- کاربرد انواع شناور جهت حمل و تخلیه مصالح برای ساخت ابشکن‌ها شکل ۳-۷- روش‌های انحراف آب در بستر رودخانه برای ساخت آبشکن‌ها شکل ۴-۷- روش‌های انحراف موضعی رودخانه برای ساخت آپشکن‌ها شکل ۵-۷- انحراف موضعی رودخانه وال (هلند) از طریق یک آبراهه طبیعی برای ساخت آبشکن‌ها شکل ۶-۷- روش ساخت آبشکن‌ها بدون انحراف آب رودخانه به روش اسکله‌ریزی گام به گام شکل ۷-۷- سیمای ساخت و کار کرد آبشکن‌ها در دو سمت رودخانه راین» هلند شکل ۸-۷- الگوهای ساخت آبشکن‌ها در رودخانه شکل ۱-۸- توسعه جریان حلزونی در بستر اصلی رودخانه بعد از احداث آبشکن‌ها شکل ۲-۸- توسعه جریان مارپیچی و بارهای رسوبی در بستر اصلی رودخانه بعد از احداث آبشکن‌ها شکل ۳-۸- تخریب دیواره رودخانه در پایین‌دست سامانه آبشکن‌ها شکل ۵-۸- توسعه آبشستگی موضعی و تخریب پنجه آبشکن کیسه‌ای» رودخانه سرخس شکل ۶-۸- تخریب ریشه آبشکن در اثر انحراف سیلاب اسفند ۰۱۳۶۵ رودخانه حله» برازجان شکل ۷-۸- تغییرات بستر در بازه آپشکن‌ها براساس نقشه‌های توپوگرافی متناوب ر ۱۹۵ ۱۹۵ ۱۹۸ ۱۵۹۸ ۱۳۰ ۱۳۷ ۱۳۷ ۱۷۲ ۱۷۳ ۱۷۴ ۱۷۶ ۱۷۹ ۱۷۹ ۱۸۸ ۱۸۹ ۱۹ ۱۹۰ ۱۹۱ ۱۹۲ ۱۹۴ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست جداول عنوان جدول ۱-۲- راهکارهای اصلی در کنترل سیلاب و کاهش خطرات رودخانه‌ای جدول ۲-۲- راهنمای بهسازی بستر و سواحل رودخانه براساس هدف کنترل سیلاب جدول ۳-۲- راهکارهای ساماندهی رودخانه براساس اهداف خاص زیست محیطی جدول ۴-۲- راهنمای حفاظت دیواره‌های رودخانه با اهداف خاص زیست محیطی جدول ۵-۲- راهکارهای مدیریت سیلابدشت رودخانه با اهداف خاص زیست محیطی جدول ۶-۲- روش‌های حفاظت دیواره‌های رودخانه براساس عملکرد سازه حفاظتی جدول ۷-۲- راهنمای روش‌های حفاظت رودخانه براساس نوع و اندازه رودخانه جدول ۸-۲- راهنمای روش‌های حفاظت رودخانه براساس اندازه رودخانه و عوامل تخریب جدول ۱-۴- شرح کیفی عکس‌العمل رودخانه‌های با بستر ماسه‌ای به تغییرات جدول ۲-۴- شرح کیفی عکس‌العمل رودخانه‌های با بستر شن و قلوه‌سنگ به تغییرات جدول ۱-۵- راهنمای تصمیم‌گیری و انتخاب گزینه برتر حفاظتی و گزینش آبشکن برتر در طرح ساماندهی بازه رودخانه جدول ۲-۵- راهنمای عمومی برنامه زمان‌بندی عملیات اجرایی ساخت آبشکن‌ها در رودخانه جدول ۱-۶- زاویه تمایل آبشکن (0) با توجه به شکل (۲-۶) جدول ۲-۶- نسبت فاصله بین دو آبشکن متوالی جدول ۳-۶- ارتفاع موج (:م11) ناشی از کشتیرانی و یا باد جدول ۴-۶- مقادیر ضریب (2) در رابطه (۱۴-۶-الف) جدول ۵-۶- روابط برآورد عمق حداکثر آبشستگی موضعی در دماغه آبشکن‌های منفرد و مستقیم جدول ۶-۶- ضریب تصحیح شکل مقطع آبشکن (,۴) در محاسبه آبشستگی موضعی جدول ۷-۶- روش‌های برآورد اندازه سنگ‌ها برای طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای آبشکنه جدول ۸-۶- توزیع اندازه سنگ‌ها در طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای آبشکن‌ها جدول ۹-۶- اندازه سنگ‌ریزه‌ها و ضخامت روکش تورسنگ بر حسب سرعت جریان جدول ۱-۹- معیارهای جریان متلاطم کامل در مجاری روباز ۱۱ ۱۱ ۱۲ ۲۳۶ ۲۶ ۳۷ ۵۸ ۵۹ ۸۳ ۸۷ ۹۷ ۱۳ ۱۹ ۱۱۵ ۱۳۰ ۱۳۳ ۱۳۲۱ ۱۴۵ ۱۴۵ ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۱ کلیات -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- قصل اول - کلیات ۳ ۱-۱- مقدمه رودخانه تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند زمین‌شناسی منطقه» توپوگرافی دره رودخانه. خصوصیات مواد آبرفتی سیلابدشت رودخانه. مشخصات هیدرولوژیکی حوضه آبریز» شرایط هیدرولیکی جریان و نیز نحوه بهره‌برداری بشر از آن» تمایل طبیعی به دستیابی به تعادل پویا دارد. طبیعت تغییرپذیری برخی از عوامل فوق سبب می‌گردد تا رودخانه حتی در کوتاه مدت و در بازه‌های مختلف آن همواره در معرض تغییر و تحول باشد [۲۷]. تغییرات و جابجایی‌هایی که در اثر روند طبیعی یا توسعه طلبی هنجار و یا ناهنجار بشر در مسیرء راستا و هندسه رودخانه رخ می‌دهد. نتیجه منطقی واکنش سامانه رودخانه برای برقراری موازنه جدید می‌باشد. تغییرات رودخانه‌ای به‌صورت فرسایش و رسوب‌گذاری متناوب در بستر» تخریب و تعریض دیواره‌ها و سواحل» جابجایی الگوی مارپیچی و راستای جریان» تغییر فرم رودخانه (شریانی- مارپیچی- مستقیم)» میانبری و یا انحراف مسیر رخ می‌دهد. فرسایش و تخریب کناره‌های رودخانه و تغییر در کیفیت و کمیت جریان رودخانه‌ای, از مسایل مهم منابع آب و خاک بوده و از دیدگاه زیست محیطی نیز حایز اهمیت است. در اثر وقوع متناوب سیلاب‌ها هر ساله سطح قابل توجهی از اراضی حاصلخیز دشت آبرفتی به اشغال رودخانه در آمده و دچار آب گرفتگی و بروز خسارت می‌گردد |۱۳۸|. ضرورت بهره‌برداری مستقیم انسان از رودخانه و سرمایه‌های طبیعی و احدانی در دو بال آن و نیز ضرورت حفاظت پایدار سامانه حیاتی رودخانه برای آینده سبب گردیده تا مساله کنترل و مهار رودخانه‌ها و تعیین حدود و حریم آن مورد توجه قرار تا سال ۱۹۵۰ علم و فن حفاظت سواحل رودخانه‌ها به جز در موارد محدود پیشرفتی نداشت. اقدامات انجام شده اغلب به‌صورت حفاظت‌های موضعی در پیچ خارجی, بازه‌های فرسایشی و یا در محدوده تاسیسات آبی یا ساحلی بوده است. بروز خسارات گذشته و یا احتمال خسارات در آینده نزدیک انگیزه اصلی برای کنترل و حفاظت بازه رودخانه‌ای بوده است. بیش‌تر روش‌های حفاظتی, سازه‌ای بوده و در موارد محدودی از روش‌های طبیعی با زیستی استفاده شده است |۷۰ و ۱۱۲۸ در دهه‌های اخیر» روش‌ها و تکنیک‌های مختلف ساماندهی رودخانه توسعه یافته است. در ایران تا سال ۰۱۳۶۰ صنعت آب و نظام آموزش عالی کشور اصولا فاقد شناخت علم و فن«رودخانه» و «رودخانه‌داری» بود. اقدامات رودخانه‌ای عموما به‌صورت موضعی و در جهت حفاظت پل‌ها و تقاطع راه‌ها و یا حفاظت سازه‌های آبی و یا تاسیسات ساحلی بوده است. در دهه ۰.۱۳۸۰ ساماندهی رودخانه‌های بزرگ داخلی و مرزی از اولویت‌ها بوده وگرایش مهندسان مشاور و پیمانکاران صنعت آب نیز به طرح‌های مهندسی رودخانه افزون گردیده است. ساماندهیء اصلاح مسیر و حفاظت دیواره‌های رودخانه منحصر به استفاده از یک روش خاص در طول یک بازه و یا در دو سمت ساحلی رودخانه نیست بلکه متناسب با شرایط مختلف, تلفیقی از کاربرد روش‌های مختلف را شامل می‌گردد. حفاظت و تثبیت دیواره‌های رودخانه به‌طور کلی شامل دو روش مستقیم و غیرمستقیم (آرام کننده‌ها و انحراف دهنده‌ها) است. آبشکن‌های رودخانه‌ای" از نوع انحراف دهنده‌ها هستند [ ۱۰۲ و ۱۲۸]. در منابع موجود» مجموعه جامع و مستندی در خصوص سامانه آبشکن‌ها وجود ندارد. |- 1۱۷۵۲ 4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای کارایی اصلی آبشکن‌های رودخانه‌ای» انحراف جریان از کناره رودخانه و هدایت آن به‌سمت مجرای اصلی است. نتیحه انحراف جریان» توسعه یک ناحیه چرخشی با تلاطم شدید در پیرامون آبشکن است که به‌صورت گسترده‌تری در پایین‌دست آبشکن ظاهر می‌گردد. فرآیند هیدرولیکی این جریان» توسعه حفره آبشستگی در پیرامون آبشکن و ته نشست بار رسوبی در پایین‌دست و کناره اصلی از کاربرد آبشکن‌ها در ساماندهی رودخانه حفاظت دیواره‌های رودخانه» توسعه طبیعی کناره رودخانه در طرح اصلاح مسیرء حفاظت‌های خاص و موضعی سازه‌های جانبی» کشتیرانی و احیای «سامانه زیستابی رودخانه»! می‌باشد ۱ 0.۲۰ ۵۰ ۳-۱ هدف هدف از تهیه این راهنماء ارائه دانش علمی و فنی در زمینه‌های طراحی» جانمایی» ساخت» مدیریت نگهداری و بهره‌برداری و نیز پیش‌بینی و ارزیابی کار کرد آبشکن‌ها در رودخانه‌ها می‌باشد. ۳-۱- دامنه کاربرد کناره‌هاء مهار فرسایش رودخانه‌ای» تشخیص روش‌های قابل استفاده و تعیین گزینه‌های حفاظت مورد بهره‌برداری قرار گیرد. | - ۳۵۵-۲1۵۲۵ 1۱۷۵۲ 0 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۲ ساماندهی رو دخانه -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه ۷ ۱-۳- کلیات در این فصل ابتدا مفهوم نوین ساماندهی رودخانه‌هاء اهداف و روش‌های عمومی ساماندهی تشریح می‌گردد سپس با توجه به روش‌های تشبت و حفاظت دیواره‌های رودخانه و مبانی انتخاب روش‌های مناسب به‌طور خلاصه ارائه می‌گردد. ۲-۲- مفهوم ساماندهی رودخانه «ساماندهی رودخانه» عبارت از بهبود «سامانه رودخانه» در یک بازه معین (شامل مقطع اصلی و دو بال ساحلی رودخانه) با اهداف چند منظوره است. هدف اصلی بازیابی سیمای طبیعی رودخانه با تاکید بر احیای «سامانه زیستابی رودخانه» و تامین حیات مجدد گونه‌های شاخص گیاهی و جانوری رودخانه است. اهداف دیگر نظیر کنترل سیلاب» تثبیت کناره‌ها. کشتیرانی و غیره نیز می‌تواند مورد نظر باشد. در مجموعه این اهداف. ارزیابی رفتار رودخانه در شرایط طبیعی و موجود آن» و نیز عکسل‌العمل احتمالی رودخانه به تغییرات در «سامانه زیستابی رودخانه» مورد نظر قرار می‌گیرد. دینامیکی رودخانه می طلبد |۴۳|. ۳-۲- اهداف مطالعات ساماندهی رودخانه یک رودخانه معین (در گستره یک بازه ریخت‌شناسی معین) ممکن است با یک یا مجموعه‌ای از اهداف زیر تحت مطالعات ساماندهی قرار گیرد [۴۳ و ۴۵]: - تجدید حیات و توسعه پایدار سامانه رودخانه: بازیافت شرایط طبیعی و کمپرسی‌های زیستی رودخانه» حذف و یا تعدیل تاثیرات ناهنجار بشر به‌ویژه در طی دو قرن گذشته - بهسازی محیط زیستابی رودخانه اصلی: کاهش بار رسوبی به‌منظور کنترل مساله ته نشست مواد در نواحی پایین‌دست رودخانه و بهبود کیفیت آب» کنترل آلاینده‌های فیزیکی» شیمیایی و زیستی از منابع معین (فاضلاب شهری» صنعتی و پرورش ماهی) و منابع نامعین (زهکش‌ها و هرزآب کشاورزی) ورودی به رودخانه در حد ظرفیت پالایش طبیعی رودخانه» تامین جریان زیست محیطی رودخانه (حداقل جریان رودخانه جهت رفع نیازهای زیستابی) به‌منظور تامین ظرفیت خود پالایی (هوا گیری و تصفیه) و حفاظت زیستگاه آبزیان (ماهیان» ریز آبزیان جانوری و گیاهی) - حفاظت حیات ساحلی رودخانه: نوار ساحلی رودخانه, به‌عنوان یک حریم طبیعی" بخشی از فضای سامانه حیاتی رودخانه محسوب می‌شود. گستره عرض این ناحیه در رودخانه‌های سیلابدشتی قابل توجه بوده و اغلب مرطوب و یا به‌صورت تالاب‌های فصلی یا باتلاق هستند. این ناحیه به‌صورت یک نوار حیاتی و زیستگاه طبیعی (برای جانوران زمینی» پرندگان؛ |- ۱۷۵۲ 10۵۲1۵0 06 -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای - اصلاح مسیر رودخانه: بهسازی و اصلاح فرم رودخانه» راستاء شیبء مقاومت بستر جریان و هندسه مقاطع عرضی به منظور افزایش ایمنی در برابر سیلاب» بهسازی ظرفیت انتقال رسوبء کاهش فرسایش دیواره‌هاء تامین قابلیت کشتیرانی» کاهش احتمال خطر یخ‌زدگی سطح آب رودخانه - حفاظت و یا تشیت دیواره‌های رودخانه: در راستای طبیعی و موجود رودخانه یا در راستای اصلاح یافته - حفاظت تاسیسات درون رودخانه‌ای: پلء خطوط حیاتی تقاطعی (خط انتقال آبء نفتء گازه برق و غیره)» سازه‌های آبی (سدهای انحرافی» سیفون و غیره) - جلوگیری از پیشروی جانبی رودخانه به نواحی ساحلی: تهدید و تخریب خطوط حیاتی (راه» مسیر انتقال نیرو» شبکه آب و گاز...)» مناطق مسکونی (شهری- روستایی) و تاسیسات مهم ساحلی (کارخانه» پالایشگاه» فرودگاه و غیره) - کنترل مرزهای پیشروی سیلاب : کاهش خطرات متناوب سیلاب در ساحل بالای رودخانه و یا سیلابدشت رودخانه - حفاظت نواحی خاص از سیلاب دشت رودخانه: حفاظت موضع مورد تهدید (شهرک. روستا وتاسیسات) در برابر آسیب‌پذیری متناوب ناشی از گستره سیل بر روی سیلابدشت رودخانه - کاربری رودخانه برای اهداف خاص: تامین راستاء عمق» عرض» و سرعت جریان مناسب جهت کشتیرانی» ماهیگیری و گردشگری» برای برداشت مصالح رودخانه‌ای, برای برداشت آب با روش ساخت سامانه پمپاژ از رودخانه. ساخت سدهای انحرافیء اصلاح شبکه‌های سنتی آبگیری مستقیم از رودخانه - حفاظت» بهسازی و یا بازسازی بناهای تاریخی و مذهبی: در داخل رودخانه اصلی (پل‌های تاریخی» تاسیسات آبی قدیمی) و یا در ساحل بالای رودخانه (عمارات تاریخی, امامزاده‌ها و غیره) - ارزیابی پایداری و یا عکس‌العمل رودخانه به تغییرات: در اثر ساخت سدهای مخزنی» در آثر کارهای مهندسی رودخانه و در اثر برداشت مصالح رودخانه‌ای و غیره - بهسازی رودخانه در محدوده شهری: موضوع رودخانه‌های شهری از جنبه‌های خاص زیر دارای اهمیت است * از نظر آیمنی شهر در مواقع سیلابی شامل: تامین ظرفیت انتقال سیل معین در طرح شهری, بهسازی نوار ساحلی و طرح خیابان ساحلی در دو بال رودخانه به‌عنوان بستر سیلاب بزرگ‌تر بهسازی شبکه تخلیه زهکش شهری به رودخانه و یا احداث دریاچه های مصنوعی تاخیری در شبکه شهری * از نظر زیباسازی شامل: نمایش راستای مارپیچی رودخانه» هدایت جریان در یک مقطع اصلی» توسعه تلاطم سطحی بدون ایجاد نواحی چرخشی جریان و توسعه نوار سبز ساحلی * از نظر ایمنی گردشگران در نوار ساحلی شامل: اجتناب از دیواره‌سازی قائم و عمیق, احداث نرده‌های ایمنی و درعین حال دسترسی آسان به بستر رودخانه * از جنبه تفریحات سالم شامل: تامین قابلیت ماهیگیری» قایقرانی و غیره از طریق ایجاد عمق, سرعت و هواگیری و پالایش مناسب جریان - تثبیت و حفاظت رودخانه‌های مشترک مرزی 15 ۱-11000 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه ۹ طرح «ساماندهی رودخانه» به علت تاثیر متغیرهای فراوان تاکنون به ضوابط عمومی و خطوط اصلی معین و روشنی برای انتخاب و طراحی بهترین روش‌ها دست نیافته است |۶۰ و ۱۰۲ |. رودخانه‌ها و بازه‌های مختلف آن از نظر رفتار عمومیء مکانیزم فرسایش و یا رسوب‌گذاری» پتانسیل طبیعی و مشکلات زیستی با یکدیگر متفاوت‌اند. از طرفی نحوه برخورد با رودخانه بستگی به اهداف, اهمیت اقتصادی و اجتماعی, ملاحظات زیست محیطی و امکانات طبیعی و فنی در منطقه طرح دارد. از این‌رو» طرح و روش‌های ساماندهی نیز لزوما متفاوت بوده و یک قالب مشخص و واحدی برای تمام رودخانه‌ها و در همه نواحی وجود ندارد. روش‌هایی که در بعضی مناطق یا کشورها موفق بوده» دلیل برتری و گزینش آن در شرایط دیگر نخواهد بود [۱۰۲ و ۱۳۸]. تبیین دقیق اهداف, مجموعه تجربیات علمی و فنی گزارش شده» اجماع دانش «زمین ریخت‌شناسی رودخانه» هیدرولوژی» هیدرولیک رودخانه (جریان آب و انتقال رسوب)» زیست‌شناسی (گیاهی- جانوری- آبزیان)» سازه‌ای و غیره» همراه با مطالعات میدانی و صحرایی گسترده و قضاوت مهندسی, راهکار اصلی در گزینه‌یابی طرح‌های رودخانه‌ای می‌باشد. در حقیقت» ساماندهی رودخانه کاربرد دانش علمی» فنی؛ اقتصادی, اجتماعی» زیستی و زیباشناسی را در محیط طبیعی و دینامیکی بازه رودخانه مورد نظر می‌طلبد. اهداف کنترل سیلاب و کاهش خطرات رودخانه‌ای برای مردم ساکن در نوار ساحلی رودخانه و نیازمندی‌های طبیعی و اجتماعی آنان». ممکن است که منجر به انتخاب یک و یا ترکیبی از چهار راهکار اصلی در جدول (۱-۲) گردد. در این میان» «بهسازی بستر»» «اصلاح مسیر رودخانه» «مقاوم‌سازی دیواره‌های رودخانه» و گاه «کنترل شیب بستر رودخانه»» به ترتیب راهکارهای عمومی‌تر و مناسب‌تری برای کنترل فرسایش دیواره‌هاء خطر تغییرات رودخانه‌ای» و تهدید اراضی ساحلی و سیلابدشت رودخانه به‌شمار می‌آیند |۳۷ و ۱۰۲( راهنمای اقدامات «بهسازی بستر و سواحل رودخانه» با هدف ایمنی سامانه رودخانه (از طریق افزایش ظرفیت انتقال جریان سیلاب, بهبود ظرفیت انتقال رسوبء کاهش فرسایش دیواره‌هاء و بهبود شرایط بهره‌برداری از رودخانه) در جدول (۲-۲) ارائه گردیده است. در این جدول, روش‌های مناسب فیزیکی و طبیعی در مدیریت پایدار سامانه رودخانه موجود (بستر اصلی دیواره‌های ساحل بالا و حریم رودخانه) معرفی گردیده است. پیوستگی نظام مدیریت و نگهداری رودخانه راه حل اساسی در کاهش خطرات رودخانه‌ای به شمار می‌آید [۳۷۱]. اهداف «زیست محیطی» و «حیات پایدار سامانه رودخانه» نیازمند ترکیبی از اقدامات مدیریتی و کاربرد روش‌های طبیعی و پا طبیعی- سازه‌ای در ساماندهی بازه گسترده‌تری از یک رودخانه است. جدول (۳-۲) راهکارهای ساماندهی رودخانه» جدول (۴-۲) راهنمای حفاظت دیواره‌های رودخانه و جدول (۵-۲) راهکارهای مناسب مدیریت سیلابدشت رودخانه را براساس اهداف خاص زیست محیطی ارائه می‌نماید |۱۰۴۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱/۰ راهنمای طراحی, ساخت و نکهداری ابشکن‌های رودخانه‌ای وی جدول ۱-۲- راهکارهای اصلی در کنترل سیلاب و کاهش خطرات رودخانه‌ای [۰۴ ۱ احداث سد مخزنی یا مخازن تاخیری در بالادست هزینه زیاد می‌خواهد. انحراف مسیر رودخانه, انشعاب رودخانه میانبری در پیچ محدودیت طبیعی و اجتماعی دارد. رودخانه. توازن انرژی رودخانه باید حفظ گردد. ی سازی بستر رودخانه ۷ یرویی, 6-۳ ۳2۶ ۳۳۱ باعت افزایش ظرفیت انتقال رودخانه و بهبود جریان می‌گردد. کاهش شدت تغییرات مقاطع عرضی انیاز به کاربرد روش‌های حفاظتی نیز دارد. اصلا< ن ف دنواره‌ها حفاظت مستقد دیواره‌ها 8 شکل فیزیکی بواره مقاه‌م‌ساد انحراف و دورسازی حمله آب از دنواره‌ها وم‌ساری حفاظت غیرمستقیم -- انحراف دهنده‌ها نحراف و دورسازی ب از دیوار آرامش جریان» کاهش سرعت و تلاطم در کناره‌ها حفاظت غیرمستقر رام کننده‌ها رامش جریان. کاهش سرعت و تلاطم در کناره ایجاد پتانسیل طبیعی تثبیت کناره‌ها کنترل بستر ‏ تنظیم و تثبیت شیب بستر رودخانه جلوگیری از گسترش آبشستگی جلوگیری از فرسایش و تخریب دیواره جدول ۲-۲- راهنمای بهسازی بستر و سواحل رودخانه براساس هدف کنترل سیلاب [۷۹] راهکار اصلی ح حذف موانع و نامنظمی‌ها حذف موانع و نامنظمی اصلاح شیب ی * اصللا ۸ ی ۰ ۰ عرص مقطع ۰ بهبود فیزیکی خ سیب تعریض مقطع مور حدف بارهای رسوبی بستر تعریض مقطع حذف بار نقطه‌ای 4 لایروبی برداشت و لایروبی لایروبی لایروبی حذف مواد جامد و آشغال حذف مواد جامد و آشغال یر ۳ قطع درختان قطع درختان ضعیف :1 یم : حدف پوشش گیاهی از بار 5 ی مدیریت کاشت گیاهان کاشت گیاهان حذف مواد جامد و اشغال اکاشت گیاهان پوسشس گیاهی بازسازی پوشش گیاهی بازسازی پوشش گیاهی یم 3 حذف پوشش گیاهی از بازسازی پوشش گیاهی 1 1 شبکه‌بندی با مصالح ترکه‌ای ۱ کنترل رشد گیاهی کنترل رشد گیاهی پارهای رسوبی پوشش ترکه‌ای ٍطرح آبشکن درختی طرح آبشکن درختی ۱ مدیریت طرح هیدرولیکی سازه‌های زهکشی دیواره‌ها اراضی ساحلی مجاور : بهبود راه دسترسی -------- صفحهٔ بعد -------- سل دوم - ساماندهی رودخانه جدول ۳-۲- راهک اهداف هش فرسایش بستر و دیواره‌ها جلوگیری از رسوب‌گذاری در بستر جلوگیری از افت سطح آب زیرزمینی تامین جریان‌های کم عمق و با سرعت کم جلوگیری از تخریب پوشش گیاهی در نوار ساحلی رودخانه ایجاد و نگهداری تنوع زیست ساحلی اصلاح و حفاظت از منظرگاه زیبای بستر رودخانه اصلاح و حفاظت از منظرگاه زیبای ساحلی رودخانه اصلاح و حفاظت از فرصت های تفریحی رودخانه جدول ۴-۲- راهن حفظ و بهبود ارزش زیستگاه‌های ساحل رودخانه تامین بستر مناسب و پایدار برای حیات بی مهرگان بزرگ (مار و...) ایجاد و حفاظت زیستگاه ماهیان بهبود و نگهداری مناظر زیبای رودخانه دسترسی به رودخانه برای حیات وحش ارهای ساماندهی رودخانه براساس اهداف خاص زیست محیطی [۱۰۴] راهکارها ایجاد راستای مارییجی, احداث سازه‌های کنترل شیب, حفاظت سواحل, حفاظت بسترء پوشش آبراهه, ایجاد پوشش گیاهی یا نوار سبز روی دیواره و ساحل بالا ایجاد ابراهه میانی با جریان کم یا متوسط. احیای پوشش گیاهی موجود. پاکسازی هدفمند مواضع خاص بستر از آشغال و موانع, ایجاد نوارهای سبز احداث سازه‌های کنترل سطح آبء درختکاری» نگهداری و حفاظت پیچ‌های رودخانه ایجاد آبراهه میانی با جریان کم یا متوسطء و مسیل و آبراهه‌های انحرافی, ایجاد پشته و حوضچه در بسترء احداث سازه‌های زیستگاهی در مسیر رودخانه. سازه‌های کنترل سطح آب. و رسوب‌گیرها پاکسازی هدفمند محیط رودخانه. ایحاد فشردگی در دیواره‌های اصلی رودخانه, ایجاد نوارهای سبزء ایجاد آبراهه میانی با جریان کم یا متوسطء و مسیل و آبراهه‌های انحرافی, انحراف جریان برای برداشت مصالح پاکسازی هدفمند محیط رودخانه, احداث سازه‌های زیستگاهی در مسیر رودخانه, اصلاح دیواره‌های اصلی رودخانه, تامین راستای مارپیچی, ایجاد پشته و حوضچه در بسترء احداث بسترهای زیستی و گذرگاه ماهی. سازه‌های کنترل سطح آب. حفاظت از پیچ‌های رودخانه, ممنوعیت های فصلی در فعالیت های ساختمانی پاکسازی هدفمند محیط رودخانه, اصلاح دیواره‌های اصلی رودخانه» درختکاری و ایجاد پوشش گیاهی,ء احیای پوشش گیاهی موجود. حفاظت از جزایری که در اثر میانبری پیچ‌ها ایجاد شده‌اند مدیریت مجرای رودخانه, ایجاد پوشش گیاهی. ساماندهی مواد حاصل از لایروبی و یا برداشت مصالح درختکاری در مناطق خاص, حفاظت از بر که های هلالی شکل حاصل از میانبری پیچ‌هاء جایابی مواد حاصل از لایروبی و یا برداشت مصالح ایجاد راستای مارپیجچی, ایجاد پشته و حوضچجه در بسترء اصلاح دیواره‌های اصلی رودخانه, احدات سازه‌های کتترل سطح آب. نمایش زیبایی‌های جریان آب. کاربرد مصالح تزیینی در دیواره‌های رودخانه پاکسازی هدفمند محیط رودخانه, اصلاح دیواره‌های اصلی رودخانه. ایجاد پوشش گیاهی, پخش مواد حاصل از لایروبی در امتداد خطوط ترازء نگهداری نوارهای سبزء زیباسازی سطوح بتنی» نمایش زیبایی‌های جریان آب پاکسازی هدفمند محیط رودخانه, ایجاد آبراهه میانی با جریان کم یا متوسطء احداث سازه‌های کنترل سطح آب. حفاظت از برکه های هلالی شکل حاصل از میانبری پیچ‌ها مای حفاظت دیواره‌های رودخانه با اهداف خاص زیست محیطی [۱۰۴] راهکارها وکش‌های مسلح, حفاظت پنجه دیواره» شیب‌دار کردن ساحل, احیای محدد پوشش گیاهی, ایجاد پوشش گیاهی. مجرای جریان (اصلاح مسیر آبراهه)» حصار کشی و9 ایجاد مناطق حفاظت شده. محدودیت رشد گیاهان شناور از روکش سنگ‌ریزه‌ای یا انباشت سنگی, تورسنگ. یا موانع سخت (آبشکن‌های کوتاه) وشش درختی, احداث دیواره‌ها با هسته خاکی. موانع سخت و آرام کننده‌های درختی وشش گیاهی, کاربرد روش‌های طبیعی - سازه‌ای (روکش‌های ترکیبی, آبشکن‌ها با هسته خاکی. ایجاد تراس‌ها بواره, ایجاد پوشش گیاهی بر روی روکش سنگ‌ریزه‌ای). حصار کشی و ایجاد مناطق حفاظت شده» پاکسازی روکش‌های طبیعی - سازه‌ای. حفاظت و بازسازی تراس‌های دیواره رودخانه, شیب‌دارکردن ساحل و پوشش مجدد تغییر مسیر آبراهه, ایجاد پوشش گیاهی بر روی روکش سنگ‌,یزه‌ای, مدیریت مجرای جریان (اصلاح مسیر ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری آبنسکن‌های رودخانه‌ای جدول ۵-۲- راهکارهای مدیریت سیلایبدشت رودخانه با اهداف خاص زیست محیطی [۱۰۴] طرح‌های ویژه برای گودبرداری و حوضچه‌های ذخیره احداث سازه‌های کنترل سطح آب. ایجاد پناهگاه ماهیان در مناطق گودبرداری شده راهکارهای پیشگیرانه» طرح مناسب راستای خاکریزها به‌منظور افزایش اراضی حاشیه رودخانه, پاکسازی حداقل محیط. حفاظت یا ایجاد تالاب‌ها طراحی آبراه‌های زهکشی با ظرفیت بیش‌ترء ایجاد جزایر مصنوعی در گودال‌های برداشت مصالح و حوضچه‌های ذخیره» ایجاد پوشش گیاهی حفاظت یا ایجاد زیستگاه‌ها در راهکارهای پیشگیرانه حفاظت از درختان, پاکسازی حداقل محیط. بازسازی خاکریزهاء ایجاد پوشش گیاهیء نرده کشی با طرح ویژه برای گودال‌های حاصل از برداشت مصالح و حوضجه‌های ذخیره, ایحاد راه و کوره راه‌هاء ایحاد مناظر طبیعی جذاب و دیدنی, احداث مکان‌های شیب‌دار جهت پیاده و سوار کردن قایق از اتومبیل, ایجاد مناطق قابل دسترسی برای ماهیگیری, ایجاد سواحل برای شنا کاشت گیاهان زینتی, طرح ویژه برای گودال‌های حاصل از برداشت مصالح و حوضچه‌های ذخیره, پلکانی کردن دیواره‌های سبل‌بند.ء استفاده از معماری ویژه برای احدات دیواره‌های سیل‌بند و ایستگاه‌های بمپاژ یا سازه‌های دیگر تامین زیستگاه ماهیان تامین فرصت های تفریحی و گردشگری اصلاح و حفاظت مناظر زیبا ۵-۲- اصلاح مسیر رودخانه «اصلاح مسیر رودخانه» شامل تعدیل راستای جریان و بهبود شرایط فیزیکی و هیدرولیکی هندسه رودخانه در یک بازه معین برای تامین ظرفیت انتقال جریان (سیلاب مورد نظر)» و تامین پایداری نسبی رودخانه (کاهش تاثیرات فرسایش و رسوب گذاری) می‌باشد. به‌عبارت دیگرء اصلاح مسیر شامل: تغییر در عرض» عمق, شیب» مقاومت جریان (ضریب زبری) و راستای رودخانه است. به‌طوری که جریان آب در یک راستای مارپیچی (با پیچ‌های معکوس و متوالی» با انحنای نسبتا زیاد و با غیریکنواختی تدریجی در هندسه مقاطع عرضی متوالی)» به موازات دیواره‌های رودخانه هدایت گردیده و در وضعیت جدید تثبیت شده و پایدار گردد. در این حال» مقطع و هندسه هیدرولیکی رودخانه باید ظرفیت انتقال جریان آب و رسوب مورد نظر (در سیل طرح) را داشته باشد [۱۰۲۱ و ۱۰۴]. همچنین تثبیت و حفاظت دیواره‌های رودخانه" مجموعه عملیاتی است که با کاربرد روش‌های طبیعی و یا سازه‌ای» دیواره‌ها و سواحل رودخانه را در «راستای موجود و پایدار آن» یا در «راستای اصلاح شده» از تخریب و فرسایش احتمالی, حفاظت و کنترل نماید. شکل (۱-۲) نمونه‌هایی از طرح اصلاح مسیر, تثبیت و حفاظت دیواره‌های رودخانه‌ها را نشان می‌دهد. [- 3۱۷۵۲ 8 2- ۱۷۵۲۳۵ 0 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه 09 ۱ کت کم زاویه مرکزی پیچ 0 ۹ کی ی کت ایکا سم ۹ 0۹ (/ 0 ۱۹۹۹ سیر لماع ده ماییجی / سک ۴ جح رت : ص 0 مسیر اصلاح شده مارپیچی هر جزایر و بارهای رسوبی ۱ تمد ۱ وک ۳ ی اس 1 که بحصسی* جریان 646 مه سکن پم سوه ۷ بستر عریض رودخانه شریانی چا دیواره شمع کوب ای روکش حفاظتی ی : مه / میان بری با ی وم ۳ افو وچ سر حرط ۱ جک فلزی مسیر اصلاح شده کاشت درختان [ رام کننده مرجان) ابشکن ۱ راز ۱ بزر گرا۵ ۳۲۲۲۲۲۲۳۲۲۲۲ شکل ۱-۲- نمونه‌هایی از طرح اصلاح مسیر رودخانه‌ها [۴۵] -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای اصلاح مسیر و تشیت بازه رودخانه ممکن است شامل یک و یا ترکیبی از موارد زیر باشد ورد ۳ ۵ ۱۳۲ ۲۳۷ ۳۴۳۵ ۱۰۲ و ۴ - بهسازی بستر و کناره‌های رودخانه به‌منظور کاهش مقاومت جریان» تحدید نواحی جریان غیرموثر و یا چرخشی, کاهش تراز سطح آبء افزایش ظرفیت انتقال سیلاب مورد نظر و در نتیجه کنترل و ایمنی در برابر خطرات سیلاب و بهبود شرایط زیستی سامانه رودخانه با توجه به راهکارهای پیشنهادی در جداول (۲-۲) تا (۵-۲) - تثبیت بستر و شیب کف به‌منظور کاهش توان جریان از طریق کنترل شیب و فرسایش عمومی کف بستر با احداث کف بندها و یا آبشارهای کوتاه و به‌منظور کاهش شدت تخریب پنجه دیواره‌ها از طریق حفاظت طولی دیواره پایین و یا ساحلی خاکریز) و پا سازه‌های تقاطعی (نظیر آبشکن‌ها) - اصلاح راستای مارپیچی (شعاع انحنا و طول بازه حدفاصل پیچ‌ها) و هندسه هیدرولیکی مجرای اصلی رودخانه (عرض و عمق آبراهه) از طریق احداث سازه‌های آرام کننده جریان (نظیر شبکه‌های آبگذر» اسکله‌ای و حفاظ نرده‌ای)» سازه‌های انحراف دهنده جریان (نظیر آبشکن‌ها) و یا سازه‌های حفاظت طولی و روکش‌ها ۲-۵-۲- راهنمای اصلاح مسبر رودخانه حفاظت‌های موضعی و یا اصلاح مسیر بدون توجه به پایداری سامانه رودخانه عموما آسیب‌پذیر بوده‌اند [۱۱۵]. موفقیت طرح‌های اصلاح مسیر بستگی به رعایت دو اصل مهم دارد. اول توجه به الگوی عمومی رودخانه در بازه طولانی‌تر برای انتخاب راستا و دوم عدم تغییر قابل ملاحظه بیلان بده جریان و رسوب رودخانه در محدوده بالادست تا پایین‌دست بازه در طرح اصلاح هندسه هیدرولیکی بازه (مانند خصوصیات مارپیجی» شیب» عرض و عمق). بازه رودخانه علاوه بر ظرفیت انتقال جریان مورد نظرء باید از اثرهای ناخواسته آبشستگی و کف کنی یا رسوب‌گذاری و ازدیاد تراز کف بستر مصون بماند [۱۰۲] در این‌صورت» اثرات منفی طرح در بالا دست و پایین‌دست بازه مورد نظر به حداقل ممکن می‌رسد |۱۱۵]. ۱-۳-۵-۳ بررسی بازه‌های پایدار عرض» عمق» شعاع انحنای پیچ و ضریب مارپیچی (نسبت طول راستای رودخانه اصلی به طول دره رودخانه در حد فاصل دو مقطع) بازه‌های پایدار» راهنمای مناسبی برای انتخاب عوامل هندسه هیدرولیکی در بازه مورد نظر خواهد بود. همجنین با توجه به خصوصیات بازه بالادست و پایین‌دست. باید از ایحاد تغییرات شدید و ناگهانی در ابعاد هندسه هیدرولیکی بازه مورد نظر اجتناب نمود | ۵۳| -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه ۵ ۲-۲-۵-۳ راستای رودخانه در شرایطی که راستای رودخانه نامناسب بوده و پیچ‌های تند و یا تغییرات شدید عرضی سبب خطراأات رودخانه‌ای گردد. تنظیم راستا و امتداد دیواره‌های رودخانه نسبت به یک محور مناسب ضروری می‌باشد. به‌طور کلیء بازه‌های مستقیم و طولانی رودخانه عموما ناپایدار بوده و توان اضافی جریان صرف تغییرات رودخانه‌ای می‌گردد. در شرایط آزادی تنظیم رودخانه در محدوده مورد نظرء از ایجاد بازه‌های مستقیم و یا با انحنای بسیار کم (ضریب مارپیچی کم‌تر از ۰۱/۵ و پا شعاع آنحنای نسبی بیش‌تر از ۲۶) باید اجتناب نمود. زیراء تمایل مارپیجی جریان سبب اعمال نیروی اضافی به دیواره‌ها خواهد شد. در یک الگوی مناسب مطابق شکل (4۲-۲ رودخانه در مسیری مارپیچی» متشکل از سری پیچ‌های ملایم و معکوس با انحنای مناسب شکل داده می‌شود. بازه نسبتا مستقیم حد فاصل بین دو پیچ متوالی " برای هدایت جریان از یک پیچ به پیچ پایین‌دست بدون آشفتگی و تلاطم شدید است [۷۸ و 1۱۰۲ به‌هرحال, رودخانه در دشت آبرفتی خود همواره به‌صورت آزاد و بدون محدودیت‌های طبیعی با اجتماعی جریان ندارد. اگر شرایط محدود کننده زیر وجود داشته, باید به‌عنوان کنترل‌های اجباری در انتخاب راستای رودخانه در نظر گرفته شوند. - کنترل‌های طبیعی: امتداد دره رودخانه و توپوگرافی به‌عنوان کنترل طبیعی خطالقعر و مسیر سیلابدشت رودخانه, امتداد گسل‌های طولی به‌عنوان کنترل راستای عمومی رودخانه, امتداد گسل‌های عرضی به‌عنوان عامل توسعه پیچ رودخانه و ابعاد پیچ و تغییرات موضعی در عرض بسترء عوامل تکتونیکی و بیرون زدگی موضعی تشکیلات سنگی و مقاوم به‌عنوان کنترل طبیعی در شیب کف و یا در عرض و همچنین در توسعه اجباری پیچ‌ها و یا تغییر مسیر رودخانه» به‌شمار می آیند. - کنترل‌های غیرطبیعی: رام کانال, خطوط انتقال حیاتی (آب» نفت, گازه برقء تلفن پل‌ها و تاسیسات و اماکن تاریخی و مذهبی در بستر رودخانه و یا در نواحی ساحلی» تاسیسات صنعتی مهم موقعیت روستاها یا اراضی و باغات» به‌عنوان کنترل‌های هندسی در طرح اصلاح مسیر باید به‌شمار آیند. - حریم رودخانه‌های سهری: محدوده توسعه شهری, حریم ایمنی شهر از خطرات رودخانه‌ای, تخلیه شبکه زهکشی رواناب سطحی شهری,» ظرفیت خود پالایی» قابلیت قایقرانی رودخانه» زیباسازی مسیر و فضاسازی تفریحی و گردشگری در نوار ساحلی رودخانه, باید به‌عنوان کنترل‌های شهری در طرح اصلاح مسیر رودخانه به‌شمار آیند. - حریم رودخانه‌های مرزی: پایداری طبیعی رودخانه» ضرورت تثبیت رودخانه در خط مرزی (میل‌های مرزی)» ضرورت هدایت جریان به سامانه آبگیری به‌منظور تسهیل در برداشت حقابه قانونی از رودخانه» قابلیت کشتیرانی رودخانه و باراندازی ساحلی» ضرورت احیای شرایط زیستابی رودخانه و توافقات منطقه‌ای و بین‌المللی باید به‌عنوان کنترل‌های اصلی در طرح اصلاح مسیر رودخانه در نظر گرفته شوند. ۳-۲-۵-۲ انحنا و مارپیج رودخانه - شعاع انحنای پیچ: به‌طور کلی شعاع انحنای پیچ رودخانه باید در حدود متوسط شعاع انحنا در پیچ‌های مختلف و پایدار آن رودخانه باشد. پیچ‌های تند تنها در شرایط خاص (وجود کنترل‌های اجباری) و یا در شرایط پایدار دیواره و بستر مجاز بوده و در این‌صورت نیز نیازهای حفاظتی بیش‌تر خواهد بود. از طرف دیگرء شعاع انحنای خیلی زیاد نیز مطلوب نیست. حداکثر شعاع ا 8 1۱۷6۲ -| -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای انحنا برای رودخانه‌های نیمه کوهستانی و بالاا دست حوضه ۴۸۰۰ متر و برای رودخانه‌های سیلابدشتی ۷۲۰۰ متر پیشنهاد - انحنای نسبی پیچ: عموما شعاع انحنای مرکزی پیچ (1۳) به‌صورت ضریبی از عرض بالای مجرای اصلی رودخانه (1) تعیین می‌گردد. براساس گزارش لیوپولد و ولمن (۱۹۵۷) انحنای نسبی رودخانه‌ها (8/) عموما بین ۱/۵ تا ۴/۳ است. گرچه این نسبت از ۱/۵ تا ۱۰ نیز مشاهده می‌شود ولی تمایل طبیعی اکثر رودخانه‌ها دستیابی به نسبت پایدار (۲ تا ۳) می‌باشد ۳۰۱ چانگ نیز در سال ۱۹۸۵ و ۱۹۸۶ نشان داد که, متوسط نسبت (8/) برای شرایط تعادل پایدار رودخانه‌های بستر ماسه‌ای حدود ۳ می‌باشد [۳۷]. کینوری و مووراش (۱۹۸۴) این نسبت را برای پیچ‌های پایدار در دشت آبرفتی آزاد در حدود ۴ تا ۵ برای پیچ‌های با دیواره‌های قابل فرسایش ولی پایدار در حدود ۷ تا ۸ و برای پیچ‌های با دیواره‌های مقاوم و غیر فرسایشی در حدود ۲ تا ۲ گزارش کرده است. انحنای نسبی مناسب برای رودخانه‌های متوسط و بزرگ را در حدود ۷ تا ۸ و برای رودخانه‌های کوچک در حدود ۱۰ تا ۱۲ پیشنهاد شده است |[۷۸]. - هندسه پیج: پیچ رودخانه ممکن است به‌صورت ساده (قوسی از یک دایره) باشد. در رودخانه‌های متوسط و بزرگ» معمولا انحنای رودخانه به‌صورت یک پیچ مرکب طراحی می‌شود. به‌طورکلی شعاع انحنا از مقطع ورودی پیچ به سمت میانه پیچ کاهش یافته و سپس مجدد در جهت پایین‌دست پیچ افزایش می‌یابد. مشخصات هندسی طرح پیچ‌های ساده و مرکب مطابق شکل (۳-۲) توسط کینوری و مووراش (۱۹۸۴) ارائه شده است [۷۸] - زاویه ورودی به پیچ: زاویه بین خط اصلی جریان با خط مماس بر دیواره در محل پیچ رودخانه را زاویه ورودی به پیج با زاویه حمله آب (0) می‌نامند. گاهی مطابق شکل (۴-۲)» این زاویه را بین خط مماس بر دیواره خارجی دو پیچ متوالی با خط دیواره رودخانه در مسیر مستقیم حد فاصل دو پیچ متوالی تعریف کرده و آن‌را زاویه انحراف می‌نامند [۱۰۷]. توصیه می‌شود که زاویه حمله آب برای شرایط حفاظت نشده دیواره‌ها از ۱۰ درجه تجاوز نکند. برای شرایطی که دیواره‌ها مستقیما با سازه روکشی محافظت می‌شود. این زاویه نیابد از ۲۵ درجه بیش‌تر شود |1۱۱۵ - شیب و ضریب مارپیچی: توازن توان جریان رودخانه برای بازه قدیم و بازه اصلاح شده باید حفظ گردد تا تاثیرات نامطلوب طرح به بازه‌های بالا دست و پایین‌دست رودخانه گسترش نیابد. برای توازن توان جریان» رابطه زیر بین شیب (5) و ضریب مارپیجی (7آ: نسبت طول راستای رودخانه اصلی به طول دره رودخانه در حد فاصل دو مقطع) ارائه شده است. (۱-۲) 5 - ,85 اندیس ۱ برای بازه قدیم رودخانه و ۲ برای بازه اصلاح شده است [۱۰۷]. ضریب مارپیجی بازه جدید («]) با توجه به شعاع انحنای مرکزی پیچ (16)» زاویه ورودی به پیچ (0) و طول مسیر حد فاصل دو پیچ متوالی (]) قابل محاسبه بوده و از این طریق شیب جدید بازه ( ,5) به‌دست می آید. - بازه اتصال پیچ‌ها: مطابق شکل (۲-۲)» طول مناسب برای بازه نسبتا مستقیم حد فاصل بین دو پیچ متوالی در حدود ۲ تا ۴ برابر عرض بالای مقطع اصلی رودخانه (] 2-4 <آ) پیشنهاد شده است |۱۰۲]|. طول موج مارپیچ رودخانه حدود ۷ تا ۱۱ 7 ۹۱۳۵۱ -| -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه ۱۷ برابر عرض مقطع اصلی رودخانه (3] 7-11 <۸) است. برای دستیابی به شرایط فوق, حداقل زاویه مرکزی پیچ رودخانه (0) در حدود ۵۰ درجه مناسب خواهد بود [۷۱]. ۴-۲-۵-۳ عرض رودخانه تغییر در عرض رودخانه به‌طور طبیعی روی فرآیند فرسایش یا رسوب‌گذاری اثر دارد. از نظر هیدرولیکی» رابطه عرض با عمق و با شیب کف معکوس می‌باشد. توازن توان جریان رودخانه بین بازه قدیم (با اندیس ۱) و بازه اصلاح شده (با اندیس۲) با روابط زیر میان متوسط عرض بالای مقطع اصلی (3) عمق متوسط ( 10)» متوسط شعاع هیدرولیکی (8) و شیب متوسط بازه رودخانه (8) باید تامین گردد |۵۴ و ۱۰۷ (۲-۲) 5 > ر85 ب 15 > 125 رابطه میان عرض و عمق و تاثیر آن در فرآیند فرسایش یا رسوب‌گذاری به‌طور صریح نبوده و نیاز به ارزیابی کمی توازن بار رسوبی در بازه مورد نظر دارد. افزایش عرض بازه می‌تواند آثر افزایش شیب را جبران نماید. افزایش عرض حداکثر ۱۰ تا ۱۵ درصد مجاز است در غیر این‌صورت تمایل شریانی شدن و گسترش بارها و جزایر پدید آمده و از عرض موثر جریان در بازه می‌کاهد. رودخانه‌های شریانی عموما نیاز به کاهش عرضی و یکنواختی مقاطع در طول بازه دارنده ولی عرض تنگ شدگی باید ظرفیت انتقال حداکثر جریان مورد نظر را داشته باشد. کاهش بیش از ۳۰ درصد عرض توصیه نمی‌شود |۵۴ و ۱۰۷ ۵-۲-۵-۲ مواضع تثبیت سازه‌های حفاظت دیواره‌ها باید از موضع پایدار رودخانه شروع شده و به موضع پایدار دیگری از دیواره در پایین‌دست ختم شوند در غیر این‌صورت» سازه‌ها باید از موضع بالادست که شدت تلاطم کم‌تر است شروع گردیده و به‌خوبی در دیواره قفل شوند تا امکان تخریب و انحراف جریان به پشت سازه نباشد. در پایین‌دست نیزء انتهای سازه به جایی ختم شود که تاثیرات نامطلوب احتمالی آن مهم نباشد |[ ۱۰۲ و ۱۱۵]. در محدوده پیچ‌هاء شروع سازه‌های اصلاح مسیر و حفاظت دیواره‌ها باید از بالاا دست محل پیچ باشد. به‌طور کلی دیواره خارجی پیچ از محدوده‌ای معادل یک برابر عرض رودخانه از بالادست پیچ تا فاصله یک و نیم برابر عرض در پایین‌دست پیچ باید تحت حفاظت مناسب قرار گیرد [۱۱۵]. بهتر است از محلی آغاز گردد که جریان موازی با دیواره‌ها بوده و سپس با زاویه کمی در راستای انحنای پیچ ادامه یابد. در غیر این‌صورت محل شروع سازه‌ها طوری باید انتخاب شود که زاویه حمله آب کم‌تر از ۱۰ درجه بوده و تغییر راستای آن در محل پیچ در مقاطع مختلف و در جهت پایین‌دست نیز با رعایت زاویه انحراف حداکثر ۱۰ درجه باشد. تنها در شرایط کاربرد سازه‌های مقاوم روکش حفاظتی, افزایش این زاویه تا ۲۵ درجه قابل قبول خواهد بود. ۶-۲-۵-۲ پیوستگی حفاظت و تثبیت دیواره‌ها در رودخانه‌های شریانی مستقیم و ناپایدار حفاظت کناره‌ها در دو سمت رودخانه ضروری می‌باشد [ ۱۰۷ ۱۱۲ و ۱۱۵ |. به‌طور کلی رودخانه‌های مارپیجی به حفاظت پیوسته و یکسان در دو سمت یا در طول مسیر نیازی ندارند. اقدامات اصلی‌ترعموما در محدوده -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای دیواره خارجی پیچ بوده و در امتداد دیواره داخلی و نیز مسیر مستقیم حد فاصل پیچ‌هاء اقدامات ضعیف‌تری کفایت می‌نماید. ازاین‌رو» طرح اصلاح مسیر در یک راستای مارپیجی اقتصادی‌تر و امکان‌پذیرتر است |۱۱۵۱ و ۱۴۴]. برای شرایطی که طول دیواره رودخانه نیاز به حفاظت سازه‌ای دارد» متناسب با شرایط رودخانه و نوع سازه‌های حفاظتی» ضرورتی برای پیوستگی سازه‌ها در طول حفاظت شده نیست ولی طول کلی سازه‌ها باید حدود دو سوم طول کل دیواره‌های رودخانه باشد ۱۱۵۱ ۷-۲-۵-۳ بده و ارتفاع سطح آب به‌طورکلی سه جریان و ارتفاع سطح آب نظیر آن (جریان متوسط کم آبی» جریان سیلابی متناوب یا جریان غالب و یا بده مقطع پر در رودخانه‌های سیلابدشتی و جریانات سیلابی غیرمتناوب) باید مورد نظر قرار گیرد |۳۷ و ۱۰۲|. اهمیت تفکیک میان جریان کم آبی» متوسط و حداکثر سیلابی در تفاوت کاربرد روش‌ها و نحوه حفاظت دیواره‌ها می‌باشد. تا ارتفاع سطح کم آبی جریان» دیواره رودخانه به‌طور دایم اشباع و تحت تاثیر تنش برشی جریان بوده و پدیده آبشستگی پنجه دیواره یا غارکنی اتفاق می‌افتد ازاین‌رو» نوع حفاظت این بخش بسیار مهم خواهد بود. از این حد تا ارتفاع سطح آب جریان غالب و یا مقطع پر» نوسانات سطح آب به‌طور متناوب اتفاق می‌افتد و فرسایش سطح دیواره مهم می‌باشد. در بستر سیلابی؛ سطح دشت ساحلی و دیواره‌های کبیر رودخانه به‌ندرت و به‌طور غیرمتناوب در معرض آب گرفتگی و تخریب قرار می‌گیرند [۷۹] ۸-۲-۵-۳- تراز بالای دیواره تراز دیواره‌ها یا سازه‌های حفاظتی در جهت پایین‌دست کاهش می‌یابد. بهترین معیار آن محاسبه نیمرخ سطح آب و احتساب ارتفاع آزاد مناسب به‌منظور کنترل نوسانات سطح آب در مواقع سیلابی می‌باشد همچنین ارتفاع متوسط دیواره‌های رودخانه معیاری برای کنترل ارتفاع سازه‌های حفاظتی خواهد بود [۱۱۵]. ۹-۲-۵-۳- شیب دیواره‌ها شیب مناسب دیواره‌ها نقش مهمی در پایداری کناره‌های رودخانه دارد. در بعضی موارد اصلاح شیب به تنهایی کفایت می‌کند و صحیح از خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مواد دیواره و مکانیزم گسیختگی آن امکان‌پذیر خواهد بود. در شرایطی که محدودیت ۱۰-۳-۵۲ پاکسازی و بهسازی بستر تجمع مواد زاید نخاله, آشغال و تنه درختان در اثر وقوع سیل» باعث آشفتگی موضعی جریان به‌ویژه در کناره‌های رودخانه می‌گردد. پاکسازی این مواد باعث بهبود شرایط جریان» کاهش مقاومت جریان و افزایش ظرفیت انتقال جریان یا پایین افتادن سطح آب می‌گردد [۷۸]. همچنین لایروبی و حذف بارهای رسوبی» سطح موثر مقطع جریان را افزایش داده و سبب بهسازی بستر می‌گردد. بهسازی بستر هر چند سال یکبار و به‌ویژه بعد از وقوع سیل‌های بزرگ لازم می‌باشد | ۱۰۷]. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه اج ۱۱-۲-۵-۲- بهسازی شاخه‌های فرعی تعریض و تشر شست شاخه‌های ورودی بهه رودخانه اصلی در محدوده‌ای که تحت تاثیر برگن گشت آب رودخانه است. همراه با حفاظت دیواره‌های رودخانه اصلی در این محدوده ضروری می‌باشد زیرا علاوه بر حمله خطوط جریان به دیواره‌های مقابل» توسعه گردابی جریان در محدوده ورودی» عامل فرسایش موضعی و ناپایداری دیواره‌ها خواهد بود. طول موج پیچ شکل ۲-۲- مشخصات و ابعاد مار پیج رودخانه [۳۷] 9 ربمت رو پیج مرکب : و۳ < ,۴ < ,۴ شکل ۳-۲- طرح پیج رودخانه [۷۸] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای شکل ۴-۲- زاویه ورودی به پیج (0) یا زاویه حمله آب به دیواره‌ها یا زاویه انحراف [۳۷] ۶-۳- روش‌های تثبیت و حفاظت دیواره‌های رودخانه ساماندهی, اصلاح مسیر و حفاظت دیواره‌های رودخانه منحصر به استفاده از یک روش خاص در طول یک بازه و یا در دو سمت ساحلی رودخانه نیست. بلکه متناسب با شرایط مختلف, تلفیقی از کاربرد روش‌های مختلف را دربرمی‌گیرد |۴۲ جدول (۴-۲) و جداول (۶-۲) تا (۸-۲) انواع روش‌های موجود حفاظت دیواره و تناسب کاربرد هر یک را در شرایط مختلف رودخانه‌ها به‌طور خلاصه معرفی می‌نماید. روش‌های حفاظت و تثبیت رودخانه بر حسب نوع مصالح» خصوصیات فیزیکی و مکانیکی آن» مکانیزم عملکرد حفاظتی» دوام کارکرد و موضع کاربرد به‌ترتیب به شناسه‌های زیر تقسیم می‌شوند: - انعطاف‌پذیری: «صلب» یا «انعطاف‌پذیر» - آبگذری: «نفوذیذیر» یا «نفوذناپذیر» - سازکارحفاظتی: روش «مستقیم» (روکش‌ها و دیواره حایل) و روش «غیرمستقیم» (آرام کننده‌ها و انحراف دهنده‌ها) - نوع مصالح و ساختار حفاظتی: «طبیعی»» «سازه‌ای» و «طبیعی- سازه‌ای» - موضع کاربرد: حفاظت بستر رودخانه (کنترل شیب کف)» حفاظت دیواره رودخانه اصلی و حفاظت حریم و ساحل بالا و یا سیلابدشت رودخانه - دوام: «موقتی» (اضطراری)» «کوتاه مدت» یا «دایمی» (حفاظت درازمدت) ۱-۱-۶-۲ انعطاف‌پذیری به‌طور کلی در مهندسی رودخانه, سازه‌های انعطاف‌پذیر بهتر از سازه‌های صلب هستند. دیواره‌های رودخانه به‌طور طبیعی بر اثر نیروی «تراوش» و پدیده «زیرشویی» نشست‌های ناهمگون کرده و یا بستر رودخانه در موقعیت پنجه دیواره در معرض آبشستگی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه )۳ قرار می‌گیرد در این‌صورت» یک سازه صلب به‌سهولت و سرعت دچار ترک خوردگی شده و بخش‌هایی از آن تخریب می‌گردد که سرانجام منجر به گسیختگی کل سازه و تشدید روند تخریبی دیواره خواهد شد. درحالی که سازه‌های انعطاف‌پذیر نسبت به تغییرات. قابلیت تنظیم و جابجایی و تحکیم داشته و امکان مرمت و بازسازی محدد دارند |۱۲۷۱ و ۱۲۸|. تنها ممکن است در شرایط خاص و استثنایی مانند رودخانه‌های کم عرض» حفاظت تاسیسات مهم ساحلی در طول محدودی از رودخانه‌های شهری, در محل پل‌ها با سازه‌های آبی» سازه‌های صلب با مصالح ساختمانی و به‌صورت دیواره حایل یا روکش (با تمهیدات حجیم و پرهزینه) مناسب‌تر باشد. حفاظت دیواره‌های رودخانه با پوشش گیاهی و یا روکش سنگ‌ریزه‌ای" از مثال‌های بارز روش‌های انعطاف‌پذیر به‌شمار می‌آیند ۱۳۸۱ ۲-۱-۶-۷ آبگذری در طرح‌های ساحل‌سازی رودخانه» روش‌ها و سازه‌های آبگذر از نظر هیدرولیکی برتر از سازه‌های نفوذناپذیر می‌باشند. در حفاظت مستقیم دیواره‌هاء کاربرد روکش‌های نفوذپذیر به‌سهولت و یکنواخت قادر به زهکشی دیواره رودخانه و آزادسازی نیروی تراوش و زیر فشار آب هستند. از سوی دیگرء جذب رسوبات معلق و ریزدانه در محیط متخلخل سطح پوششی, قابلیت تثبیت زیستی و بهسازی شرایط زیست محیطی کناره‌های رودخانه را فراهم می‌سازد. حفاظت غیرمستقیم دیواره‌ها از طریق احداث واحدهای آبگذر در کناره رودخانه» سبب گسترش جریان‌های چرخشی موضعی ضعیف شده که علاوه بر کاهش سرعت جریان اولیه رودخانه (در جهت طولی مسیر» سبب رسوب‌گذاری و جذب مواد شناور و معلق می‌گردد و سرانجام سبب توسعه تدریجی و پایداری طبیعی دیواره رودخانه خواهد شد |۸۷۷۰ ۵۱۰۲ ۱۱۰ و ۱۱۲۸|. حفاظت مستقیم دیواره‌های رودخانه با پوشش گیاهی و یا روکش سنگ‌ریزه‌ای و حفاظت غیرمستقیم با سازه‌های آرام کننده از مثال‌های بارز روش‌های حفاظتی نفوذپذیر به‌شمار می‌آیند [۱۲۸]. ۳-۱-۶-۲ روش‌های مستقیم راهکار عمومی در حفاظت رودخانه» مقاوم‌سازی دیواره در برابر عوامل فیزیکی (فرسایش سطحی, دوب و انجماد..) و عوامل هیدرولیکی (سرعت., تنش و تلاطم جریان» اثر موج, آبشستگی پنجه دیواره...) است. دیواره‌های نگهدارنده (وزنی یا غیروزنی) و روکش‌های حفاظتی (سازه‌ای و یا طبیعی) از روش‌های حفاظت مستقیم به‌شمار می‌آیند. دیواره‌های نگهدارنده یا حایل برای حفاظت عمودی و یا با شیب زیاد (به‌صورت تخت یا پلکانی) دیواره رودخانه در مواضع خاص و در طول کوتاه ممکن است به‌کار رود. دیواره حایل وزنی (بتنی» سنگ و سیمان, تورسنگی)» دیواره سپری (با بتن مسلحء با صفحات فلزی یا چوبی یا ردیف تایر ماشین» با خاک مسلح همراه با سپر کوبی...) از انواع دیواره‌های نگهدارنده هستند. روکش‌ها" عمومی‌ترین سامانه حفاظتی پیوسته روی شیب پایدار دیواره خارجی یا در مسیر مستقیم رودخانه هستند |۷| کارایی روکش‌ها بستگی به اصلاح فیزیکی و پایداری شیب دیواره و مقاومت مصالح روکش بر روی شیب دارد. در شرایطی که شیب دیواره خیلی زیاد است. لزوم احداث یک دیواره حایل کوتاه در پای دیواره جهت تعدیل شیب ضروری خواهد بود [۷۰]. به‌منظور حفاظت پنجه. دیواره‌های حایل یا روکش‌ها باید تا عمق آبشستگی بستر توسعه یابند. درصورتی که از سازه‌های روکش انعطاف‌پذیر (تورسنگی یا واحدهای بتنی لولایی) استفاده گردد. باید حداقل ۱/۵ تا ۲ برابر عمق 00 -| ۵۷۵1۵۹ -2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای جهت پایداری خاک‌دانه‌ها و سهولت تراوش آب از دیوار بدون خروج مواد ریزتر از آن ضروری خواهد بود. جداول (۶-۲) تا (۸-۲) برخی از انواع روکش‌ها و شرایط کاربری آنها را نمایش می‌دهند. جزییات طرح انواع روش‌هاء محدودیت‌ها و توصیه‌های کاربردی در ۴-۱-۶-۲ روش‌های غیرمستقیم- آرام کننده‌ها آرام کننده‌ها" از سازه‌های حفاظتی غیرمستقیم دیواره‌ها در طرح اصلاح مسیر رودخانه به‌شمار می‌آیند. دیواره‌های شمع کوبیء شبکه‌های نرده‌ای یا سیم خاردار, جک‌های فلزی" و صفحات مستغرق" از انواع «آرام کننده‌ها» هستند [۱۲۸]. در این روش» سازه‌های آبگذر (نفوذپذیر) به‌صورت مجموعه‌ای از عناصر مقاوم در مقابل جریان در کناره‌های رودخانه آرایش می‌یابند. افزایش زبری و مقاومت بستر جریان همراه با توسعه جریانات چرخشی موضعی و ضعیف سبب توقف انتقال رسوبات بستر, ته نشست مواد رسوبی معلق, و جذب مواد جامد شناور می‌گردد. میدان رسوب‌گذاری در کناره رودخانه به‌تدریج توسعه یافته و قابلیت تثبیت زیستی می‌یابد [۱۰۲ و ۱۳۸]. کاربرد سازه‌های آرام کننده در رودخانه‌های مرزی به‌صورت دو منظوره (توسعه تدریجی و طبیعی دیواره‌هاء و استقرار موانع دفاعی موثر) باید مورد نظر قرار گیرد [۳۵]. جداول (۶-۲) تا (۸-۲) انواع آرام کننده‌ها و شرایط کاربری آنها ۴ و ۱۲۸ ۵-۱-۶-۲ روش‌های غیرمستقیم- انحراف دهنده‌ها انحراف دهنده‌ها* از سازه‌های حفاظتی غیرمستقیم رودخانه‌ای با هدف دورسازی جریان تخریبی از موقعیت دیواره‌های موجود به‌شمار می‌آیند. آبشکن‌های رودخانه‌ای از این نوع سازه‌ها بوده» که به‌صورت یک سازه متقاطع یا عرضی از دیواره رودخانه به سمت محور جریان توسعه یافته و سبب انحراف و هدایت جریان از کناره‌ها به سمت محور مرکزی راستای رودخانه می‌گردد. آبشکن‌ها از نظرسازه‌ای نفوذناپذیر هستند ولی به‌علت انحراف مسیر آب از کناره‌ها باعث توسعه جریان گردابی در کناره‌ها (در محدوده پایین‌دست یک آبشکن و یا در حد فاصل بین آبشکن‌های متوالی) و ته نشست رسوبات می‌گردند. کناره رودخانه در حد فاصل دیواره‌های طبیعی موجود با مرز راستای اصلاح شده به‌تدریج توسعه یافته و با استقرار تدریحی پوشش گیاهی در دراز مدت تثبیت می‌یابد |۳۷ و ۱۴۷]|. ۶-۱-۶-۲- روش‌های طبیعی در روش طبیعی (زیستی)» حفاظت سطح دیواره و اراضی ساحلی (محدوده حریم رودخانه) با استفاده از مصالح طبیعی مانند پوشش گیاهی (در سه گروه چمنی» بوته‌ای» درختچه و درختان) یا استفاده از چوب و ترکه به‌هم بافته (به‌صورت پوشش سطحی یا تسلیح خاک)» صورت می‌پذیرد. مکانیزم حفاظت از طریق تقویت پایداری ساختمان دیواره و سواحل بالای رودخانه (در برابر فرسایش 1] - 5 دعمل[(] ع[:۳ -2 5 -3 4- 5101-130 4۵ 5- 5 5 -ه6 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه ۳۳ سطحی, لغزش و یا ریزش توده‌ای خاک روی شیب دیواره) در اثر عوامل درونی فیزیکی و هیدرولیکی مسیر اصلی رودخانه اصلی و عوامل بیرونی (ساحل بالا و حریم طبیعی رودخانه) اعمال می‌گردد. روش‌های طبیعی در گروه سازه‌های با انعطاف‌پذیری و نفوذپذیری زیاد قرار دارند |۱۱۰۱ و ۱۳۸]. این روش گرچه از نظر زیستی و زراعی و نیز از جنبه مدیریت نگهداری» مسایل و مشکلات پیچیده‌ای دارد ولی از جنبه‌های اقتصادی» اکولوژیکی و زیست محیطی همواره گزینه برتری محسوب می‌گردد |[ ۷ ۲۷ ۷۰ و 1۱۱۰ به‌طور کلی موفقیت استفاده از پوشش گیاهی بستگی به شرایط رودخانه و شدت تخریب‌پذیری دیواره‌هاء سطوح پایینی» میانی یا بالایی دیواره» نوع گیاهان» تنوع و آرایش گیاهی» روش کاشت و تثبیت زیستی و مدیریت نگهداری پوشش گیاهی دارد. روش‌های طبیعی در شرایط تلاطم کم جریان (حداکثر سرعت متوسط ۱/۰ متر بر ثانیه و حداکثر ارتفاع موج ۰/۱۵ متر)» راستای نسبتا مستقیم رودخانه و یا پیچ‌های ملایم (انحنای نسبی- نسبت شعاع انحنای مرکزی 1 به عرض سطح آب 3] در بازه بیش از ۲۶) و شرایط فیزیکی مناسب دیواره‌ها (حداقل شیب جانبی (/4)1.511:1۷ و ترجیحا (211: 11)» کارایی خوبی دارند ۳۷۱ ۱۱۰ و ۱۳۸]. مطابق جدول (۸-۲)» کاربرد روش‌های طبیعی و زیستی برای حفاظت تمام سطح دیواره رودخانه‌های کوچک تا متوسط (با شیب کم» و مقطع عریض و کم عمق) و نیز برای حفاظت سطح بالای دیواره رودخانه‌های بزرگ توصیه شده است |۱۲۸|. جزییات طراحی انواع روش‌های طبیعی» محدودیت‌ها و توصیه‌های کاربردی در منابع موجود ارائه شده است |۸۷ ۳۷ ۵۱۰۲ ۱۰۴ ۱۱۰و ۱۱۲۸ ۷-۱-۶-۲ روش‌های سازه‌ای در روش سازه‌ای (ساختمانی یا مکانیکی) با استفاده از مصالح فنی و ساختمانی (بتن» سنگ» سیمان و قیر) انواع سازه‌های مقاوم از نوع دیواره‌های «نگهدارنده» و یا «روکش» (برای حفاظت مستقیم سطح دیواره)» سازه‌های آرام کننده و یا هدایتی (برای اصلاح مسیر جریان)» سازه‌های تثبیت بستر رودخانه (برای کنترل شیب) طرح و انتخاب می‌گردند [۳]. سازه‌های ساختمانی عموما نیازمند مصالح» امکانات فنی و کارگاهی زیاد و پیچیده بوده و هزینه بالایی را شامل می‌گردد. در شرایطی که عوامل فیزیکی و هیدرولیکی در تخریب دیواره‌ها شدید بوده و یا ملاحظات خاصی در بازه‌های کوتاه مورد نظر باشده روش‌های سازه‌ای می‌توانند از کارایی موثرتری برخوردار است. به‌هر حالء سازه‌های انعطاف‌پذیر و نفودذپذیر (نظیر روکش سنگ‌ریزه‌ای» تورسنگی) همواره باید در اولویت انتخاب قرار گیرند |۱۳۸|. جزییات طرح انواع روش‌های سازه‌ای» محدودیت‌ها و توصیه‌های کاربردی در منابع موجود ارائه شده است |۲۳ ۲۷ ۱۰۲ ۱۰۴ ۱۱۰ و 1۱۲۸ ۸-۱-۶-۲ روش‌های طبیعی - سازه‌ای در این روش مجموعه شرایط حفاظت سازه‌ای و زیستی به‌منظور گزینش برتر اقتصادی» فنی و زیست محیطی مورد نظر قرار می‌گیرد. کاربرد روش‌های تلفیقی «طبیعی- سازه‌ای » (بیومکانیک یا بیومهندسی) با در نظر گرفتن موارد زیر عموما برتر و گاهی اجتناب‌ناپذیر خواهد بود [۳۷, ۲ع ۵۱۰۲ ۱۰۴ و ۱۱۰]. - در مسیر مستقیم رودخانه با سرعت و شدت تلاطم جریان زیاد» در نوار دیواره خارجی پیچ‌های تند» همچنین در شرایط دیواره‌های بلند عمودی و فرسایش‌پذیر» روش زیستی و گیاهی به تنهایی کارساز نخواهد بود |۳۷ ۱۱۰ و 1۱۲۸ - تحت شرایط فیزیکی و هیدرولیکی بالاء گزینه‌های ساختمانی (در طول زیاد رودخانه) عموما حجیم» پرهزینه و گاهی ]|- 710-1001 10۵[ ۱10105 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای - شرایط فیزیکی و هیدرولیکی رودخانه (راستاء عرض» عمق, شیب و...) در طول مسیرء در دو سمت رودخانه (دیواره چپ و راست) و بر روی دیواره رودخانه (نواحی سه‌گانه از پنجه تا ساحل بالا در شکل (۵-۲)) عموما یکسان نیست آزاین‌روء درجه حفاظتی در سطوح مختلف دیواره و در موقعیت‌های طولی در طرفین رودخانه لزوما مشابه نخواهد بود |۳۷ و ۸۴| - در طرح‌های اصلاح مسیر رودخانه» حفاظت و تثبیت دیواره‌های رودخانه در مقطع اصلی و یا در مرزهای ساحلی جدید ضروری است. دیواره‌سازی در راستای اصلاح شده و یا حفاظت سطحی دیواره‌ها با مصالح سازه‌ای در بیش‌تر موارد از نظر اقتصادی و فنی توجیه‌ناپذیرء از نظر ریخت‌شناسی (به‌دلیل تغییرات ناگهانی در هندسه بازه و تاثیرات ناخواسته در ی ایا . ۱ سطح متوسط کم آبی پا | گیاهان علف و درختان کف بستر ّ ۹ ۱ ۸ : 8 | گیاهان علفی, بوته و درختچه ۱ حفاظت سنگریزه ای ۹۸ دیواره بایین ۱ سطح دیواره (میانی) ا ساحل بالا" شکل ۵-۲- نمایش سطوح مختلف دیواره رودخانه با تلفیق روش‌های طبیعی- سازه‌ای [۳۷] در حفاظت مستقیم دیواره‌ها به روش تلفیقی (شکل ۵-۲) ممکن است سطح پایین دیواره (از عمق آبشستگی احتمالی تا تراز سطح متوسط کم آبی) با روش سازه‌ای (ترجیحا انعطاف‌پذیر و نفوذپذیر مانند روش سنگ‌ریزه‌ای)» و در سطوح بالاتر آن به‌ترتیب از روش‌های سازه‌ای با قابلیت تثبیت طبیعی (استقرار تایر ماشین...) و یا پوشش گیاهی حفاظت گردد. در حفاظت غیرمستقیم دیواره‌ها و در اصلاح مسیر رودخانه از سازه‌های آبگذر (مانند شبکه نرده‌ای» جک‌های فلزی» گرچه مانع از عبور آب از خود سازه هستند ولی به‌علت انحراف مسیر آب از کناره‌ها باعث توسعه جریان گردابی در حد فاصل بین آبشکن‌های متوالی و ته نشست رسوبات می‌گردد [۱۴۷]. سازه‌های آبگذر», سبب کاهش سرعت و تنش برشی جریان اولیه رودخانه و گسترش جریان‌های چرخشی موضعی و ضعیف در میدان توزیع عناصر مقاومت جریان در کناره رودخانه شده که به‌طور طبیعی قابلیت رسوب‌گذاری و جذب مواد شناور و معلق را فراهم می‌سازد. در اثر تجمع و ته نشست رسوبات زمینه لازم برای توسعه دیواره و تثبیت طبیعی یا مصنوعی گیاهی آن فراهم می‌گردد [۱۴۷ و ۱۵۰]. روند تدریجی رسوب‌گذاری در حد فاصل دیواره‌های طبیعی موجود و مرز راستای اصلاح شده رودخانه, همراه با استقرار پوشش گیاهی (طبیعی یا مصنوعی) به‌تدریج توسعه و تثبیت می‌یابد. از این دیدگاه» -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - ساماندهی رودخانه ۳۵ سازه‌های حفاظت غیرمستقیم دیواره‌های رودخانه را می‌توان در گروه روش‌های تلفیقی به‌شمار آورد |۵۴ و ۱۳۹]. جزییات طرح انواع روش‌های «سازه‌ای- طبیعی»» محدودیت‌ها و توصیه‌های کاربردی در منابع موجود ارائه شده است [۲ع ۱۰۲ ۰۱۰۴ ۱۱۰ و ۱۲۸ ۲-۶-۳۲ انتخاب روش‌های حفاظت و تثبیت دیواره‌های رودخانه انتخاب روش یا روش‌های مناسب در حفاظت و تثبیت دیواره‌های رودخانه علاوه بر دانش مهندسی رودخانه تابع مطالعات و بررسی‌های زیر می‌باشد ۴۲ ۲ ۷۷۰ ۱۲۸و ۳۵ - نوع و مشخصات رودخانه: مستقیم» مارپیچی» یا شریانی» بستر ریزدانه (ماسه‌ای)» یا درشت‌دانه (شنی و درشت‌تر)» بزرگ» متوسط یا کوچک» عمیق یا کم عمق» عریض یا کم عرض» مقطع ساده یا مقطع مرکب. رودخانه دایمی یا فصلی - مشخصات دیواره‌ها: عوامل فیزیکی, شیمیایی و هیدرولیکی فرسایش و تخریب (در سطوح سه‌گانه: دیواره پایین» سطح دیواره و ساحل بالا) لایه‌بندی مواد دیواره و بستر» خصوصیات مکانیکی مواد دیوار» مکانیزم تخریب و گسیختگی دیواره‌ها (فرسایش سطحی, لغزش,» ریزش توده‌ای- وزنی) - مشخصات جریان: جریان دایمی یا فصلی» رژیم دوام جریان» رژیم سیلابی رودخانه» شدت تغییرپذیری جریان (کم یا زیاد)» شدت تلاطم و موج» شدت تغییرات سطح آب در مواقع سیلابی (اوج و افت سطح آب)» بار رسوبی کل (کم یا زیاد)» بار رسوبی کف (زیاد یا کم مواد درشت‌دانه یا ریزدانه)» بار رسوبی معلق (قابلیت ته‌نشینی زیاد یا کم کیفیت شیمیایی آب (درجه قلیایی» خورندگی)» محاسبات نیمرخ سطح آب و خصوصیات هیدرولیکی جریان در بده‌های مورد نظر (سیل ۲۵ ساله و غیره) - ارزیابی پایداری رودخانه: تشخیص و تفکیک بازه‌ها (پایدار» پایدار دینامیکی و ناپایدار» مشخصات هندسه هیدرولیکی بازه‌های پایدار (شیب» عرض, عمق و شعاع انحنای پیج) - مواضع حفاظتی: در مسیر مستقیم در پیچ (پیچ داخلی» پیچ خارجی)» تثبیت دیواره‌ها (در شرایط طبیعی و موجود.ء در راستای اصلاح شده)» در مقطع اصلی رودخانه, یا در بستر سیلابی» در دیواره پایین» سطح دیواره» حریم و ساحل بالا یا در سیلابدشت رودخانه - ملاحظات زیست محیطی: حفظ وضع حیاتی موجود. احیای سامانه حیاتی و زیستابی رودخانه» حفظ زیبایی طبیعت رودخانه» تاثیرات زیستی و حیاتی اجرای طرح پیشنهادی در آینده رودخانه - قابل قبول یا غیرقابل‌قبول بودن آرزش زیست محیطی کارهای رودخانه‌ای مورد نظر - دوام مورد انتظار طرح: موقتی (اضطراری)» میان مدت یا دراز مدت (عمر مفید زیاد) - مصالح قابل دسترسی در منطقه طرح: نوع مصالح (طبیعی, ساختمانی) مقدار مصالح موجود. کیفیت مصالح (با مشخصات فنی لازم در کارهای رودخانه‌ای). محل تامین مصالح (فاصله از منطقه طرح) پتانسیل استقرار پوشش گیاهی (گونه‌های بومی و گونه‌های مناسب رودخانه‌ای) - ارزیابی تناسب کاربرد گزینه‌های مختلف طبیعی و یا سازه‌ای متناسب با مطالعات فوق (تلفیق روش‌های حفاظتی «مستقیم» و «غیرمستقیم» با مصالح «طبیعی و یا سازه‌ای»و با قابلیت «انعطاف‌پذیری و نفودپذیری» و نیاز به «مدیریت نگهداری» کم‌تر به عنوان راهکار موثر و در عین حال اقتصادی مورد توجه بوده و از جنبه‌های زیستابی و زیباشناسی نیز گزیده‌تر می‌باشند) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای وی - امکانات فنی و اجرایی قابل دسترس: ماشین‌آلات و تحهیزات فنی, کارشناسان ارشد و نیروهای فنی» پیمانکاران رودخانه‌ای - دریایی, ناظران با تجربه رودخانه‌ای و محدودیت‌های فنی و اجرایی - ارزیابی اقتصادی طرح: براورد صحیح از حجم و مقدار کار» امکان و سختی کارء هزینه‌هاء ریسک‌های رودخانه‌ای و خسارات احتمالی, مقایسه و آرزیابی گزینه‌های برتر - ارزیابی ارزش‌های سیاسی- دفاعی» زیست محیطی, ملی طرح و بین‌المللی طرح (در خصوص رودخانه‌های مشترک و مرزی) - براورد واقعی از هزینه و زمان‌بندی اجرای طرح در مراحل مختلف (با توجه به محیط طبیعی و ریسک‌پذیری رودخانه و سلامت رودخانه در صورت توقف احتمالی اجرای طرح به دلایل طبیعی یا عدم تامین اعتبار لازم) جدول ۶-۲- روش‌های حفاظت دیواره‌های رودخانه براساس عملکرد سازه حفاظتی [۱۳۸] صلب انمطاف‌پذیر انعطاف‌پذیر آرام کننده‌ها انحراف دهنده‌ها ‏ | انحراف دهنده‌ها انحراف دهنده‌ها و نفوذناپذیر و نفوذناپذیر و نفوذپذیر (نفودپذیر) (صلب و نفودناپذیر) ۱ (انعطاف‌پذیر و (انعطاف‌پذیر و نفودناپدیر) نفوذپذیر) - دیواره حایل ۱ - خروکش سنگ‌ریزه‌ای -<جک فلزی کلنر ۱ -آیشکن- سپر - آبشکن- با هسته ‏ -آبشکن- بتنی یا سنگ. | روکش‌پلاستیکی | -روکش سنگ فرش -<جک فلزی فلزی رسی و روکش سنگ‌ریزه‌ای وسیمانی -روکش لاستیکی ‏ | -روکش تورسنگ چهار وجهی -ابشکن- سپر بتنی | سنگ‌ریزه‌ای -ابشکن - تورسنگی -روکش بتنی | -روکش قیسری و | -دیواره حایل تورسنگ -شبکه نرده‌کشی | -ابشکن- سنگ و | - ابشکن- با هسته ۱ -ابشکن- بلوک بتنی -روکش اسفالت -روکش بتنی مفصل‌دار -نورهای سیمی سیمان رسی و روکش -صفحات مستغرق: سنگ و روکش کیسه‌ای ماسه-سیمان -صفحات مستغفرق: | تورسنگ تورسنگی با سیمان روکش (چیدمان کیسه‌ای منفرد بر روی بتنی, سنگ - ایشکن- با هسته | سنگ‌ریزه‌ای اجری یکدیگر) وسیمان, یا سپر رسی و روکش -روکش خاک -مصالح طبیعی و گیاهی فلزی کیسه‌ای و سیمان -پوشش گیاهی -سپر فلزی -تایر فرسوده ماشین "سیر آزیست -ماشین‌های اسقاطی سیمانی -بلوک‌های سیمانی‌توخالی جدول ۷-۲- راهنمای روش‌های حفاظت رودخانه براساس نوع و اندازه رودخانه [۱۰۷] اندازه رودخانه | نوع رودخانه ۱ حفاظت مستقیم دبواره‌ها حفاظت غیرمستقیم دیواره‌ها و اصلاح مسیر سب ۱ رام روکش روکش | روکش ابشکن‌ها کننده‌ه سجی ‏ ع ‏ ع ‏ ع ‏ ع ا 6 وا وی لا اک ۳ وکا ای نا سق ا ا دا ما * مناسب + درصورت فقدان سنگ‌های بزرگ # برای رودخانه‌های سیلابدشتی -------- صفحهٔ بعد -------- ۷ و ۱ روکش بتنی مفصل‌دار» ۲- روکش سنگ‌ریزه‌ای» ۳- روکش بتنی صلب» ۴- روکش آسفالت (سطح بالای دیواره» ۵- روکش طبیعی و ترکه‌ای (سطح بالای دیواره) ۶ پوشش گیاهی (سطح بالای دیواره) شبکه‌بندی, ۶- جک فلزی, ۷- روکش طبیعی و ترکه‌ای (سطح بالای دیواره)؛ ۸- پوشش ۹- دیواره حایل کوتاه (سطح پایین دیواره)» ۰ موانع سخت شبکه‌بندی, ۶- روکش طبیعی و ترکه‌ای (سطح بالای دیواره)» ۷ پوشش گیاهی (سطح بالای دیواره) ۸ موانع سخت ۵ دیواره شمع کوب چوبی, ۶- دیواره شمع کوب با تورسیمی, ۷- روکش طبیعی ترکه‌ای, ۸- پوشش گیاهیء ۱- روکش سنگ‌ریزه‌ای, ۲- تورسنگ, ۳- آیشکن‌هاء ۴- دیواره شمع‌ کوب چوبی, ۵- شبکه‌بندی. ۶ روکش طبیعی ترکه‌ای (سطح بالای دیواره)» ۷- پوشش گیاهی (سطح بالای دیواره)» ۸- موانع سخت ۱- روکش سنگ‌ریزه‌ای, ۲- تورسنگ, ۳- آبشکن, ۴- جک فلزی, ۵ دیواره شمع کوب چوبی» ۶- دیواره شمع‌کوب با تورسیمی» -٩‏ موانع سخت ساحل بالای رودخانه ۲- فرسایش دیواره ناشی از رواناب سطحی ۳- گسیختگی دیواره ( ۵- فرسایش دیواره پایین در جریان کم آبی ۶- فرسایش دیواره در اثر موج (باد. قایق ۱ - 1 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۳ آیشکن‌های رودخانه‌ای -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم -آبشسکن‌های رودخانه‌ای )۳ ۱-۳- تعریف آبشکن رودخانه‌ای آبشکن‌های رودخانه‌ای, از سازه‌های مهم ساماندهی رودخانه به‌شمار می‌آیند. آبشکن‌ها مبتنی بر ساخت سازه‌های متقاطع با عرضی هستند که از دیواره طبیعی رودخانه با طول مناسب و با زاویه مناسبی نسبت به راستای عمومی جریان» توسعه یافته سبب انحراف حمله جریان از کناره‌ها و نواحی بحرانی شده و جریان را به سمت محور مرکزی رودخانه هدایت می‌نمایند. با انتحراف جریان» کناره رودخانه در حد فاصل دیواره‌های طبیعی موجود با مرز راستای اصلاح شده به تدریج با ته نشست رسوبات توسعه یافته و با استقرار تدریجی پوشش گیاهی در دراز مدت تثبیت می‌یابد. بنابراین با گذشت زمان» جریان در بخش میانی بازه رودخانه متمرکز می‌گردد | ۴۵ و ۱۳۹ آبشکن‌ها به‌صورت منفرد یا به‌صورت یک سری متوالی در یک و یا در دو سمت رودخانه ساخته می‌شوند. از نظر طول و با توجه به اهداف کاربری» آبشکن‌ها ممکن است خیلی کوتاه تا بلند باشند. نمونه‌هایی از آرایش آبشکن‌ها در ساماندهی رودخانه‌ها در شکل (۱-۳) نمایش داده شده است. ساختار عمومی یک آبشکن مطابق شکل (۲-۳) شامل اجزای زیر می‌باشد: ۱- دماغه پا پنجه که به‌علت مقاومت در برابر جریان و حفاظت در برابر آبشستگی بستر گسترده‌تر ساخته می‌شود» ۲- بدنه یا ساقه و تاج که بدنه اصلی آبشکن را تشکیل می‌دهد. ۳- ریشه یا تکیه گاه که نقش پایداری ساقه از طریق اتصال قفل شدگی آبشکن به دیواره رودخانه را به‌عهده داردء ۴- حفاظت پنجه که جهت ایمنی آبشکن در برابر آبشستگی عمومی و موضعی در دماغه و پیرامون بدنه آبشکن حیاتی می‌باشد و ۵- حفاظت سطحی که پوشش حفاظتی آبشکن و دیواره طبیعی رودخانه از خطر فرسایش و تخریب است [8۶] نمونه سیمای یک آبشکن در پلان و مقاطع طولی و عرضی در شکل (۳-۳) نمایش داده شده است. آبشکن‌های رودخانه‌ای از نوع انحراف دهنده‌ها هستند |۱۰۲۱ و ۱۲۸]. با توجه به کارکرد هیدرولیکی» آبشکن‌ها را می‌توان در گروه روش‌های «طبیعی- سازه‌ای» به‌شمار آورد [۳۷ ۶۲ ۱۴۷ و ۱۵۰]. نمونه‌هایی از ساخت و کارایی آبشکن‌ها در رودخانه‌های ایران و جهان در شکل‌های (۴-۳) تا (۷-۳) نشان داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رود (ب) آبراهه اولیه دیواره طولی یم وووووو ‏ گو نع (پ) شکل ۱-۳- نمایش کاربرد آبشکن‌ها در ساماندهی رودخانه‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - آبنشکن‌های رودخانه‌ای ۳۳ با و ۱ را 7 بدنه ور ۳ تیر م۵ بت دل یلته یلیل را 0۹ هه هه هه هه فهه ۴ ماس ی مت تا ای بای نون هروک ۳ دود وه مکمک وکا سا نها و ها لوطظطمگر ر شکل ۲-۳- نمایش ساختار عمومی یک آبشکن در پلان [۱۰۴] : ا [ ۹ سک ۱ پلان ساحل باله ترانشه پنجه مقطع طولی تست روکش سنگریزه ای تراز حداکثر آب ۲۰ نج : ِ جج ۳ ز نا مصالح رودخانه :۰.۰۰ ۰ مور مقطع عرضی شکل ۳-۳- نمایش آبشکن نفوذناپذیر با مصالح رودخانه‌ای و روکش سنگ‌ریزه‌ای [۳۷] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری (بیهمن ۱۳۶۵) توسعه رسوبات در پس از وقوع یک سیل متوسط (اسفند۱۳۶۵) طبیعی در میدان آپشکن‌ها (شهرپور۱۳۸۵) شکل ۴-۳- آبشکن‌های سنگ‌ریزه‌ای, رودخانه حله. استان بوشهر [۴۵] ابشکن‌های رودخانه‌ای یت -------- صفحهٔ بعد -------- 3333333333333333 ۹ ۱ ۱ 7 ته ری سر ۱ و ی 5 ۱ : رس ار ‌ نک مه مب میور هن ۳ ای 7 9 مر 2 ۰ ۲ ا دا ی . َ ی یس ماو ی یه سم ۰ 1 ۰ ۰ ۰ ی و کت ۰ لو ۰ َ »ی ۴ ی ۰ اس ‌ ۳ یر ۰ ۹ 5 را ار 2 رک یکی ۶ ۰ یی ما 5 سا ۳ راو و د ست سا را ۰ و ی ۶ ۳ ۱ ض. ۷ ۰ و اس سم 7 وم ۰ ۳ 4 .و ی پا و ی ۴ اد ۰ ی ۳ 94 ۱ یه ی ۳ ۰ 1 ی ۰ 4 [ اک ی ی ی ربص . مگ اش ها مس اس اه عر سا - یز پا :1 ۹ سا ۳-۹ ۰ ۰ ی ۰۴ وم 0 ۰ ۳ ایح تک کنو ۳ او و و جر ۹ ۱ ی نییان مود بو دیما 5 با ان مت ی ۰ کر انار نید گس ۹ را َ دمم 1 : 7 نا ۳ ۴ 3 ۰ 0 ۹ م۰7 ۰ زس ات ده : : ‌ - با ی سا ال یک مج مس ۳ که 8 9 ۵ ماو 8۵و و ( ۹ : ۱ هرخص ی که بت ‌ که مر . ار منکن ی و و مش هد و یوم و را گر را است اب وار و راک ار ون ما [ رگ دا با میگ و اور کت و ما اک با و و وی و مج ی ماو راب ای ماس رو را ای نو را ور با ار خی رانا موی و در رن تتسود وم ی امه شم موی اوح مود ابص کت ما وت ۰ 0 سا ۴ ی سا 3 8 را دروکا ما اسر .۲ خوم 9 یک یس پر جرج پر مب 5 واه و َ ۷ م۵ خ ز چا : ِ ۵ هه امد تا و کر رابه زوج یا ک و و4 درو لر و کی 11 کچ رش کر اک َ ۳ سک : و مش وس کب او و ری ی رس له ز بوک ان ود ۲ هک ی که دپ و اج رسد اله هد ۳ ند - 2 ما ی دک ها مس من - ۳1 ۰ ۰.۰ شکل ۵-۳- سیمای کاربرد آبشکن‌ها در ساماندهی رودخانه [ ۴۵] ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ ۲-۳ اهداف برای شرایط مختلا مجرای اصلی و کن دهه‌های اخیر است راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبنسکن‌های رودخانه‌ای سری ۱ آبشکن‌های کوتاه 1 ریش اف لت ماک : ۰ ‌ ۳ تب ۳۳ 0۳ ی 2 3 اه و ای ابشکن‌های کوتاه ۱ وراک هن مد ارام که راک س ً ار . 8 یز با نا ۳ م۱ ۱ ۲ ۷ اس نز و مستغرق در یو وا ان و وه اک ِ هدجه اه و ها کت ۳ تقویت دیواره خاکریز ساحلی با آبشکن‌های کوتاه» رود ارس» پارس اباد (۱۳۸۴) شکل ۶-۳- نمایش کاربرد آبشکن‌های کوتاه و یا مستغرق [۴۵] ت ردان در کناره‌های با راستای مستقیم یا منحنی و در دیواره‌های خارجی یا داخلی ها مورد استفاده قرار | برای اصلاح مسیر رودخانه‌های عریض و شریانی و به‌ویژه با بار رسوبی کف زیاد (از نوع ماسه, شن و درشت‌تر) و جریان مناسب و موثر هستند. هر چند که برای هدایت جریان در رودخانه‌های مارپیجی (حفاظت دیواره‌های ترل سیلاب در سیلابدشت رودخانه) نیز به‌طور گسترده‌ای از آبشکن‌ها استفاده می‌گردد |۵۴ ۰۵۶ ۱۰۷ و ۱۵۰]. در ناده از آبشکن‌های کوتاه با مصالح سازه‌ای و یا طبیعی برای ساماندهی سامانه زیستابی رودخانه‌ها مورد توجه قرار 1۳ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم -آبشکن‌های رودخانه‌ای ۳۷ به‌جز در رودخانه‌های کوچک و کم عرض و در شرایط خاص کاربرد آبشکن‌ها محدودیت قابل توجهی نداشته و می‌تواند به‌عنوان یک گزینه در ساماندهی بازه رودخانه در نظر گرفته شود. آپشکن‌های رودخانه‌ای برای یک یا ترکیبی از اهداف زیر مورد توجه هستند [ + ۶۲ ۱۰۲و ۱۵۰ - اصلاح مسیر رودخانه به‌منظور کنترل سیلاب و یا کاهش خطر پیشروی رودخانه به اراضی ساحلی و فرسایش و تخریب - حفاظت دیواره‌های خارجی پیچ از طریق تعدیل انحنای نسبی پیچ, بهبود راستای دیواره و انحراف جریان از دیوار خارجی به میانه رودخانه و گاز) از طریق بهسازی راستای بازه و انحراف جریان از نواحی بحرانی - تثبیت دیواره رودخانه در بالادست آبگیرها و یا انحراف جریان به‌سمت دهانه آبگیر در مسیر مستقیم و یا در قوس خارجی رودخانه (از طریق تشدید جریان ثانویه و افزایش میزان آبگیری) - تامین قابلیت کشتیرانی رودخانه از طریق تنظیم و تثبیت عرض و عمق کافی» تغییر تراز بستر برای توسعه عمق مناسب و شعاع انحنای لازم گستره دماغه آبشکن‌ها و پالایش طبیعی جریان و هندسه هیدرولیکی مناسب برای حیات آبزیان جداول (۴-۲) (۷-۲) و (۸-۲) در فصل دوم برخی شرایط مناسب کاربری آبشکن‌ها را توصیه می‌نماید. آبشکن‌ها مانند دیگر گزینه‌های ساماندهی رودخانه» از مزایا و معایب و محدودیت‌های کاربردی برخوردار هستند که در بخش پایانی این فصل به اختصار به آنها اشاره می‌گردد. ۳-۳ انواع آیشکن‌ها آبشکن‌ها از نظر مصالح و روش ساخت. شکل ظاهری و تاثیر آن‌ها بر روی جریان رودخانه‌ای به انواع مختلف تقسیم می‌گردند ۱-۱-۳-۳ نفوذپذیری آبشکن کار کرد هیدرولیکی این دو کاملا متفاوت است. در منابع موجود و از دیدگاه فنی نیز عموما واژه آبشکن به نوع «نفوذناپذیر» و به‌عنوان سازه انحراف دهنده اطلاق می‌گردد |۵۳ ۶۲و ۱۵۰ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای آبشکن نفوذناپذیر از نظر نوع مصالح و ساختارء قابلیت آبگذری جریان اصلی رودخانه را نداشته و با انحراف مسیر آب از دیواره‌ها به میانه رودخانه باعث توسعه جریان گردابی در کناره‌ها می‌گردد. از این‌رو آبشکن‌های نفوذناپذیر (هرچند که از نظر نوع مصالح و ساخت قابلیت تراوش داشته باشند) در گروه سازه‌های انحراف دهنده به‌شمار می‌آیند. با توسعه جریان چرخشی در محدوده تاثیر یک آبشکن و یا در حد فاصل بین آبشکن‌های متوالی» کناره رودخانه (در حد فاصل دیواره‌های طبیعی موجود با خط جدایی جریان با مرز راستای اصلاح شده) با ته نشست بار رسوبی کف و معلق به‌سرعت توسعه یافته و با استقرار تدریجی پوشش گیاهی در دراز مدت این نوع آبشکن از مصالح متنوع سازه‌ای و طبیعی ساخته می‌شود. براساس مصالح و ساختار آبشکن, انواع آن عبارتند از سنگ‌ریزه‌ای» تورسنگی از نوع جعبه‌ای» کیسه‌ای با محتوی ماسه و یا مخلوط ماسه- سیمان, واحدهای بتنی سه پایه"ء مخلوط درشت‌دانه رودخانه‌ای (با روکش سنگ‌ریزه‌ای پا تورسنگی یا کیسه‌ای) دیواره سپری همراه با شمع‌کوبی از جنس صفحات و پایه‌های فلزی» چوبی» بتنی» و یا ترکیبی» شمع‌های بتنی یا چوبی دو ردیفه همراه با استقرار سنگریزه‌ها در حد فاصل بین دو ردیف» دیواره سپری یا دیواره چوب بست دو ردیفه با یا بدون استقرار سنگریزه‌ها در حد فاصل بین دو صفحه. الوار چوبی به‌هم بافته. تنه درختان و شاخ و برگ‌های به‌هم بافته و یا ترکیبی از مصالح و روش‌های فوق |۰۱۰۲ ۰۱۰۴ ۱۲۸ و ۱۳۵|. نمونه‌هایی از انواع مختلف ب- آبشکن‌های نفوذپذیر آپشکن نفوذپذیر از نظر سازه‌ای» مجموعه‌ای از عناصر مقاومت جریان است که در امتداد عرضی رودخانه همانند شکل‌های (۷-۳) و (۸-۳) آرایش می‌یابد. این نوع آبشکن» عموما از تیرک یا شمع‌های بتنی» چوبی» یا ساقه‌های بامبو (در یک دو و یا سه ردیف) ساخته می‌شود [۵۴ و ۱۰۴]. گاهی از مصالح سنگ‌ریزه‌ای برای حفاظت پایه‌ها از خطر آبشستگی موضعی استفاده می‌گردد. آرایش ردیف پایه‌ها سبب افزایش مقاومت بستر همراه با توسعه جریان‌های چرخشی موضعی پیرامون پایه‌های منفرد گردیده و سبب کاهش سرعت جریان» کاهش انتقال رسوبات کف, ته نشست مواد رسوبی معلق درشت‌دانه. و جذب مواد شناور می‌گردد. با گذشت زمان, به‌تدریج میدان این نوع سازه در رودخانه‌های عریض و کم عمق با راستای نسبتا مستقیم» با بستر ماسه‌ای یا شن ریز و با بار رسوبی معلق زیاد همراه با مواد جامد شناور موثرتر بوده» ولی در رودخانه‌های بزرگ با عمق بیش از ۳ مترء با بار رسوبی کم» با مواد بستری شنی و درشت‌تر (به‌دلیل مشکل شمع‌کوبی) و نیز در محدوده دیواره خارجی پیچ‌ها (به‌دلیل قدرت جریان ثانویه) مناسب نخواهد بود. ابشکن‌های نفوذپذیر را باید در گروه سازه‌های آرام کننده به‌شمار آورد. در بیش‌تر منابع موجود نیز عموما برای رفع ابهام به‌جای واژه ۹ ۳۵۲۵۵۱۵ /0000 از وازه خاص 4عا(1 |۳۱ (دیواره‌های شمع کوب با اسکله‌ای) استفاده می‌گردد |۵۴ ۵۶ ۱۰۲ و ۷ ازآن‌جاکه نوع مصالح» ساختار هندسی» کارکرد هیدرولیکی» روش طراحی پایدار» و روش مدیریت و نگهداری این نوع سازه با آبشکن‌های نفوذناپذیر متفاوت است. ادامه این گزارش به نوع آبشکن‌های نفوذناپذیر اختصاص دارد. از این رو در بخش‌های بعدی, واژه «آبشکن» به‌عنوان یک سازه «انحراف دهنده» از نوع «نفوذناپذیر» به‌کار برده خواهد شد. | - 6001۲۵1۵ 1110005 - -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم -آبشسکن‌های رودخانه‌ای ۳۹ ۲-۱-۳-۳ انعطاف‌پذیری آبشکن آشکن‌ها بر حسب نوع مصالح و ساختار آن‌ها و از نظر قابلیت تحکیم طبیعی, به دو نوع «صلب» یا «انعطاف‌پذیر» تقسیم می‌گردند. به‌طور کلی, آبشکن‌های انعطاف‌پذیر بهتر از انواع صلب هستند. به‌طور طبیعی بدنه آبشکن بر اثر نیروی «تراوش» و پدیده «زیرشویی» نشست‌های ناهمگون کرده و یا بستر رودخانه در موقعیت پنجه آبشکن در معرض آبشستگی قرار می‌گیرد. در این‌صورت» یک آبشکن صلب به‌سهولت و با سرعت دچار ترک خوردگی شده و بخش‌هایی از آن تخریب و سرانجام منجر به گسیختگی کل سازه و تشدید روند تخریبی دیواره رودخانه خواهد شد. درحالی که آبشکن‌های انعطاف‌پذیر نسبت به تغییرات قابلیت تنظیم و جابجایی و تحکیم داشته و امکان مرمت و بازسازی مجدد دارند |۳۷ و ۱۲۸]. آبشکن‌های نوع سنگ‌ریزه‌ای» تورسنگی و یا متشکل از واحدهای بتنی سه پایه از مثال‌های بارز سازه‌های انعطاف‌پذیر به‌شمار می‌آیند. ۳-۱-۳-۳ آبگذری آبشکن ابشکن‌ها بر حسب نوع مصالح و ساختار آن‌ها و از نظر قابلیت تراوش جریان از بدنه» به دو نوع «آبگذر» یا «آب‌نگذر» تقسیم می‌گردند. آبشکن‌های آبگذر از نظر هیدرولیکی برترند زیرا به‌سهولت و به‌طور یکنواخت قابلیت زهکشی بدنه و آزادسازی نیروی تراوش و زیر فشار آب را دارند. از سوی دیگر» جذب رسوبات معلق و ریزدانه در محیط متخلخل سطح پوششی» قابلیت تثبیت زیستی و پهسازی شرایط زیست محیطی را در پیرامون آبشکن فراهم می‌سازد [۲۷ ۷۰ ۱۰۲ و ۱۲۸ ]. به‌طورکلی آبشکن‌های انعطاف‌پذیر» آبگذر نیز هستند. از این رو از امتیازات پایداری و دوام طبیعی برخوردار بوده و در طرح‌های رودخانه‌ای مورد توجه می‌باشند. آبشکن‌های نوع سنگ‌ریزه‌ای» تورسنگی و یا متشکل از واحدهای بتنی سه پایه از مثال‌های بارز سازه‌های انعطاف‌پذیر و آبگذر به شمار می‌آیند. ۸ دبواره شمع کوبی شکل ۷-۳- آبشکن‌های نفوذ پذیر- سازه آرام کننده جریان [۱۰۴] -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ ۳-۳ ای به‌صورت آبشکنه در را در حد تر شکل ۸-۳- سا ن‌ها بستگی به اهداف و شرایط رودخانه» ۵ غیرمستغرق طراحی می‌کنند زیرا جریان عبور ُردیده 9 یا ممکن است که ناحیه رسوب‌گذاری ای نفوذپذیر چون تاثیر کم‌تری بر جریان عموم دخانه‌های بستر ماسه‌ای و مارپیجی, برای حه از دیواره بالای رودخانه اصلی (برای ظرفیت . راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های ر دیواره تک شمعی - با دو شمع در دماغه دبواره تک شمعی - با دو دسته شمع در دماغه دیواره سه ردیغفه سه شمعی - با شش دسته شمع در دماغه مقطع طولی دیواره شمع کوب نتار عمومی دیواره‌های شمع کوب [۱۰۴] مکن است مستغرق یا غیرمستغرق باشند. عموما آبشکن‌های نفوذ ی از روی این نوع سازه منجر به فرسایش شدید تاج و تخریب احته شده در محدوده حفاظتی آبشکن را در معرض فرسایش قرار دهد. در ی رودخانه دارند»ء ممکن است که به‌صورت مستغرق طراحی گردند | ۰ اظت دیواره‌ها در مجرای اصلی معمولا از آبشکن‌های نفودناپذیر با ار جریان مقطع پر در حدود سیل متناوب سالانه) استفاده می‌گردد. این | -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - آبشکن‌های رودخانه‌ای )۳ در مواقع سیلاب‌های بزرگ‌تر و با گسترش جریان در دشت سیلابی رودخانهء لزوما مستغرق خواهند شد. در رودخانه‌های شریانی و یا با مواد بستری درشت‌دانه, به‌دلیل توان زیاد جریان و ناپایداری رودخانه, آبشکن‌های نفوذناپذیر به‌کار می‌روند. در این شرایط ارتفاع تاج آبشکن‌ها معادل تراز متوسط دیواره بالای مقطع ساده رودخانه (با ظرفیت جریان سیلابی بزرگ و غیرمتناوب) در نظر گرفته می‌شودء از این رو اغلب به‌صورت غیرمستغرق عمل می‌نمایند |۵۶ ۱۰۲ و ۱۰۷ در ساماندهی رودخانه برای تامین قابلیت کشتیرانی» شدت جریان متوسط سالانه مورد نظر قرار می‌گیرد. ازاین‌رو در مواقع پرآبی و سیلابیء آبشکن‌ها لزوما مستغرق بوده که متعاقب آن نیز مشکلاتی برای کشتیرانی پدید می‌آید [۱۰۲]. ۳-۳-۳- تاثیر آبشکن بر جریان رودخانه آبشکن‌ها از نظر آرایش و امتداد قرارگیری در رودخانه و تاثیر آنها بر روی جریان رودخانه‌ای, به سه نوع «جاذب"»» «عمودی »و یا «دافع "»» تقسیم می‌گردند [۵۳» ۶۲ و ۱۵۰]. شکل (4-۳) انواع آرایش آبشکن‌ها را نشان می‌دهد. ۱-۳-۲-۳ آبشکن‌های جاذب آبشکن‌های جلذب از نظر سازه‌ای» به‌سمت پایین‌دست جریان رودخانه متمایل بوده و از نظر هیدرولیکی» جریان را به‌سمت خود جذب نموده و مانع از انحراف جریان به‌سمت دیواره مقابل می‌گردند. زاویه تمایل آبشکن به‌سمت پایین‌دست در حدود ۱۰ درجه پیشنهاد شده است |۵۴ ۱۰۲ و 4۱۰۷ ولی ممکن است تا ۳۰ درجه نیز باشد | ۶۲|. با این آرایش؛ اگر زاویه تمایل بیش از ۴۵ درجه باشد, آبشکن تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر انحراف جریان نداشته و در شرایط سیلابی نیز ممکن است باعث تخریب دیواره‌ها گردد [۶۲ ۲-۳-۳-۳ آبشکن‌های عمودی آبشکن‌های عمودی از نظر سازه‌ای» عمود بر راستای عمومی جریان رودخانه یا دیواره‌ها احداث شده و از نظر هیدرولیکی» سبب تغییر جهت جریان از سمت کناره رودخانه گردیده و در عین حال مانع از انحراف شدید جریان به‌سمت دیواره مقابل می‌گردند. آبشکن‌های عمودی معمولا کوتاه‌تر از انواع دیگر بوده و در بازه‌های مستقیم و نیز برای حفاظت موضعی در برابر فرسایش به‌کار می‌روند. ۳-۲-۳-۳ آبشکن‌های دافع آپشکن‌های دافع از نظر سازه‌ای» به سمت بالادست جریان رودخانه متمایل بوده و از نظر هیدرولیکی» جریان را با قدرت از کناره رودخانه و آبشکن دور نموده و سبب انحراف شدید جربان به‌سمت دیواره مقابل می‌گردند. با این آرایش» جریان حتی در شرایط سیلاب به میانه رودخانه منحرف می‌گردد. زاویه تمایل آبشکن به‌سمت بالا دست بین ۱۰ تا ۲۰ درجه پیشنهاد شده است [۵۴ ۱۰۳ و 40 /ع۵ ۸۲1۳۵۵11 -| 8 م/۵۱ 110 -2 8 101160 -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبشسکن‌های رودخانه‌ای به‌طور کلی, از نظر قدرت انحراف جریان و شدت رسوب‌گذاری در پایین‌دست. آبشکن‌های دافع بهتر عمل می‌کنند. از سوی دیگر» میزان آبشستگی پیرامون آبشکن‌های جاذب (که تمایل به پایین‌دست جریان دارند) کم‌تر بوده و سازه از پایداری طبیعی بیش‌تری برخوردار خواهد بود. ۴-۳-۳ شکل ظاهری آبشکن آبشکن‌ها براساس نمای ظاهری در سطح افق و در مقاطع طولی و عرضی به انواع گوناگون تقسیم می‌گردند: ۱-۴-۳-۳ آبشکن‌ها در سطح افق آبشکن‌ها با شکل و نماهای مختلف در سطح افق ساخته می‌شوند [۵۳ و ۱۵۰]. انواع شکل ظاهری آبشکن‌ها در پلان رودخانه ۰ + ۰ ۰ ۰ ۰ : عَ یی 3 3 ۱2 ۱ 2 ۲ مطابق شکل (۱۰-۲۳) عبارتند از مستقیم» مستقیم با دماغه گردء تی شکل (17) ال شکل (آ4» چوگانی یا قلاب شکل با چنگکی » چوگانی معکوس و باله‌ای". شکل خاص آبشکن مستقیم با دماغه فارسی بر در شکل (۱۱-۳) نشان داده شده است. موضعی در دماغه آن کم‌تر بوده و همچنین قابلیت ته نشست رسوبات در حد فاصل آبشکن‌های متوالی بیش‌تر می‌باشد. زاویه سر کج آپشکن در دماغه آن کم‌تر از ۱۰ درجه توصیه شده است [۱۰۷]. انتخاب گزینه‌های دیگر شکل آبشکن نظیر 7 شکل با چوگانی» بستگی به شرایط رودخانه و قضاوت مهندسی دارد. ۲-۴-۳-۳ آبشکن‌ها در مقطع طولی در مقطع طولی, تاج آبشکن ممکن است مطابق شکل (۱۲-۳) از دیواره به سمت محور رودخانه به‌صورت افقی و یا شیب‌دار (بهسمت رودخانه) و یا مطابق شکل (۱۳-۳) به‌صورت پلکانی باشد. در حالت شیب‌دار و یا پلکانی» سطح موثر جریان در بده‌های زیادتر بیش‌تر بوده و سرعت متوسط و توان جریان کم‌تر می‌شود [۱۰۷]. در رودخانه‌هایی که تغییرات بده و سطح آب کم است. اما تاثیر آن در حفاظت دیواره‌ها نیز کم‌تر می‌شود [۳۷]. شیب تاج آبشکن‌ها در محدوده (411:1۷ تا 10171: 1۷) توصیه شده است 4٩۲۳|‏ ولی ممکن است با شیب ملایم‌تر در محدوده (1071:1۷ تا 10017: 1۷) نیز باشد [ ۶۲| ۳-۴-۳-۳ آبشکن‌ها در مقطع عرضی مقطع عرضی آبشکن ممکن است به یکی از سه شکل هندسی سپری (دیواره کم عرض و قائم)» جعبه‌ای- پلکانی و یا ذوزنقه‌ای باشد. شکل عرضی آبشکن تابعی از نوع مصالح و روش ساخت می‌باشد. آبشکن‌های سپری با مقطع مستطیلی کم عرض,» ۷( -| ۲10040 -2 |12۵1 / ۷۷1۵ -3 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم آبشکن‌های رودخانه‌ای ۴۳ آبشکن‌های تورسنگی یا کیسه‌ای با مقطع پلکانی و آبشکن‌های سنگ‌ریزه‌ای با مقطع ذوزنقه‌ای ساخته می‌شوند. برخی از انواع مقطع ۵-۳-۳ طول آبشکن آبشکن‌ها از نظر طول موثر و تأثیر آن بر کارکرد جریان چرخشی» عرض رودخانه و ظرفیت انتقال جریان معمولا به سه گروه آبشکن‌های کوتاه, متوسط و بلند تقسیم می‌شوند. این تقسیم‌پندی قراردادی بوده و از دیدگاه‌های مختلف کمیت‌های متفاوتی را در بر می‌گیرد. از دیدگاه حفاظت و تثبیت دیواره‌های رودخانه, آبشکن‌های کوتاه با طول موثر کم‌تر از ۳۰ متر و آبشکن‌های بسیار بلند با طول موثر بیش‌تر از یک سوم عرض بالای رودخانه هستند [۱۰۲]. منظور از طول موثر» بخشی از طول آبشکن است که در کاهش عرض مجرای اصلی رودخانه تاثیر داشته و شامل طول اضافی برای جبران نامنظمی‌های موضعی دیواره‌ها نمی‌باشد. آبشکن‌های کوتاه‌تر نیاز به فاصله کم‌تر بین آبشکن‌ها دارند و نه تنها در پدیده رسوب‌گذاری در کناره‌های رودخانه موثر نبوده» بلکه در مقایسه با روش‌های حفاظت مستقیم دیواره‌های رودخانه نیز اقتصادی‌تر نمی‌باشند [۶۲|. همچنین آبشکن‌های بسیار بلند نیز ممکن است علاوه بر آبشستگی زیاده حمله جریان را متوجه دیواره‌های ساحل مقابل نماید. آبشکن‌های بلندتر منجر به فاصله بیش‌تر بین آبشکن‌ها شده که ممکن است روند مارپیجی شدن را در رودخانه توسعه بخشد |۵۶ و ۱۰۲|. از آبشکن‌های کوتاه" برای استقرار مواضع تثبیت در کناره‌های رودخانه و اصلاح نامنظمی‌های جزیی در راستای دیواره استفاده می‌گردد (شکل ۶-۳ در این حالت کوتاهی آبشکن مانع از توسعه رسوب‌گذاری در کناره‌ها بوده ولی سبب بهبود راستای جریان در مجرای اصلی می‌گردد [۱۱۰]. آبشکن‌های کوتاه برای توسعه حوضچه گردابی جریان در پیرامون دماغه آن (ناحیه آبشستگی) برای احیای محیط زیست آبزیان از دیدگاه حفاظت از تنوع زیستی» مورد توجه است. در رودخانه‌های کوچک, حداقل عرض ۱۰ متر رودخانه باید تامین شده و یا عرض رودخانه نباید از دو سوم موجود آن کم‌تر گردد [۶۲]. از دیدگاه آبشستگی, شاخص بلندای آبشکن با نسبت طول موثر آبشکن به عمق متوسط جریان بالادست (۳/۲) بیان گردیده است. درصورتی که (|0/>1) باشدء آبشکن کوتاه است. اگر (۳/۲<25) باشدء آبشکن بلند تشخیص داده می‌شود. در حد فاصل این دو حدء آبشکن با طول متوسط ارزیابی می‌گردد ‎.]٩۳[ شکل ۹-۳ انواع آرایش آیشکن‌های جاذب., عمودی و دافع ۲1ع۳] ۱- ۷11۵( 00۷۵۹/11۵ ۳۵۱۵۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای طراحی ساخت ونگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای 8 بشق باق 13 0 0 ی ۱ ۹ ۵ ۵ ۵ ا 0 بشکن باه ای ابشکن چوگانی معکوس ایشکن را شکل سکن 7 سکا ی جوگانی ِ ل با دماغه کرد شکل ۱۰-۳- انواع شکل ظاهری آبشکن‌ها در پلان [۳۷ و ۱۵۰] 2 ۹ نی ی ۳۳۳33 شکل ۱۱-۳- آبشکن‌های مستقیم با دماغه فارسی بر [۱۰۴] تاج افقی تاح شیبدار طول افقی ساحلی کف ری ببس تاج شیبدار مرک طول افقی ساحلی ول افقی انتهایی رک پر ۹ شکل ۱۲-۳- انواع شکل مقطع طولی و تاج آبشکن- افقی و یا شیب‌دار [۳۷, ۶۲ و ۱۰۴] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - آبشکن‌های رودخانه‌ای ۳۵ ابشکن تورستگی ار من شکل ۱۳-۳- شکل پلکانی مقطع طولی آبشکن- نوع تورسنگی [۸۹] دیواره باله ای با دماغه قانم را دیواره و دماغه شیبدار 3۳ شکل ۱۴-۳- برخی از انواع شکل آبشکن‌ها در مقطع عرضی ‎]٩۳[ ۴-۳- مکانیزم کار کرد آبشکن‌ها نقش اصلی آبشکن‌های نفودناپذیرء انحراف جریان از کناره به‌سمت میانه رودخانه است. نتیجه انحراف جریان» توسعه یک ناحیه ظاهر می‌گردد. در این ناحیه» محموعه‌ای از گردابه‌های افقی و عمودی فعالیت داشتهء که تلاطم شدیدی را در سطح آب پدید 1 ۵ .۰ ۰ 1 سح ۰ ۲ 1 ی .۰ ره می‌آورد. فرایند هیدرولیکی این جریان» توسعه ناحیه ابشستگی موضعی در پیرامون ابشکن» ته نشست رسوبات به‌صورت یک ۳ ۰ 1 ۰ ۰۱ ۰۰ ه ۰ ۰ ۰ تا 7 ۰ خ باررسوبی طویل در پایین دست آبشکن و کناره رودخانه و تغییر فرم بستر در بازه پایین دست رودخانه می‌باشد. درحالی که ابشستگی رودخانه موجب توسعه و9 تثبیت طبیعی دیواره رودخانه در راستای مورد نظر خواهد بود ۲1 و9 ۷ ۵ ۳1۵۷۷ 1۵0۱۲۵1۵11۵ -۱ 6[ 5000۳ 100۵ -2 ۳ 1600۹1110 -3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری آبنسکن‌های رودخانه‌ای ساختار جریانات چرخشی پیرامون آبشکن‌هاء علاوه بر طول و فاصله آبشکن‌هاء به نوع آپشکن, شکل مقطع عرضی,» شیب جانبی آبشکن در طول بدنه و دماغه آن, موقعیت قرارگیری آبشکن (در مسیر مستقیم» دیواره خارجی یا داخلی) و نیز آرایش زاویه‌ای آبشکن نسبت به دیواره‌ها و راستای جریان بستگی دارد | ۸۲ و ۱۵۰ توپوگرافی بستر پیرامون یک آپشکن منفردء و نیز در میدان آپشکن‌های ۱-۳-۳ ساختار جریان و توپوگرافی بستر پیرامون یک آبشکن منفرد رودخانه و سطح مقطع جریان محدود گردیده که سبب تغییر در ساختار جنیشی جریان در محدوده تاثیر آبشکن می‌گردد. با انتحراف جریان بالادست به میانه رودخانه» سرعت متوسط و بده واحد عرض در محرای اصلی افزایش می‌یابد. افزایش سرعت متوسط منحر به افزایش در گرادیان سرعت‌ها و توسعه گردابه‌ها و جریان تلاطمی شدید در اطراف آبشکن می‌گردد [۱۰۴]. شکل (۱۵-۳) نمایش ساده‌ای از استقرار فیزیکی یک آبشکن را در یک کانال مستطیلی با بستر صاف, تخت و ثابت نشان می‌دهد. میدان جریان چرخشی در محدوده تاثیر یک آپشکن با مقطع ذوزنقه‌ای در شکل (۱۶-۳) نمایش داده شده است. سس ۸4 شکل ۱۵-۳ نمایش ساده جریان چرخشی پیرامون یک آبشکن- در بستر صاف, تخت [۱۰۵] << جربان در انزیکی سطح آب مس جربان در نزیکی بستر شکل ۱۶-۳- ساختار جریان چرخشی پیرامون یک آبشکن [۱۰۴] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم -آبشسکن‌های رودخانه‌ای ۳۷ ۳-۴-۳ ساختار جریان و توپوگرافی بستر در محدوده تاثیر سری آبشکن‌ها در شرایط کارکرد سری آبشکن‌های غیرمستغرق» میدان آبشکن به‌عنوان بخشی از سطح جریان اصلی رودخانه به حساب نمی‌آید. بنابراین الگوی جریان در میدان آبشکن به‌طور مستقیم وابسته به شدت جریان در مجرای اصلی رودخانه نمی‌باشد. از سوی دیگرء کاهش سرعت در میدان آبشکن نیز تاثیر خاصی روی الگوی جریان نداشته ولی کاهش تراز سطح آب در میدان آبشکن» تاثیر قابل ملاحظه‌ای روی موقعیت و شدت توسعه جریان چرخشی دارد |1۱۵۰ ساختار جریان چرخشی در میدان آبشکن» تابع هندسه میدان (طول و فاصله بین آبشکن‌ها) نوع آبشکن و آرایش زاویه‌ای قرارگیری آبشکن (نوع جاذب یا عمودی یا دافع و شدت زاویه تمایل)» موقعیت استقرار آبشکن (در مسیر مستقیم یا پیچ» دیواره داخلی یا خارجی)» ارتفاع سطح آبء شرایط استغراق آبشکن, شکل مقطع عرضی» و شیب جانبی بدنه و دماغه آبشکن است. مطالعات تجربی در این خصوص بسیار محدود می‌باشد. شکل (۱۷-۳) ساختار جریان چرخشی در حد فاصل دو آبشکن متوالی (با نسبت فاصله به طول موثر معادل ۴) را در مدل یک بازه مستقیم از رودخانه وال (در هلند) نشان می‌دهد |1۱۵۰ در این شکل, یک جریان گردابه‌ای بزرگ در محدوده سه چهارم پایین دست ابشکن اول مشاهده می‌شود. همچنین مرکز گردابه در وسط ناحیه چرخشی جریان نبوده» بلکه متمایل به پایین دست دماغه آبشکن اول و به‌سمت مجرای اصلی رودخانه می‌باشد. در ناحیه پایین دست میدان آپشکن, خطوط جریان اصلی وارد میدان آپشکن شده و سبب افزایش عرض جریان موثر می‌گردد. دومین جریان چرخشی با گستره کم‌تری» در سطح بالادست آبشکن دوم توسعه می‌یایده جایی که جریان اصلی خروجی به‌وسیله این آبشکن محدوده شده است [۱۵۰]. شرایط جریان در شکل (۱۷-۳) نشانگر کار کرد مناسب آبشکن‌ها در انحراف جریان اصلی از دیواره‌ها می‌باشد. دو الگوی جریان چرخشی در میدان آبشکن‌هاء در شکل (۱۸-۳) نشان داده شده است. در این بررسی» متناسب با افزایش فاصله بین رت ک. ها شش نوع الگوی سامانه چرخشی در میدان آپشکن‌ها تشحیص داده شده است | ۱۰۴ و ۵۰ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبشسکن‌های رودخانه‌ای هدایت جریان اصلی به خارج از میدان آبشکن ها ذیواره رودخانه حمله جربان اصلی به دبواره رودخانه شکل ۱۸-۳- انواع الگوی جریان در پلان و روند توسعه جریان چرخشی متناسب با افزایش فاصله بین آبشکن‌ها در مدل یک پیچ رودخانه [۱۰۴]. در سامانه چرخشی نوع (۱) جریان اصلی به خارج از محدوده تاثیر آبشکن منحرف گردیده و تنها یک واحد جریان چرخشی منفرد در بین آپشکن‌ها توسعه می‌یابد. این سامانه برای هدف کشتیرانی مناسب بوده» زیرا با تمرکز جریان اصلی در میانه رودخانه عمق لازم را به‌طور پیوسته تامین و کنترل می‌نماید. در الگوی چرخشی نوع (۲) با افزایش کمی در فاصله بین آبشکن‌هاء جریان اصلی همچنان به بیرون میدان آبشکن‌ها منحرف می‌گردد ولی گردابه دومی نیز در درون محدوده میدان آبشکن‌ها ظاهر می‌گردد. با افزایش فاصله بین آبشکن‌هاء الگوی جریان چرخشی نوع (۳) توسعه می‌یابد. به‌طوری‌که جریان اصلی به محدوده بین آبشکن‌ها وارد شده و گردابه قوی‌تری پیرامون آبشکن ایجاد گردیده و تلاطم شدیدی در طول سطح بالادست آبشکن دوم و پیرامون دماغه آن پدید می‌آورد. در شرایط نوع (۴)» یک سامانه چرخشی معکوس توسعه می‌یابد. در الگوی نوع (۵) جریان منحرف شده توسط آبشکن اول (در که از توان حمله جریان اصلی کاسته و حفاظت‌های جزیی برای دیواره را تامین می‌کند. با افزایش زیادتر فاصله بین آبشکن‌هاء مطابق الگوی نوع (۶)» سامانه گردابه پایین دست نقش خود را در حفاظت دیواره از دست داده و خطوط جریان اصلی مستقیما به دیواره حمله می‌کنند. در این حالت. آبشکن کارایی مورد نظر را نخواهد داشت |۱۰۴۱ و ۱۵۰]. شکل (۱۹-۳) تفاوت جهت حمله جریان و سامانه چرخشی را برای دو شرایط فواصل غیریکنواخت و یکنواخت بین آبشکن‌ها مقایسه می‌نماید. همچنین, تاثیر آرایش آبشکن‌ها بر نحوه توزیع جریان و ته نشست رسوبات پیرامون یک آبشکن منفرد و در محدوده سری آبشکن‌ها در شکل (۲۰-۳) نشان داده شده است [۱۵۰]. -------- صفحهٔ بعد -------- ب) ۱ رت ۳ الف- فواصل غیریکنواخت بین آبشکن‌هاء ب- فواصل یکنواخت بین آبشکن‌ها شکل ۱۹-۳- مقایسه الگوی جریان در میدان آبشکن‌ها [۱۵۰]. سر ی ۳ ۰ ۰ رون سس ممط ۳ فرسایش دیواره خارجی رودخانه بدون آبشکن ۷ سس اجک تاثیر یک آبشکن جادذب در رسوپب گذاری پایین دست تاثیر یک آبشکن دافع در رسوب گذاری بالادست و پایین دست تاثیر آبشکن های جاذب در رسوب گذاری تاثیر آبشکن های دافع در رسوب گذاری شکل ۳۰-۳- تاثیر آرایش آبشکن‌ها بر نحوه توزیع جریان و رسوب‌گذاری پیرامون آبشکن‌ها [ ۱۵۰]. ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۰ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبشسکن‌های رودخانه‌ای ۳-۴-۳ ساختار جریان در محدوده تاثیر آبشکن‌های مستغرق در شرایطی که آبشکن مستفرق شود همانند جربان ریزشی از آبشارهاء یک لایه جریان چرخشی با محور افقی در امتداد طولی بدنه آبشکن و در پایین دست آن ایجاد می‌گردد. ریزش جریان همراه با تلاطم چرخشی آنء باعث آبشستگی مواد ته نشست رسوبی تخریب دیواره گردد. به‌همین دلیل, آبشکن نوع جاذب برای شرایط کارکرد مستغرق توصیه نمی‌گردد [۱۰۴]. قابلیت و کاربرد آبشکن‌ها در شرایط مختلف رودخانه‌ها و با اهداف مختلف در بند (۲-۳) تشریح گردیده است. انتخاب آبشکن‌ها در ساماندهی رودخانه مانند دیگر گزینه‌هاء از مزایا و معایب و محدودیت‌های کاربردی برخوردار است که در زیر به اختصار ارائه می‌گردند [۵۰, ۲ ۱۰۲ ۱۲۱ و ۱۵۰]. ۱-۵-۳ مزایای کاربرد آیشکن‌ها - امکان استفاده از مصالح متنوع طبیعی (مصالح رودخانه‌ای, کوهی» زیستی و مصالح ساختمانی ساده و در دسترس) - سادگی ساخت و عدم نیاز به تکنولوژی پیچیده و سنگین» سابقه قدیمی و تجربیات مختلف در ساخت و ارزیابی کار کرد راستای مستقیم یا منحنی و در دیواره‌های خارجی یا داخلی پیچ‌ها - قابلیت توانمندی انحراف جریان به میانه رودخانه, مقاومت در برابر توان جریان رودخانه و هدایت راستای جریان برای اهداف مختلف - توسعه و یا تغییر ریخت‌شناسی بازه رودخانه (از شرایط ناپایدار مستقیم و یا شریانی به شرایط پایدار دینامیکی مارپیچی) - قابلیت احیا و بازیابی دیواره‌های فرسایش یافته رودخانه و توسعه رسوب‌گذاری طبیعی در کناره‌ها با قابلیت تثبیت زیستی - قابلیت کاربرد در مجرای اصلی رودخانه (برای کنترل فرسایش و بهسازی ریخت‌شناسی رودخانه در شرایط جریانات کم آبی تا سیلاب‌های متناوب) و کاربرد در سیلابدشت رودخانه (برای کنترل سیلاب‌های بزرگ» کاهش خطرات پیشروی سیلاب در دشت سیلابی رودخانه و یا حفاظت غیرمستقیم گوره‌ها) - قابلیت تنظیم و کنترل جریان‌های کم آبی و متوسط برای تامین شرایط مناسب کشتیرانی - تاثیرات کم‌تر بر روی دیواره طبیعی رودخانه در مقایسه با روش‌های حفاظت مستقیم و پیوسته دیواره‌ها - ناهنجاری و تغییرات ناچیز در دیواره‌هاء بستر و محیط زیست بوم رودخانه در مرحله ساخت - قابلیت احیای تنوع زیستی (گیاهی و جانوری) در رودخانه از طریق تمرکز جریان» توسعه جریانات و حوضچه‌های چرخشی و افزایش ظرفیت خود پالایی رودخانه و ایجاد رویش گیاهی در کناره‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - آبشکن‌های رودخانه‌ای )۵2 - افزایش تنوع حیات آبزیان به‌ویژه تقویت ارزش حیاتی ماهیان از طریق قابلیت رشد گیاهان در کناره رودخانه و توسعه نواحی تخم‌گذاری و تشویق مهاجرت ماهیان - بهبود سیمای طبیعی و منظرگاه رودخانه (در مرحله ساخت و بعد از ساخت)» برای اهداف زیبا شناختی و گردشگری - محدودیت کم‌تر و قابلیت کاربرد بیش‌تر در شرایط مختلف جریان و رودخانه‌ها درمقایسه با گزینه‌های دیگر - مشکلات اجتماعی و حقوقی کم‌تر در اجرای طرح به‌دلیل استقرار بخش اصلی کار در بستر رودخانه - گزینه بسیار موثر با تاثیرات و کارکرد سریع بعد از احداث - نیاز به نگهداری و مدیریت کم‌تر در دوره بهره‌برداری - قابلیت انعطاف, بهسازی, بازسازی و تغیبرات در آینده (کاهش یا افزایش ارتفاع» تغییر طول, حذف پا اضافه آیشکن‌ها: - مشکلات کم‌تر اجتماعی و حقوقی در نگهداری و یا ترمیم آبشکن‌ها به‌دلیل استقرار بدنه اصلی در بستر رودخانه - گزینه اقتصادی‌تر در مقایسه با روش حفاظت مستقیم و پیوسته دیواره‌ها (مانند کاربرد انواع روکش‌ها) و به‌ویژه امتیاز اقتصادی و فنی ساخت آبشکن‌هایی با مصالح بدنه رودخانه‌ای و با روکش حفاظتی سنگ‌ریزه‌ای در شرایط مساوی با گزینه‌های دیگر - امکان ترکیب ساخت آبشکن‌ها با گزینه‌های دیگر رودخانه‌ای (مانند روکش‌هاء سازه‌های آرام کننده و غیره) برای بهسازی موقعیت‌های مختلف بازه رودخانه و تطبیق با اهداف متفاوت ۲-۵-۳ معایب و محدودیت‌های کاربرد آبشکن‌ها - تنها در دوره کم آبی رودخانه و فصل خشکی سال قابل احداث است. در شرایط دیگر به کارهای رودخانه‌ای سنگین و گسترده (انحراف جریان و...) نیاز دارد. - دشواری ساخت آبشکن‌ها در شرایطی که دیواره‌های طبیعی رودخانه با شیب تند یا قائم باشند. - عمق و گستره آبشستگی در پیرامون آبشکن‌ها در مقایسه با دیگر روش‌ها زیادتر بوده و بخش اعظم کار و هزینه‌ها به ایمنی و پایداری سازه در زیر سطح آب و عمق بستر معطوف است. - از دیدگاه زیست محیطی و ظرفیت انتقال جریان» حداقل عرض ۱۰ متر رودخانه باید حفظ گردد. بنابراین در رودخانه کم عرض, تنها آبشکن‌های کوتاه برای اصلاح جزیی در راستای دیواره مجاز خواهد بود. - برای رودخانه کوهستانی» گزینه‌های محدودی از آبشکن‌ها بر حسب مصالح و روش ساخت امکان‌پذیر است. استفاده از مصالح و روش‌های طبیعی امکان‌پذیر نمی‌باشد. - تاثیر قابل ملاحظه کار کرد آبشکن‌ها بر روی ظرفیت انتقال رسوب بازه رودخانه, امکان رسوب‌گذاری در بازه بالادست و فرسایش در بازه پایین‌دست را فراهم می‌سازد. این شرایط برای بقای سامانه حیاتی رودخانه و با قابلیت کشتیرانی رودخانه خطرآفرین خواهد بود. - استفراق آیشکن, باعث آپشستگی شدید در طول بدنه آیشکن, شستشوی رسوبات ته نشستی در میدان تاثیر آبشکن و در نهایت سبب آسیب رسیدن به آبشکن و تخریب دیواره‌های رودخانه می‌گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- 27۲ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای - ارتفاع کم آشکن‌ها ممکن است خطر اثر جریان‌های ثانویه بر کشتیرانی را پدید آورد. - تغییر ساختار و سیمای طبیعی و موجود رودخانه» ممکن است از دیدگاه زیستی و حتی زیباشناسی مطلوب نبوده و یا ایجاد آسیب نماید. رعایت حداقل طول آبشکن برای حداقل تاثیرات در سامانه رودخانه به‌عنوان یک راهنما در کارهای رودخانه‌ای مورد نظر است. - برای شرایطی که آبشکن‌ها در یک سمت رودخانه احداث شوند.ء انحراف جریان از یک سمت رودخانه ممکن است خطر حمله آب به سمت دیگر را در سیلاب‌های بزرگ‌تر از انتظار طراحی سبب گردد. - برای شرایطی که آبشکن‌ها در یک سمت رودخانه احداث شوند به‌دلیل کار کرد سریع آبشکن» همواره مشکلات اجتماعی ناشی از ادعای ساکنین و بهره‌برداران ساحل مقابل رودخانه در خصوص خطر حمله جریان آب» جابجایی رودخانه و نقض مالکیت اراضی در ساحل روبرو وجود دارد. - برای شرایطی که آبشکن‌ها در دو سمت رودخانه احداث شده ولی امتداد عرضی دماغه آنها در برابر یکدیگر نباشند. جریان اصلی رودخانه در فضای بین آبشکن‌ها تاب خورده و کارکرد آبشکن‌ها در توسعه رسوب‌گذاری در کناره‌ها بی‌ثمر خواهد بود. شبیه‌سازی خصوصیات جریان و تغییرات بستر پیرامون آبشکن‌های نیازمند جانمایی دقیق هندسه آبشکن‌های در شبکه محاسبات عددی و نیز توسعه معادللات حاکم بر شرایط جریان چرخشی است. مدل‌های ریاضی یک بعدی قابلیت شبیه‌سازی میدان جریان در حدفاصل آبشکن‌ها را نداشته و فضای سامانه آبشکن‌های را در محاسبات غیرموثر در نظر می‌گیرند. مدل‌های ریاضی دو و سه بعدی موجود نیز در تحلیل تنش برشی تلاطمی» انتقال رسوب و تغییرات فرم بستری در پیرامون آبشکن‌های با نامطمئنی‌های بسیاری مواجه هستند [۱۴۸] ازاین‌رو درجه اعتماد مدل‌های ریاضی و ساخت مدل‌های فیزیکی در ارزیابی کارایی سامانه آبشکن‌های در شرایط نامطمئن باید مورد نظر قرار گیرد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۴ آیشکن‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۴- کلیات توان زیاد آبشکن‌ها در انحراف جریان و تثبیت مسیر رودخانه در مرزهای ساحلی» ظرفیت انتقال رسوب را تغییر داده و باعث فرسایش و با رسوب‌گذاری در نواحی و بازه‌های رودخانه می‌گردد. در مرحله طراحی ساماندهی رودخانه» اغلب تاثیرات ریخت‌شناسی در نظر گرفته نمی‌شوند. بعد از اجرای طرح» مشکلات رودخانه‌ای ظاهر گردیده که به ناجار اقدامات گسترده و پرهزینه‌ای را می‌طلبد. جهت بررسی پاسخ رودخانه به طرح ساماندهی» چهار سوال اساسی زیر باید مورد نظر قرار گیرد [ 1۶۵ - آیا ساماندهی رودخانه مشکل فرسایش یا رسوب‌گذاری و تغییرات رودخانه‌ای را ایجاد می‌کند؟ - با اجرای طرح چقدر این مشکلات جدی خواهد بود؟ - برای کنترل و تعدیل مشکلات فوق, آپا اصلاح طرح می‌تواند موثر باشد؟ آپا گزینه‌های دیگری وجود دارد؟ ۲-۴ تاثیرات ریخت‌شناسی احداث آبشکن‌ها روی رودخانه تاثیرات احداث آبشکن‌ها در سامانه رودخانه را می‌توان در مرحله طراحی ساماندهی رودخانه به‌ترتیب زیر انتظار داشت: - تعدیل راستای جریان همراه با کاهش عرض بازه مورد نظر - افزایش عمق آب» سرعت جریان» تنش برشی و توان جریان در بازه مورد نظر برای یک جریان معین - افزایش بار رسوبی کف و معلق در بازه مورد نظر - ته نشست رسوبات و توسعه کناره‌ها در محدوده تاثیر یک آبشکن یا در میدان حدفاصل سری آبشکن‌ها - آبشستگی عمومی کف بستر و افزایش عمق بازه مورد نظر - جابجایی و حذف لایه سطحی درشت‌دانه‌تر بستر و تشدید آبشستگی در اثر ظهور مواد ریزتر لایه زیرسطحی بستر در رودخانه‌های با مواد بستری شنی و درشت‌تر - تغییر اندازه و خصوصیات مواد بستری در اثر آبشستگی در بازه مورد نظر و یا بهسازی بستر - آبشستگی موضعی پیرامون آبشکن‌ها و امکان تخریب سازه و درنتیجه بروز خطرات رودخانه‌ای - احتمال برگشت آب در بازه بالادست (در اثر کاهش عرض جریان در بازه مورد نظر) و فرسایش بستر و دیواره در بازه بالادست در جریان‌های سیلابی بزرگ (در اثر افزایش توان جریان در بازه مورد نظر) در نتیجه افزایش بار رسوبی ورودی به بازه مورد نظر - رسوب‌گذاری در بازه پایین‌دست در اثر عدم تعادل بین ظرفیت انتقال رسوب بازه بالادست, در نتیحه احتمال برگشت آب و رسوب‌گذاری در بستر بازه مورد نظر در جریان‌های سیلابی بزرگ - احتمال تغییر فرم رودخانه و توسعه شرایط شریانی شدن در بازه پایین‌دست بخشی از جریان رودخانه در بالادست) نیز همراه باشد. به‌طور مثال, مخازن سدها در بیش‌تر موارد از شدت جریان‌های سیلابی و بار رسوبی می‌کاهند. در نتیجه در بازه‌های پایین‌دست. شیب کم‌تر ولی عمق رودخانه و فرسایش کف بیش‌تر می‌گردد | 1۶۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۶ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای ۱-۲-۴- تاثیرات متقابل ریخت‌شناسی بین آبشکن‌های احداث شده و رودخانه پس از ساخت آبشکن‌هاء مجرای اصلی رودخانه در مقیاس بزرگی عمیق می‌شود. درحالی که مواد بستری در فضای بین آبشکن‌ها ته نشست شده و باعث تثبیت دیواره‌ها می‌شود. در جریان‌های زیاد» رسوبات ورودی (از بازه بالادست) و نیز رسوبات حاصل از فرسایش بستر مجرای اصلی (در بازه اصلاح شده) در فضای بین آبشکن‌ها (و یا حتی بر روی سیلابدشت رودخانه در سیلاب‌های بزرگ) ته‌نشست می‌کند. تغییرات جریان و اثر موج باعث فرسایش مجدد فضای بین آبشکن‌ها و انتقال رسوب به مجرای اصلی می‌شود. در طی چند سال, وقتی فرسایش و رسوب‌گذاری در حد فاصل آبشکن‌ها به تعادل برسدء کناره‌های رودخانه به تعادل ریخت‌شناسی دست یافته و رودخانه تثبیت می‌گردد [۶۵]. در مرحله حضور و کارکرد آبشکن‌هاء این تعادل ممکن است در اثر عواملی دستخوش تغییر شده و منحر به تغییرات ثانویه ریخت‌شناسی در سامانه رودخانه گردد. برخی از این تاثیرات در زیر ارائه می‌گردد: - تغییر اندازه و خصوصیات مواد بستری در اثر فرسایش یا رسوب‌گذاری در بازه و احتمال تغییر در عمق آبشستگی یا افزایش تراز بستر در اثر رسوب‌گذاری و کاهش قابلیت استفاده از رودخانه به‌منظور کشتیرانی یا زیست محیطی - احتمال تخریب آبشکن‌ها (به‌ویژه اولین و آخرین آبشکن) در اثر حمله جریان اصلی و پا توسعه آپشستگی موضعی در جریان‌های بزرگ‌تر از سیلاب طرح و در نتیجه بروز خطرات رودخانه‌ای - استغراق آبشکن‌های در جریان‌های بزرگ‌تر از سیلاب طرح و شستشوی رسوبات در حدفاصل آبشکن‌ها و یا تخریب ریشه آبشکن و دیواره‌های رودخانه درنتیجه احتمال بروز خطرات رودخانه‌ای - احتمال فرسایش مواد رسوبی از میدان حد فاصل آبشکن‌ها در طی جریان‌های دایمی ناشی از حرکت کشتی‌هاء انتقال مجدد رسوبات به محرای اصلی رودخانه و ایحاد مشکلات در قابلیت کشتیرانی رودخانه - تاثیرات احتمالی تغییر هندسه آبشکن‌های ساخته شده در تغییر تعادل ریخت‌شناسی رودخانه ۳-۴- روش‌های ارزیابی تاثیرات ریخت‌شناسی برای ارزیابی تاثیرات احتمالی ریخت‌شناسی احداث آبشکن‌های, به‌طورکلی چهار روش زیر در کارهای رودخانه‌ای متداول می‌باشد [۴۴ و ۵۷): - استفاده از دانش فنی و تجربیات مهندسی موجود - ساخت و مطالعه بر روی مدل فیزیکی رودخانه و تعمیم نتایج بررسی به رودخانه اصلی - کاربرد مدل‌های ریاضی در شبیه‌سازی جریان رودخانه - کاربرد ترکیبی مدل‌های رباضی و فیزیکی برای بهینه‌سازی مطالعات ساماندهی در این فصل با استفاده از دانش فنی و تجربیات مهندسی موجودء روش‌های کیفی و کمی برای ارزیابی تاثیرات احتمالی ریخت‌شناسی ناشی از احداث آبشکن‌ها در مرحله طرح ساماندهی رودخانه ارائه می‌گردد. شناسایی و کاربرد روش‌های دوم تا چهارم به تفصیل» در فصل نهم ارائه شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - انرهای ریخت‌شسناس ی احداث آبشکن‌ها 2۷ ۱-۳-۴- روش‌های کیفی ارزیابی ۹-۱-۳-۴- ارزیابی تغییرأآتن عمومی رودخانه تشخیص عوامل موثر» درجه تاثیر هر یک و آرزیابی تاثیر متقابل متغیرها در سامانه رودخانه امر پیچیده‌ای می‌باشد. ولی به‌طور کلی» هندسه رودخانه تابعی از دستیابی رودخانه به تعادل دینامیکی میان ظرفیت انتقال جریان آب و رسوب است. بیش‌تر محققین بده جریان آب (0۸)) و بار رسوبی بستر (09)) را به‌عنوان متغیرهای مستقل و عواملی مانند عرض متوسط سطح آب (3]) عمق متوسط (41» شیب متوسط کف ‎»)٩(‏ نسبت فرم مقطع (2/1] -۳) و شاخص اندازه مواد بستری (عامل مقاومت جریان و یا زبری) (.4 همچنین ضریب مارپیچی (نسبت طول راستای رودخانه اصلی به طول دره رودخانه در حدفاصل دو نقطه) (۳) و طول موج مارپیچی (۸: طول تناوب دو پیچ متوالی در شکل(۲-۲) را به‌عنوان متغیرهای وابسته مورد نظر قرار می‌دهند |1۱۱۲ شام (۱۹۸۴ و ۱۹۶۹) روابط بیان شده در صفحه بعد را برای ارزیابی کیفی از تغییرات احتمالی زمانی (1) و مکانی (*) متغیرهای رودخانه‌ای در نتیحجه اجرای طرح ساماندهی رودخانه ارائه نمود |۶۵ و ۲ (۱-۴-الف) اه کل میک کب هگ ویک ال بجر0م 0 رن 0 01 01 0 (۱-۴- ب) که کل له مک کر سک بل آ0ع 0 رم 0 و0 01 01 01 0 با0- 0۳+ بلم+ ۵00 وله ک0- بان ,00- (۱-۴- چ( مر ۸ ۰ ۰ ۸ ۰ ۸ ۰ ۰ ۸ رد ۹ 7 ال ۹ 0 0 01 01 01 ۰ ره هر ها وه و اه جو اف و فا هر ها )د -۴-۱( آل0 ۹ 0 0 7 0 0 0 02 ۵0۳ چام 0 ,00+ ۵5 00 (۱-۴- ه) رخ آ0 0 ون دنه ۹ 01 01 در این روابط علامت (+) یا بدون علامت به‌معنای افزایش, علامت (-) به‌معنای کاهش و علامت (-7) به‌مفهوم تاثیر نامعین کمیت متغیر مورد نظر می‌باشد. به‌عنوان مثال مطابق رابطه (۱-۴- ه)» تاثیرات احتمالی افزایش بار رسوبی در بازه رودخانه به‌ترتیب و کاهش ضریب مارپیچی یا تمایل به مستقیم تر شدن راستای بازه نسبت به زمان خواهد گردید. احتمالی تغییر در متغیرهای رودخانه‌ای را به‌صورت جداول (۱-۴) و (۲-۴) ارائه نمودند |۸۸]. راس (۱۹۵۰) برای شرح کیفی اثر تغییر متغیرها در اصلاح مسیر رودخانه از معادله مانینگ برای جریان آب و از معادله دوبویز برای بار رسوبی بستر در رودخانه‌های عریض از روابط زیر استفاده نموده است |۳۷|. 5 0 - - 2 )۲-۴( 8 دی ۲ (۳-۴) 5 - و( 1 -------- صفحهٔ بعد -------- 2۸ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبنسکن‌های رودخانه‌ای - تغییر درعرض (آ): با احداث سری متوالی آبشکن‌ها عرض کاهش می‌یابد. در این‌صورت برای «0) و 5 معین» عمق - تغییر در شیب (5): برای یک جریان معین «» اگر احداث آپشکن‌ها علاوه بر کاهش و تثبیت عرض 7آء با اصلاح راستا و کاهش ضریب مارپیجی یا با میانبری همراه باشد. در این‌صورت با افزایش شیب بازه ک کاهش عمق و در نتیحه بار بستر زیاد شده و آبشستگی کف توسعه می‌یاید. - تغییر در مقاومت جریان (0): برای جریان معین « تغییردر ضریب مقاومت و زبری روی عمق (] و شیب 5 اثر می‌گذارد. اصلاح راستا با آبشکن‌ها و بهسازی بستر (از طریق حذف گیاهان» بارها و جزایر رسوبی و یا لایروبی)» باعث - تغییر در عمق (1): اگر جریان آب و عرض ثابت باشدء افزایش عمق در اثر لایروبی باعث کاهش شیب و بار بستر و در سازه‌های دیگر) موثر نخواهد بود. - تغبیر در اندازه مواد بستری (,ل): مطابق رابطه (۲-۴)» میزان بار بستر و تابع معکوسی از اندازه مواد بستری است. با افزایش بده جریان 0۷ و یا شیب 3 توان جریان (705) افزایش می‌یابد. دراین‌صورت, قابلیت انتقال مواد ریزدانه افزایش یافته و بار بستر بیش‌تر می‌شود. از طرف دیگر با شستشوی مواد ریزتر به بازه پایین‌دست. دانه‌بندی مواد بستری در بازه مورد نظر درشت‌تر گردیده و بار رسوبی بستر کاهش خواهد یافت. در رودخانه‌های با بستر شنی و درشت‌ترء توسعه لایه سطحی درشت‌دانه با ساز و کار فوق قابل توجیه است. در این رودخانه‌ها با افزایش بده جریان سیلابی, اگر توان جریان بر لایه سطحی درشت‌دانه بستر غلبه یابد لایه زیر سطحی با دانه‌بندی ریزتر در معرض جریان قرار گرفته و بار بستر افزایش ناگهانی می‌یاید | ۱۴۴ جدول ۱-۴- شرح کیفی عکس‌العمل رودخانه‌های با بستر ماسه‌ای به تغییرات [۸۸] تغییر در تغییر در تغییر در تغییر در تغییر در تاثیر در مَعد ۹ تغییر در فرم رودخانه مقاه‌مت 7 توا هی َ متعیر متغیر تغییر در قرم رو ۴ سرعت تراز سح سطح مقطع ‏ پایداری جربان | شش تن نان ها ده ۱ ِ- شریانی به مارییچی ۱ َ َ َ + بستری ِ شریانی به ماربیچجی َ + َ 5 7 بار رسوبی + شریانی به مارییچی 9 + 9 9 + کف ِ مارپیچی به شریانی + 5 + + َ بار رسوبی + نامشخص ِ + ج معلق نامشخص + + + + پوشش + شریانی به مارپیچی + َ + + + گیاهی ِ- مارپیچی به شریانی ِ- + ِ- ِ- ِ- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل جهارم -انرهای ریخت‌شسناسی احدات آبشکن‌ها 245 جدول ۲-۴- شرح کیفی عکس العمل رودخانه‌های با بستر شن و قلوه‌سنگ به تغییرات [۸۸] ۹ تغییر در تغییر در فرم رودخاز تغییر در مقاومت ۱ تغییر در تغییر در تراز تغییر در تاثیر در متغیر ۱ تغییر در فرم رودخانه ۱ + شریانی + + + بده 9 مارپیچی ۳ ۹ ۹ ۹ ۳ + + + + + ۲-۱-۳-۴- ارزیابی تاثیرات کشتیرانی در رودخانه‌هایی با قابلیت کشتیرانی» گاهی طول کشتی‌ها از فاصله بین آبشکن‌ها بیش‌تر است و یا کشتی‌ها نزدیک به آبشکن‌ها حرکت می‌کنند. در این‌صورت, بخش قابل توجهی از رسوبات ته نشست شده بین آبشکن‌ها فرسایش یافته و به مجرای اصلی رودخانه انتقال می‌یاید که ممکن است مشکل رسوب‌گذاری و کاهش قابلیت کشتیرانی در مجرای اصلی به‌وجود آید. فرسایش میدان بین آبشکن‌ها در اثر جریان معکوس آب و انتشار موج ناشی از حرکت شناور به‌سوی میدان آبشکن‌ها هدایت شده که شدت آن در جریان‌های مختلف متفاوت است |۱۰۴۱ و ۱۵۰|. شکل (۱-۴) تاثیر عبور شناور را بر روی جریان در بازه رودخانه نشان می‌دهد. در این شکل با حرکت شناور» یک جبهه موج گسترده در جلوی شناور شکل می‌گیرد (جبهه ۸). همگام با تشکیل جبهه موج» جریان برگشتی (۴) در امتداد کناره شناور توسعه یافته و فرو رفتگی در سطح آب (13) پدید می‌آید که شدت افت سطح آب با سرعت جریان برگشتی متناسب است. تداخل جریان رو به جلو ((]) با جریان برگشتی (۲]) و تاثیر متقابل امواج عرضی (-)) و امواج ثانویه (۳)» سبب افزایش شدت تلاطم جریان و انتشار اثر امواج به کناره‌ها و میدان آبشکن‌ها می‌گردد [۱۰۴۱]. در شکل (۲-۴) اثر حرکت یک شناور از نزدیکی سامانه آبشکن‌ها بر روی میدان جریان (در پیرامون و حد فاصل آبشکن‌ها) در سه موقعیت گذر شناور نشان داده شده است. با گذشت شناور از مجاور آبشکن‌ها (به‌سمت بالا دست رودخانه)» جریان برگشتی به محدوده میانی آبشکن‌ها وارد گردیده و به‌تدریج جریان گردابی در پیرامون دماغه آبشکن بالادست توسعه می‌یابد. در این‌صورت» رسوبات ته نشست شده در میدان آپشکن‌ها فرسایش یافته و به مجرای اصلی رودخانه انتقال می‌یابند [۱۵۰]. در جریان‌های سیلابی» با فرسایش بستر مجرای اصلیء رسوبات به فضای بین آپشکن‌ها هدایت می‌گردد. تاثیرات مداوم امواج کشتیرانی در طی جریان‌های معمولی ایجاد فرسایش با شدت کم می‌کند. با گذشت چند سالء کناره‌های رودخانه به تعادل می‌رسند. اگر ترافیک کشتیرانی در رودخانه تغییر قابل ملاحظه یابد و پا اگر توزیع جریان در شاخه‌های رودخانه (در اثر انحراف یا ذخیره آب) تغییر یابده تعادل ریخت‌شناسی میان مجرای اصلی و فضای بین آبشکن‌ها از بین خواهد رفت. برای اطلاعات بیش‌تر به مرجع شماره |۱۶۰۴ و ۱۵۰] مراجعه گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۰ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبنشسکن‌های رودخانه‌ای ماع بای با با ی با اه ند ۷ تیآ مج تححصطا ۸۲ ۳1 پلان آبراهه شکل ۱-۴- تاثیر عبور شناور بر روی جریان در یک بازه اصلاح شده با آبشکن‌ها [۱۰۴ و ۱۵۰] ۳-۱-۳-۴- ارزیابی تاثیرات تغییر هندسه آبشکن‌ها در ارزیابی و اصلاح کارکرد طرح ساماندهی رودخانه ممکن است گزینه تغییر هندسه آبشکن‌های موجود مورد توجه قرار گیرد. در دماغه آبشکن بر تعادل مجدد ریخت‌شناسی رودخانه باید بررسی گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - اترهای ریخت‌شناسی احداث آبشکن‌ها ر۶ الف - کاهش ار تفاع آبشکن‌ها در شرایط کاهش ارتفاع آبشکن, تا زمانی که سطح آب پایین‌تر از تاج آبشکن باشد.ء تاثیر کاهش ارتفاع قابل ملاحظه نیست ولی * _ظرفیت انتقال جریان رودخانه افزایش می‌یابد. * گرادیان سرعت بین جریان در مجرای اصلی و جریان چرخشی در فضای بین آبشکن‌ها کاهش می‌یابد. * بده واحد عرض در مجرای اصلی و نیز عمق جریان کاهش یافته» عمق آبشستگی در پیرامون آبشکن کم‌تر می‌شود. * میزان رسوب‌گذاری در پایین‌دست حفره آبشستگی کاهش می‌یابد. در هر صورتء موارد مثبت فوق باید هم‌زمان با اثرهای منفی آن در زیر مورد نظر قرار گیرند. * عرض موثر جریان بیش‌تر شده» شدت جریان در مجرای اصلی کاهش می‌یابده سرعت متوسط جریان کم‌تر شده و در نتیجه تمایل به رسوب‌گذاری در بستر مجرای اصلی پدید می‌آید. ۹ ارتفاع سطح آب در رودخانه تغییر می‌کند که روی پایداری دیواره‌ها می‌تواند تاثیر داشته باشد. * در شرایط استغراق آبشکن‌ها در پیچ خارجی» جریان بیش‌تری در مدت زمان طولانی‌تری (در مقایسه با کارکرد غیرمستغرق آبشکن‌ها) به میدان آبشکن‌ها وارد شده که ممکن است باعث افزایش انتقال رسوبات به سیلابدشت رودخانه گردد. * تاثیر ریخت‌شناسی ناشی از کشتیرانی در شرایط کاهش ارتفاع تاج آبشکن‌ها هنوز براساس دانش کنونی قابل پیش‌بینی نیست. تعادل بین انتقال رسوب از مجرای اصلی به میدان آبشکن‌ها (و بالعکس)» بستگی زیادی به ارتفاع * جهت جریان در نزدیکی بستر از مجرای اصلی به سمت فضای بین آبشکن‌ها و دیواره‌هاست و در نزدیکی سطح آب معکوس است. ازاین‌رو اندازه ناحیه چرخشی جریان از کف به‌سمت سطح آب کاهش می‌یابد که این شرایط هم‌سو با شرایط کارکرد غیرمستغرق آبشکن‌ها نبوده و میدان کار کرد موثر آبشکن‌ها را می‌کاهد. با استغراق بیش‌تر جریان» آبشکن به‌صورت سرریز تخت عمل کرده و نقش اصلی خود را در تعادل ته نشست رسوبات پایین‌دست ابشکن از دست می‌دهد. به‌طور کلی اثرهای منفی ناشی از کاهش تراز تاج آبشکن (و احتمال کارکرد مستغرق آن در جریان‌های زیاد) ب- افزایش یا کاهش طول آبشکن - افزایش طول آبشکن» باعث کاهش عرض و افزایش عمق آب در مجرای اصلی گردید و در نتیجه میزان آبشستگی عمومی و موضعی را افزایش می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۳ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای - با افزایش طول سری آبشکن‌هاء آبشستگی عمومی قابل توجه گردیده و روی نیمرخ سطح آب در بازه بالادست تاثیر می‌گذارد. ازاین رو تاثیر منفی ریخت‌شناسی در بالادست خواهد داشت. - عرض رودخانه برای کشتیرانی کاهش می‌یاید. - کاهش طول آبشکن‌هاء اثرهای معکوس مذکور در بندهای فوق را دارد. - افزایش با کاهش یک یا چند آبشکن در سری آبشکن‌های با تعداد زیادء تاثیر کم‌تری روی بالادست و پایین‌دست خواهد - تغییر طول» در واقع شکل و اندازه سطح فضای بین آبشکن‌ها (یا نسبت فاصله به طول) را تغییر می‌دهد. که سبب تغییر در ساختار جریان چرخشی (به‌ویژه چرخش افقی بزرگ مقیاس) خواهد شد. البته با تغییرات کم در طول (۱۰ ت۲۰ متر در رودخانه‌های بزرگ) تاثیرات مذکور کم‌تر است. - برای اهداف کشتیرانی» افزایش طول در جهت تعمیق مجرای اصلی می‌تواند مفید باشد. ولی کاهش طول آبشکن‌ها به‌دلیل افزایش پتانسیل رسوب‌گذاری و کاهش عمق آب مناسب نخواهد بود. - ساختار جریان چرخشی کاملا تابع نسبت فاصله به طول آبشکن‌ها است. کاهش فاصله آبشکن‌ها باعث استقرار یک سلول جریان چرخشی با عرض کم‌تر و با پایداری بیش‌تر می‌گردد که تاثیر ریخت‌شناسی آن بر مجرای اصلی جزیی بوده و آپشستگی عمومی را به مقدار کم افزایش می‌دهد. - در شرایط کشتیرانی» تاثیر تغییر فاصله بین آبشکن‌ها بر تعادل موجود در انتقال رسوب بین مجرای اصلی و فضای بین آبشکن‌هاء هنوز قابل پیش‌بینی نبوده و نیاز به مطالعه خاص دارد. - کاهش فاصله آبشکن‌ها از یک سو باعث انتقال و ته نشست رسوبات در فضای بین آپشکن‌ها و حفاظت بیش‌تر دیواره‌ها می‌شود و از سوی دیگرء ممکن است باعث افزایش سطح آب در مجرای اصلی و افت بیش‌تر سطح آب در فضای بین آبشکن‌ها شده و به خروج بیش‌تر جریان از میدان آبشکن‌ها و انتقال رسوب به مجرای اصلی منجر گردد. کاهش زیاد فاصله منجر به افزایش چند درصدی عمق آب در مجرای اصلی می‌شود. به‌هرحال, حداقل فاصله بین آبشکن‌ها نباید از طول حفره آبشستگی در جهت جریان کم‌تر باشد. فاصله بین آبشکن‌ها باید براساس پایداری هندسه ناحیه جدایی جریان در شرایط جریان‌های مختلف تعیین گردد. د- تغییر شکل دماغه آبشکن‌ها آشکن‌ها براساس نمای ظاهری در سطح افق ممکن است به فرم‌های مختلف در شکل (۷-۳) ساخته شده باشند. فرم دماغه آبشکن گاهی در حمله موضعی جریان به دیواره‌ها و میدان آبشکن‌هاء شدت آبشستگی موضعی در پنجه و یا تخریب دماغه آیشکن‌ها موثر است. اصلاح نمای دماغه آبشکن‌ها گاهی موثرتر از بازسازی مجدد فرم قبلی آبشکن است. -------- صفحهٔ بعد -------- - فرم با شکل نقش موثرتری در انحراف جریان داشته» رسوب‌گذاری در حد فاصل آبشکن‌های متوالی را افزایش داده و میزان آبشستگی موضعی در دماغه را کاهش می‌دهد. کار کرد آن در بستر عریض» در پیچ خارجی» برای کشتیرانی و برای اولین و آخرین آبشکن موثرتر از فرم مستقیم است. - افزایش طول دماغه سرکج نوع با شکل (فرم آبشکن‌های باله‌ای) مانند یک دیواره هادی برای هدایت جریان در بسترهای عریض شریانی» برای کشتیرانی و برای اولین و آخرین آبشکن می‌تواند موثر باشد. - فرم 7 شکل دماغه آبشکن نقش موثرتری در هدایت جریان به‌سمت مجرای اصلی داشته و گستره حفره آبشستگی آن کم‌تر از نوع با شکل و یا مستقیم است. - گاهی تخریب دماغه بآ شکل یا ] شکل, سبب تخریب آبشکن و دیواره رودخانه و در نتیجه توسعه جزیره در بستر اصلی رودخانه می‌گردد. در این شرایطء بازسازی دماغه آبشکن به‌صورت مستقیم و با دماغه گرد موثرتر بوده و تاثیرات منفی ۳-۳-۴- روش‌های کمی ارزیابی ۱-۳-۳-۴ ارزیابی توان جریان در ساماندهی بازه رودخانه» توازن توان جریان رودخانه باید به‌گونه‌ای حفظ گردد تا تاثیرات نامطلوب ریخت‌شناسی طرح به بازه‌های بالا دست و پایین‌دست رودخانه گسترش نیابد |۶۵]. توان جریان (.. 5) عبارت از آنرژی مصرفی جریان در واحد طول و در واحد زمان است. (۴۳-۴) 5.۳5 و 3۷ -< و کهارا- ۲ که در این روابط: ۷ وزن مخصوص آب» : شدت جریان» 5: شیب متوسط بازه» 3]: عرض متوسط بالای رودخانه» ]: شعاع هیدرولیکی, 7 متوسط تنش برشی بستر» ۷: سرعت متوسط جریان و حاصلضرب 7۷ توان جریان مخصوص (در واحد عرض رودخانه) است. برای برقراری توازن توان جریان مخصوص رابطه تعادلی زیر بین بازه قدیم رودخانه (با اندیس ۱) و بازه اصلاح شده (با اندیس ۲) ارائه شده است |۶۵ (۵-۴) 2 * ر/ا 7 تفاوت محسوس بین دو طرف رابطه فوق (به‌طور مثال اختلاف بیش از ۱۰) به‌معنای احتمال تاثیرات نامطلوب طرح ساماندهی از نظر فرسایش بازه خواهد بود [۴۵]. نتایج ارزیابی توان جریان راهنمای مناسبی برای تعیین عرض بازه اصلاح شده (طول آپشکن‌ها) ۲-۲-۳-۴ فرضیه رزیم براساس فرضیه رژیم» رودخانه آبرفتی صرف نظر از هندسه رودخانه در پلان» عرض» عمق و شیب خود را برای دستیابی به تعادل پایدار دینامیکی به‌گونه‌ای تنظیم می‌کند تا ظرفیت انتقال جریان معین آب و رسوب را فراهم سازد. در شرایط رژیم» بازه رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۴ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای پایدار بوده و تحت فرسایش یا رسوب‌گذاری قرار ندارد. روابط تجربی و نیمه‌تجربی برای تعیین سه درجه آزادی (عرض» عمق و شیب) در شرایط رژیم آرائه شده است |۱۰۲]. پیشنهاد می‌شود که براساس بده طراحی و ظرفیت انتقال رسوب مورد نظر ابعاد هندسه پایدار بازه رودخانه در طرح ساماندهی با روش‌های نیمه‌تجربی رژیم ارزیابی گردیده تا راهنمای استقرار آبشکن‌ها (طول و فاصله) باشد. در این روش» شش متغیر سرعت متغیر از طریق کاربرد رابطه پیوستگی جریان آب. رابطه بار رسوبی» رابطه مقاومت جریان و شرایطی که مبین پایداری بازه باشد. امکان‌پذیر است. در روش صریح و کاربردی» فرض جریان پایدار و یکنواخت و مواد بستری غیرچسبنده و انتخاب و 5 و سپس محاسبه (7, 3 ۷ و 7 در بازه ساماندهی با استفاده از چهار رابطه فوق است. روش دیگرء انتخاب 0 و 7 و محاسبه 0, 8, ۷ و 5 از روابط مربوط می‌باشد [۶۵] چون بار رسوبی و مقاومت جریان تابعی از اندازه مواد بستری .ل است. بنابراین عامل .ل را نیز باید معین و معرفی نمود. همچنین در رودخانه‌ها منظور از بده غالب با مفهوم ریخت‌شناسی آن در شکل پذیری هندسه هیدرولیکی پایدار است. روابط زیر به ترتیب برای محاسبه چهار متغیر (, 3 ۷ و )1 پیشنهاد شده است |۶۵]. برای پیوستگی جریان» از رابطه عمومی زیر برای بستر عریض استفاده می‌شود. (۴-ع) ۷ - 0 برای بار رسوبی» رابطه مناسبی نظیر رابطه ایکرز و وایت (۱۹۹۰) به‌صورت زیر پیشنهاد شده است |۶۵] این روش براساس داده‌های زیاد آزمایشگاهی و صحرایی به‌دست آمده و برای مجاری با مواد بستری ماسه و درشت‌تر مناسب بوده و به نوع فرم (۷-۴- الف) ۹ .9 ۳ ) وجلی 60 «نآ )1 171 ۳ (۷-۴-ج) 1 2 < 0 (1-1) ۹۷7 1 (۷-۴- د) ۱00 ۱ ی ) ۵۷ 32/ (۱< ی5) ددل8 15 1 3 (1- ی2)5 ۷ (۷-۴- و) 0 0 0 + ۸0.17 78[ : 00.025 (۷-۴- ز) 0 ک با | -------- صفحهٔ بعد -------- فصل جهارم - انرهای ریخت‌شسناسی احداث آبشکن‌ها ۶۵ 0 (۷-۴- ی) اززه ی اس نت و 8 (۷-۴-ک) 6 - *[(می 0 )ورع 10 ]0. 98 - )ریا 2.79 حکمورعا که در این روابط: بار رسوبی کل حجمی در واحد عرض,» [: بده واحد عرض, 35ل: اندازه ۳۵/ مواد بستری, ,5: چگالی نسبی مواد بستری, 8: شتاب ثقل» ۷: لزجت جنبشی,» *لا: سرعت برشی» بین): عامل بدون بعد انتقال رسوب» ,ی۲ا: عامل بدون بعد حرکت رسوبی, +آ: عامل بدون بعد مواد بستری و 1۰1114۸ ضرایب ثابت تحربی هستند. روابط فوق در سامانه واحدی بین‌المللی (51) است. شرایط آستانه حرکت مواد بستری» پایداری بستر و فقدان بار رسوبی در روابط فوق با شرط (۸ > :ی ]) تامین می‌گردد. ۳-۸ (۸-۴-الف) را -1-0.76]1- ۰ اه (بی1 00)108 ۸ ی ۳ (1- م5)ودل8/ ۰ که در این روابط: تن تنش برشی بدون بعد و ۸ مقدار بی۳۳ در شرایط آستانه حرکت بستر است. برای تبیین شرایط پایداری» توصیه شده که از فرضیه حداقل توان جریان به‌جای شرط حداکثر انتقال رسوب در دستیابی به عرض تعادلی رودخانه استفاده گردد | ۶۵]. با انتخاب و 5 اگر شرایط حداکثر انتقال رسوب به‌طور صریح معرفی نگرددء در این‌صورت یک محجموعه جواب وجود خواهد داشت که هر یک از جواب‌ها مقادیر (آ 7 ۷ و ۸ خود را دارد. تنها یکی از مجموعه‌ها بیانگر شرایط حداکثر انتقال رسوب (۸6,. ۰) بوده و جواب نهایی خواهد بود. ۳-۲-۳-۴ ارزیابی ظرفیت انتقال رسوب فرضیه پایداری ایجاب می‌کند که بیلان بده- رسوب در رودخانه تغییر قابل ملاحظه‌ای نکند تا از اثرهای نامطلوب فرسایش بستر یا رسوب‌گذاری بر روی بستر مصون باشد. باید توجه داشت که بیش‌تر انتقال رسوب در جریانات زیاد صورت می‌گیرد و رابطه میان بده و بار رسوبی غیرخطی است |۶۵ بار رسوبی در بازه موجود و بازه اصلاح شده رودخانه از رابطه مناسبی (نظیر روش ایکرز و وایت. ۱۹۹۰ در مجموعه روابط ۷-۴) برای چندین جریان مختلف تا حد سیلاب طراحی محاسبه و مقایسه می‌گردد. اگر شدت بار رسوبی در هر دو شرایط بازه کم باشد. احتمال بروز مشکلات فرسایش یا رسوب‌گذاری در طرح ساماندهی بسیار کم خواهد بود. در این صورت اگر مشکلاتی نیز در اثر تغییر -------- صفحهٔ بعد -------- عم راهنمای طراحی, ساخت و نگهداری آبشکن‌های رودخانه‌ای بار رسوبی بین دو شرایط پدید آید» سریع نبوده و در طی چند سال بروز خواهد کرد. اگر بار رسوبی در شرایط موجود بازه زیاد باشد و پا اختلاف میان برآورد بار رسوبی در دو شرایط بازه موجود و بازه اصلاح شده زیاد باشدء احتمال بروز مشکلات فرسایش با رسوب‌گذاری در اثر طرح ساماندهی زیاد بوده و نیاز به مدیریت بهسازی و نگهداری در درازمدت دارد | ۶۵ ۴-۳-۳-۴ ارزیابی خصوصیات جریان احداث آبشکن‌ها در بازه رودخانه منجر به کاهش عرض؛ افزایش عمق و سرعت و توان جریان می‌گردد. از طرفی شدت آبشستگی عمومی در باز» آبشستگی موضعی در پیرامون آبشکن و آسیب‌پذیری احتمالی پنجه. بدنه و روکش آبشکن‌ها بستگی به شدت تغییر خصوصیات جریان بین بازه موجود و بازه اصلاح شده رودخانه دارد [۴۶. هندسه هیدرولیکی رودخانه در بازه موجود و در بازه اصلاح شده با استفاده از یک مدل جریان مناسب (نظیر مدل 11۳۲-۸5 برای شرایط جریان پایدار) برای چندین جریان مختلف تا حد سیلاب طراحی محاسبه و مقایسه می‌گردد. اگر تغییر عامل‌های جریان قابل ملاحظه نباشد (کم‌تر از ۵ برای ارتفاع سطح آب و سرعت متوسط و ۱۰ برای تنش برشی و توان جریان)» احتمال بروز مشکلات فرسایش یا رسوب‌گذاری در طرح ساماندهی بسیار کم خواهد بود |۴۶ ۵-۲-۳-۴ ارزیابی آبشستگی و رسوب‌گذاری وقتی یک آبشکن یا سری آبشکن‌ها در یک بازه رودخانه ساخته می‌شود. فرم بستر رودخانه در اثر آبشستگی بستر در طول بازه و در پیرامون آبشکن و همچنین در اثر ته نشست رسوبات (حاصل از آبشستگی و یا بار رسوبی رودخانه) در میدان جریان چرخشی شکل (۳-۴) نمونه فرم بستری را در محدوده تاثیر یک آبشکن نشان می‌دهد. در این شکل, خطوط کنتوری منفی نشانگر وسعت حفره آبشستگی و مقادیر مثبت نشانگر رسوب‌گذاری است. تجمع رسوبات در دامنه پایین‌دست حفره آبشستگی» یک بار رسوبی را در مجاورت دیواره پایین‌دست (تا امتداد تقریبی طول ناحیه چرخشی جریان) ایجاد می‌کند [۱۴۷]. حفره آبشستگی در پیرامون آبشکن گسترش یافته و ممکن است به دیواره رودخانه رسیده و ریشه آبشکن را نیز تهدید کند. پایداری و ایمنی و کارکرد آبشکن‌های رودخانه‌ای بستگی به ارزیابی صحیح از عمق و گستره آبشستگی در پیرامون آبشکن دارد. تاثیرات آرایش آبشکن‌ها (طول, فاصله و زاویه آبشکن‌ها) بر الگوی رسوب‌گذاری در میدان آبشکن‌ها قبلا در بند (۲-۴-۴) و شکل‌های (۱۸-۳) و (۲۰-۳) تشریح گردیده است. برای ارزیابی گستره و ابعاد هندسی رسوب‌گذاری در میدان آبشکن‌هاء هنوز یک رابطه عمومی و یا رابطه تحربی قابل اعتمادی به‌دست نیامده است. ولی برای آرزیابی آبشستگی در بازه آپشکن‌هاء نتایج تحربی و نیمه تجربی قابل استناد وجود دارد. به‌طور کلی, آبشستگی تحت یکی از دو شرایط زیر است: - آبشستگی جریان آب صاف؛ (جریان آب فاقد رسوبات قابل ته‌نشینی بر روی بستر پایدار) - آبشستگی جریان آب و رسوب یا بستر متحرک" (جریان آب با رسوبات قابل ته‌نشینی بر روی بستر فرسایشی) ۳ 0168-۷۷۵1۵۳۲ -| 7 110-00 / منک 1۵۳۹۵0۳۵ 5001001 -2 -------- صفحهٔ بعد -------- تحربیات نشان می‌دهد که مطابق شکل (۴-۴)» حداکثر آپشستگی در جریان آب صاف و در شرایط آستانه حرکت مواد بستری (تنش برشی بحرانی) به‌وجود می‌اید |۹۶|. فرسایش کف بستر در بازه آبشکن‌ها به دو صورت آبشستگی عمومی (در مجرای اصلی ۰ . عح ۰ ۲ . ۳ بازه) و ابشستگی موضعی (در پیرامون ابشکن) ایجاد می‌گردد. کاهش عرض رودخانه باعث افزایش سرعت و تنش برشی شده» و پدیده فرسایش کف بستر یا آبشستگی عمومی را در بازه فشرده شده» توسعه می‌دهد. اگر فشردگی بازه در طول زیاد و به‌طور دایمی‌باشد. اثرهای آن ممکن است به بازه طولانی‌تری از رودخانه گسترش یافته و باعث کاهش تراز بستر رودخانه گردد. ب- آبشستگی موضعی یکی از اثرهای حضور آبشکن‌ها توسعه آبشستگی موضعی در دماغه و پنجه آبشکن (در اثر جریان گردابی اصلی- نعل اسبی) و گسترش حفره آبشستگی در پیرامون بدنه آبشکن (همراه گردابه‌های دیگر) است. آبشستگی موضعی همگام با آپشستگی عمومی ممکن است وقوع یابد. به‌هرحال عمق فرسایش خفره‌ای ناشی از آبشستگی موضعی در پیرامون آبشکن‌ها خیلی بیش‌تر از عمق ابشستگی عمومی خواهد بود. مهم‌ترین مشخصات آبشستگی موضعی عبارت از عمق آبشستگی» تحول زمانی گستره آبشستگی و عمق آبشستگی موضعی تابع زمان و شدت تغییر جریان عبوری بوده و با حرکت مواد بستری به داخل حفره فرسایشی و نیز با تعلیق و خروج مواد از آن تغییر می‌کند. روند تغییرات عمق آبشستگی موضعی در ابتدا بسیار سریع بوده ولی به‌تدریج به‌سمت تعادل دینامیکی از شدت آن کاسته می‌شود. شکل (۵-۴) توسعه زمانی حفره آبشستگی را در امتداد دماغه یک آبشکن (در بستر ماسه‌ای) نمایش می‌دهد [۱۳۷] رابطه گسترش عمق آبشستگی (. 4) با زمان (1) برای یک آبشکن منفرد توسط یاسی (۱۹۹۷) و هاقمن و ورهیج (۱۹۹۷) ارائه شده است [۱۴۷ و ۱۵۰]. در شرایط تعادل دینامیکی بستر» متوسط عمق آبشستگی موضعی را «عمق تعادل آپشستگی» می‌نامند. عمق تعادلی در شرایط دوام زمانی جریان ایجاد شده» زیرا فرصت زمانی برای حصول آن زیاد می‌باشد. از این‌رو در رودخانه‌هایی که زمان دوام حداکثر سیل آنها کوتاه است» گسترش آبشستگی به عمق تعادلی نخواهد رسید (۸۶). روابط زیادی برای برآورد عمق آبشستگی ارائه شده است. جزییات محاسبات عمق و گستره آپشستگی عمومی و موضعی در بازه سامانه آپشکن‌ها (برای آبشکن‌های منفرد و سری آبشکن‌ها) در بند (۸-۲-۶) ارائه شده است. ۲ |[ 0016۳۵ -1 ۲ [2عم] -2 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۸ راهنمای طراحی, ساخت و نگهداری ابتسکن‌های رودخانه‌ای 0 فاصله خطوطا 7راز ۶ ۱۰ میلی مر 6 شکل ۳-۴- تغییر فرم بستر (آبشستگی و رسوب‌گذاری) در پیرامون یک آبشکن [۱۴۷] فرسایش در حالت ‏ ۵ 08 قرسایش در حالت آب حامل رسوب ۱ : نسبت به زمان جرک | فرسایش در بستر متحرک فرسایش در بسنر ثابت (آب صاو ۳ 1 (زمان) شکل ۴-۴- تغییرات عمق آبشستگی در شرایط جریان آب صاف و جریان آب و رسوب [۴ و ۱۰۴] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - اثرهای ریخت‌شناس ی احدات آبشکن‌ها ۸۹ شکل ۵-۴- تحول زمانی عمق آبشستگی موضعی (. 4) در امتداد دماغه یک آبشکن به‌طول ۲ [۱۴۷] -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۵ مبانی جانمایی و طراحی آبشکن‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - مبانی جانمایی و طراح ی آبشکن‌ها ۳۳ ۱-۵- کلیات گزینش و جانمایی آبشکن‌ها در طرح اصلاح مسیر و یا حفاظت دیواره رودخانه‌ها نیازمند مطالعات لازم برای شناخت رودخانه, تبیین اهداف» تناسب کاربرد موثر آبشکن‌هاء طراحی اصولی آرایش و هندسه آبشکن‌هاء ارزیابی تاثیرات ریخت‌شناسی» تعیین شرایط اجرای طرح در رودخانه» برنامه زمانی اجرا و هزینه‌های پروژه و طرح پایش و نگهداری سامانه آبشکن‌ها می‌باشد. در این فصل با استفاده از دانش علمی و فنی موجود جهانی» مبانی اصلی جانمایی و طراحی آبشکن‌ها در ساماندهی رودخانه ارائه می‌گردد. ۳-۵- اطلاعات مورد نیاز ۱-۳-۵- جمع‌آوری اطلاعات موجود اطلاعات موجود در سامانه رودخانه مورد مطالعه باید از منابع مختلف جمع‌آوری گردد. در این رابطهء واحدهای وابسته وزارت نیرو (مانند شرکت مدیریت منابع آب ایران» آرشیو فنی گزارش‌هاء مستندات و غیره)» وزارت امور خارجه (در خصوص رودخانه‌های مشترک و مرزی)» سازمان‌های آب منطقه‌ای حوضه رودخانه مورد نظرء وزارت جهاد کشاورزی (مرکز تحقیقات آبخیزداری» واحدهای خاکشناسی » آبخیزداری و غیره)» استانداری و فرمانداری‌های ادارات راه حوضه رودخانه مورد نظر» سازمان زمین‌شناسی» سازمان جغرافیایی ارتش» سازمان نقشه‌برداری کشورء سازمان هواشناسی» دفاتر مهندسان مشاور و دیگر منابع وابسته کشوری و یا محلی باید مورد نظر قرار گیرد. اطلاعات موجود شامل موارد زیر بوده که باید از منابع مختلف فوق جمع‌آوری و مستند گردد. - عکس‌های هوایی در سنوات مختلف موجود - عکس‌های ماهواره‌ای با تناوب مناسب - نقشه‌های توپوگرافی سراسری موجود (با مقیاس‌های ۱:۵۰۰۰۰ و ۱:۳۵۰۰۰) و نقشه‌های محلی موجود از بازه مورد نظر - نقشه‌ها و عکس‌های انطباقی موجود از بازه مورد نظر - نقشه و گزارش‌ها از وضعیت آب‌های زیرزمینی در محدوده نواری بازه مورد نظر - نقشه و گزارش‌های زمین‌شناسی موجود و وضعیت لرزه‌خیزی در محدوده نواری بازه مورد نظر - نقشه و گزارش‌های خاک‌شناسی در نوار ساحلی بازه مورد نظر - وضعیت پوشش گیاهی در بستر و در محدوده نواری ساحل بالای بازه مورد نظر - سازه‌های آبی و تاسیسات موجود در رودخانه و در محدوده نواری ساحل بالای بازه مورد نظر - اطلاعات زیست بوم در محدوده نواری رودخانه و آبزیان رودخانه مورد نظر - کاربری رودخانه برای مصارف مختلف (محیط زیست. آبیاری» صنعتی» شرب و غیره) در بازه مورد نظر - کاربری اراضی ساحلی رودخانه (زراعی» باغی» مرتع» جنگل,» صنعتی» مسکونی و غیره) - آبراهه‌ها و شاخه‌های فرعی در محدوده بازه مورد نظر (بالادست. در محدوده و در پایین‌دست) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای - اهمیت منطقه‌ای (مرزی)» ملی و محلی رودخانه و بازه مورد نظر - محدودیت‌های منطقه‌ای» ملی» محلیء اجتماعی» حقوقی» مالی و... موجود در بازه مورد نظر - مصالح و منابع قرضه موجود طبیعی- ساختمانی در رودخانه و منطقه طرح - مشکلات و چالش‌های موجود در محدوده طرح - ارزش و پتانسیل‌های رودخانه در بازه مورد نظر - آمار و اطلاعات هواشناسی شامل بارندگی, باد» تبخیر» رطوبت و دما - آمار و اطلاعات جریان آب و انتقال رسوب (معلق, کف و کل) در رودخانه و بازه مورد نظر - آمار مربوط به کیفیت آب در رودخانه و بازه مورد نظر - حقابه‌ها در بازه مورد نظر و در پایین‌دست (حقابه‌های محیط زیستء آبیاری» صنعتی» شرب و غیره) - گزارش‌ها و مستندات از مطالعات, طرح‌ها و سوابق کارهای انجام شده در رودخانه و بازه مورد نظر ۲-۳-۵- برداست اطلاعات و مطالعات صحرایی نقشه‌برداری از بازه موردنظر, بررسی زمین‌شناسی محدوده. مشخصات زُئُوتکنیکی و مکانیک خاک بستر, دیواره و ساحل بالای رودخانه, جانمایی مصالح مناسب طبیعی و ساختمانی و بررسی هیدرولیکی هندسه و عوامل جریان آب و رسوب در بازه مورد نظرء نیازمند مطالعات صحرایی است. شرح جزییات این موارد در زیر ارائه می‌گردد: ۱-۲-۲-۵- مشاهدات صحرایی و بازدیدهای میدانی بررسی دقیق شرایط عمومی بازه مورد نظر (فرسایش دیواره‌هاء داغاب و حدود پیشروی سیلاب) و درجه انطباق آن با عکس‌هاء نقشه‌هاء و شواهد موجود نیازمند مشاهدات صحرایی است. گفتگو و مباحثه با اهالی منطقه, شوراها و مسوولین دولتی و غیر دولتی پیرامون شرایط رودخانه اطلاعات مفیدی می‌دهد. گرچه خاطره‌ها و داستان‌های افراد گاهی اوقات مورد تردید خواهد بود. همجنین تهیه عکس از ویژگی‌های خاص برای بررسی زمینی لازم می‌باشد. پرواز با ارتفاع کم در محدوده بازه مورد نظرء» خصوصیات ظاهری رودخانه» وضعیت کاربری اراضی ساحلی و گستره عرضی سیلابدشت رودخانه را بهتر نشان می‌دهد. ۲-۲-۲-۵- برداشت عکس هوایی عکسبرداری هوایی از بازه رودخانه مورد نظر به‌صورت نواری و از ارتفاع کم مبنای اطلاعاتی خوبی از شرایط اخیر رودخانه را با صرف زمان و هزینه کم فراهم می‌سازد. پیشروی سیلاب. برای تعیین محدوده نواری نقشه‌برداری زمینی» به‌عنوان نقشه مرجع در ارزیابی کاربری اراضی ساحلی و نیز برای جانمایی اولیه طرح ساماندهی و آرایش آبشکن‌ها مناسب هستند [۳۷ و ۱۱۵] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - میانی جانمایی و طواح یآبشکن‌ها ۵ ۳-۲-۲-۵- نقشه‌برداری زمینی برای مطالعات جزیی ابعاد ریخت‌شناسی رودخانه, هندسه هیدرولیکی بازه مورد مطالعه, جانمایی طرح و ارائه نقشه‌های اجرایی؛ نقشه‌برداری از رودخانه (به‌صورت توپوگرافی نواری و پلان همراه با مقاطع طولی و عرضی) با مقیاس مناسب ضروری می‌باشد. توپوگرافی و یا پلان رودخانه هم‌زمان با مقاطع طولی و عرضی و نسبت به یک مبنای ارتفاعی مشترک (./13. 8) برداشت می‌شوند. همجنین» انتقال .13.01 کشوری (۲1۳2) به محل پروژه و موقعیت .13.1 محلی (برای انطباق مبنای ارتفاعی با نقشه‌های دیگرء مقایسه با عکس‌های هوایی و ایمنی مختصات مکانی و ارتفاعی .13.84 محلی در طول انجام پروژه و در آینده) ضروری است. توپوگرافی و یا پلان رودخانه در بازه مورد نظر به‌صورت نواری برداشت شده و باید شامل بستر اصلیء بستر سیلابدشت (با عرض کافی برای مرزهای پیشروی احتمالی حداکثر سیلاب مورد نظر در دو بال رودخانه) و عوارض خاص طبیعی و مصنوعی (راه‌هاء نهرهاء سردهانه آبگیرهاء خطوط حیاتی و...) باشد. مقیاس (۱:۱۰۰۰) تا (۱:۵۰۰۰) و عموما (۱:۲۰۰۰)» با فواصل خطوط کنتوری ۰/۳ تا ۱ متر و عموما ۰/۵ متر مناسب است. رقوم‌های زمینی برداشت شدهه» مسیرهای جریان» دیواره اصلی رودخانه (خط پنجه دیواره در بستر و ساحل بالا) و عوارض خاص باید بر روی نقشه منعکس باشند. مقاطع طولی در سه محور (محور میانی و یا خطالقعر» محور یک سوم راست و یک سوم چپ در مجرای اصلی) با مقیاس طولی (۱:۱۰۰۰) و مقیاس ارتفاعی (۱:۱۰۰) برداشت و تهیه می‌شود. مقاطع عرضی نیز عمود بر راستای جریان و با عرض کافی (بیش‌تر از حداکثر حدود پیشروی سیلاب در دو بال ساحلی) و در فواصل معین از طول رودخانه تهیه می‌شوند. مقاطع عرضی از سمت چپ به سمت راست رودخانه و به‌طور متوالی در جهت بالادست رودخانه و با یک مقیاس مشترک برداشت شده و موقعیت آنها روی نقشه پلان رودخانه نمایش داده می‌شود. برداشت مقاطع عرضی در محل‌های تغییر ناگهانی در شیب» در عرض, در زبری بسترء در پیچ‌ها (ورودی» میانی و خروجی پیچ) و همچنین در محل شاخه‌های فرعیء دهانه‌های آبگیر و در بالادست و پایین‌دست تاسیسات (سازه‌های آبی» پل و غیره) و در مقاطع کنترل ضروری است. تعداد نقاط در مقطع عرضی باید نشانگر تغییرات مقطع (و به‌ویژه موقعیت رشته‌های جریان» جزایر رسوبی و دیواره‌های اصلی رودخانه شامل پنجه دیواره در بستر و ساحل بالا) بوده و حداکثر ۱۰۰ نقطه باشد |۱۳۷|. ۴-۲-۲-۵- بررسی زمین‌شناسی مطالعه تفصیلی زمین‌شناسی در محدوده رودخانه با استفاده از نقشه‌های زمین‌شناسی» عکس‌های هوایی, گزارش‌های موجود و نیز بررسی‌های صحرایی برای تشخیص تاثیر عوامل زمین‌شناسی در کنترل آزادی رودخانه» در تعیین الگوی مارپیچی» موقعیت و ابعاد پیچ؛ گسترش عرضی» شیب و ابعاد هندسی بازه ضروری می‌باشد. تفکیک نوع تشکیلات زمین‌شناسی» تغییرپذیری نوع و مشخصات کلی آبرفت (در طول رودخانه و نیز در دو بال ساحلی رودخانه) راهنمای تشخیص عمق و گستردگی سنگ کف و انتخاب محل گمانه‌های ژئوتکنیک و تراکم سطحی و عمق نمونه‌برداری از مواد بستر و دیواره‌های رودخانه خواهد بود. همچنین تشخیص موقعیت گسل‌هایی که در محدوده رودخانه وجود دارند و نیز وضعیت آنها از نظر فعال یا غیرفعال بودن ضروری می‌باشد. گسل‌هایی که رودخانه را در امتداد عرضی قطع می‌کنند یک ناحیه تکتونیکی موضعی ایجاد نموده و عامل گسترش و یا ناهنجاری مقاطع عرضی هستند. درحالی که گسل‌هایی که به‌موازات رودخانه امتداد دارند عموما عامل تعیین کننده در راستای کنونی رودخانه و خطالقعر می‌باشند [۳۷] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای ۵-۲-۲-۵- زئوتکنیک و مکانیک خاک به‌منظور تشخیص خواص فیزیکی و مکانیکی مواد تشکیل دهنده لایه‌های سطحی و زیرسطحی در بسترء دیواره‌ها و ساحل بالای رودخانه» برداشت نمونه‌ها و مطالعات ویژه زئوتکنیک و مکانیک خاک لازم خواهد بود. گمانه‌های شاهد در بستر و در ساحل رودخانه به روش دستی یا مکانیکی حفر می‌شوند. انتخاب محل گمانه‌ها تابعی از تفسیر نتایج زمین‌شناسی» مسایل هیدرولیکی رودخانه (از نظر تغییر خصوصیات مواد رسوبی» تاثیر شاخه‌های فرعی ورودی و غیره) و بررسی‌های صحرایی در تشخیص مواضع فرسایشی, اهمیت موضعی و غیره است. در هرحال, برداشت اطلاعات با فاصله ۵۰ تا ۳۰۰ متر و حداکثر به‌فاصله دو کیلومتر از یکدیگر توصیه می‌شود [۳۷]. عمق گمانه‌ها بستگی به ضخامت آبرفت» نوع و ابعاد سازه‌های حفاظتی پیشنهادی (آیشکن‌ها) و حداکثر عمق احتمالی آبشستگی دارد. به‌طور کلی, عمق هر گمانه حداقل دو برابر عمق رودخانه یا دو برابر عرض پی آبشکن‌ها بر روی بستر و حداقل حدود ۱۰ متر می‌باشد [۳۷]. نتایج عملیات صحرایی گمانه‌های ژئوتکنیک به‌صورت تهیه لوگ زمین‌شناسی با تفسیر کیفی لایه‌های مختلف. آزمایش‌های مستقیم تعیین چگالی طبیعی و نیز آزمایش ضربه و نفوذ استاندارد (57 برای آبرفت ریزدانه و ۲11 برای آبرفت درشت‌دانه) در لایه‌های مختلف گزارش می‌گردد. نمونه‌های دست نخورده و یا دست خورده (از گمانه‌ها حفر شده در بستر و ساحل بالا و از دیواره‌های رودخانه) به آزمایشگاه مکانیک خاک منتقل می‌گردد. آزمایش‌های مکانیک خاک به‌شرح زیر است: - برای لایه سطحی و زیرسطحی بستر اصلی رودخانه با مواد غیرچسبنده: نمونه‌برداری دست خورده برای آزمایش‌های دانه‌بندی و تعیین چگالی مواد لازم می‌باشد. در رودخانه‌های با مواد بستری درشت‌دانه (شن و درشت‌تر) نمونه‌برداری و دانه‌بندی لایه سطحی از روش شبکه سطحی- شمارش" انجام می‌گردد [۳۷] در رودخانه‌های بستر ماسه‌ای و یا برای لایه‌های زیر سطحی» روش متداول نمونه‌برداری حجمی و تحلیل وزنی کفایت می‌کند. - برای لایه‌ها و مواد درشت‌دانه و غیرچسبنده: نمونه به‌صورت دست خورده برداشت شده و خواص مکانیکی, مقاومت و ضرایب پایداری از روی نتایج دانه‌بندی و همچنین نتایج عملیات صحرایی به‌دست می‌آید. - برای لایه‌ها و مواد ریزدانه و چسبنده: انجام آزمایش‌های کامل بر روی نمونه‌های دست نخورده ضروری می‌باشد. علاوه بر آن» بررسی شیمی خاک از نظر نوع رس و خصوصیات شیمیایی آن در تبادل یونی و پیوند آن با ذرات دیگر عامل مهمی در بررسی مقاومت یا فرسایش‌پذیری مواد چسبنده است. شناسایی مصالح ساختمانی (رودخانه‌ای» کوهی و یا غیر رودخانه‌ای) و تعیین خصوصیات فیزیکی» مکانیکی و شیمیایی آنها نیز در دستور کار این بخش از مطالعات قرار دارد. آزمون‌های مختلف و استانداردهای مربوط در زیر تشریح می‌گردد: الف- آزمون مصالح خاکی و ریزدانه - آزمایش دانه‌بندی و طبقه بندی: استاندارد 789 90-81۸۸5710 : 0421 422-87۸51710 - آزمایش حد روانی و خمیری: استاندارد 787 88-81.۸۸51170 : 34318-87 /۸۹7۱ - آزمایش تراکم و مقاومت فشاری: استاندارد ۳99-90 ‎۸۸۹٩۲710‏ : 698-78 /۸۹7۹ 7 -0۳10-0- | -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - مبانی جانمایی و طراح یآبنشسکن‌ها ۳۷ آزمایش تحکیم خاک » ن) و «-: استاندارد 1216-83 ۸۸۹51110 : 12435-90 /۸51۱ - آزمایش نفوذپذیری: استاندارد 12434-87 /۸۹7 : 215-81 ۸۸57110 - آزمایش تعیین رطوبت طبیعی: استاندارد 7265-81 ۸۸57۲0 : 2216-90 /۸۹7 - آزمایش تعیین ضرایب ۲ و - تعیین درصد گچ» نوع رس و درصد رس - توصیف نوع و جنس مصالح, آزمایش چگالیء و درصد جذب آب: استاندارد 854-87 ‎۸۹٩7۸/ - آزمایش دانه‌بندی و طبقه بندی: استاندارد ۸007 : 32488 /۸۹571 - آزمایش تعیین ارزش ماسه‌ای: استاندارد 2419-87 ‎۸۸۹٩11۲0 7176-81 : ۸٩7۸/ - ازمایش تعیین درصد تراکم طبیعی و تراکم لرزشی ج- آزمون مصالح سنگی - توصیف سنگ شناسی» آزمایش چگالی؛ و درصد جذب آب: استاندارد 854-87 ۸577/4 - آزمایش مقاومت سایش (درصد افت وزنی در آزمون لس آتجلس): استاندارد ۲131 /535.۸577) - آزمایش مقاومت شیمیایی (درصد افت وزنی در آزمون سولفات سدیم و منیزیم): استاندارد 288 /۸۹57۹ - آزمایش مقاومت فشاری سنگ (در شرایط خشک و اشباع): استاندارد. 132938 ۸577/4 شرح بیش‌تر روش‌های نمونه‌برداری و تحلیل نتایج در مراجع |۲۳ ۵» ۷ ۸ ۳۷ و ۳۸| ارائه شده است. جزییات ارزیابی کیفیت مصالح برای ساخت آبشکن‌های در بند (4-۲-۶) ارائه شده است. نتایج این بخش از مطالعات در بررسی پایداری طبیعی دیواره‌ها و بستر رودخانه» شناسایی مصالح ساختمانی» انتخاب نوع آبشکن‌هاء ارتفاع آبشکن» محاسبات عمق و گستره آبشستگی و عمق پی آبشکن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. ۶-۲-۲-۵- بررسی هیدرولیکی بررسی ایستگاه‌های هیدرومتری موجود بر روی رودخانه مورد نظرء به‌عنوان مقاطع کنترل (رابطه بده- ارتفاع سطح آب) و منبع تولید داده‌های بده آب- بار رسوبی و همچنین اندازه‌گیری‌های جریان آب و رسوب حداقل در یک دوره یک‌ساله و ترجیحا در دوران مطالعات و اجرای طرح ساماندهی از منابع اطلاعات صحرایی طرح به شمار می‌آید. در بازه مورد نظرء مطالعات هیدرولیکی صحرایی ممکن است شامل موارد زیر باشد ۶ ۳۷۳۵ و ۳۸]. - نمونه‌برداری از مواد لایه سطحی و زیر سطحی بستر - نصب اشل سطح آب در حداقل سه مقطع در طول بازه و در صورت لزوم نصب اشل اضافی در مواضع خاص (مانند پل‌هاء سرریزها و غیره) و انطباق قرائت آن با .13.۸4 محلی -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای - قرائت هم‌زمان ارتفاع سطح آب در موقعیت اشل‌ها و اندازه‌گیری یا برآورد بده برای جریان‌های شاهد در یک دوره یک ساله و ترجیحا در دوران مطالعات تا پس از اجرا - نمونه‌برداری هم‌زمان از رسوبات معلق و کف در بازه» برای تعیین خصوصیات فیزیکی مواد رسوبی و غلظت بار رسوبی معلق» کف و کل ۳-۲-۵- تجزیه و تحلیل اطلاعات در این مرحله» محجموعه اطلاعات موجود و اطلاعات صحرایی برداشت شده در هر یک از موارد فوق از نظر کمیت و کیفیت ارزیابی شده و نامطمئنی‌های موجود تعیین می‌گردد. این اطلاعات مبنای مطالعات پایه در بخش بعدی خواهد بود. به‌طور مثال باید توجه داشت که عکس‌های هوایی بهتر از نقشه‌های زمینی جزییات زمین را نشان داده و با هزینه و زمان کم‌تر و نیز با تناوب بیش‌تری فراهم می‌باشند. انطبای عکس‌های هوایی و نقشه‌های زمینی موجود بر روی یک نقشه مادر (با یک مقیاس» ترجیحا ۱:۱۰۰۰۰)» اطلاعات خوبی از شرایط ریخت‌شناسی بازه مورد نظر در گذشته. شدت پایداری بازه و یا تاثیر حوادث پیشین (مانند سیلاب‌های شاهد) را ارائه می‌دهد. اما خطای مقیاس در تبدیل عکس‌های هوایی و ماهواره‌ای به نقشه باید در نظر گرفته شود. همچنین تغییرات جزیی در ابعاد و هندسه رودخانه قابل تشخیص نبوده و مقایسه عکس‌ها در شرایط سیلابی و کم آبی گاهی گمراه کننده است مگر آن که چندین سری متوالی عکس‌ها با تناوب زمانی مناسب فراهم باشد. ۳-۵- مطالعات پایه و تخصصی مجموعه بررسی‌های زیر به‌عنوان مطالعات پایه و تخصصی در طرح ساماندهی باید مورد نظر قرار گیرد: - بررسی وضعیت بهره‌برداری از بازه رودخانه مورد نظر - بررسی وضعیت کاربری اراضی ساحلی بازه مورد نظر - بررسی ارزش‌های رودخانه‌ای در بازه مورد نظر (زیست محیطی» کشاورزی» صنعتی» شرب» کشتیرانی» گردشگری, تفریحی و زیبایی) - بررسی اهمیت منطقه‌ای, ملی» محلیء اقتصادی, اجتماعی و سیاسی بازه مورد نظر - توجیه عمومی طرح ساماندهی از جهات مختلف - بررسی ریخت‌شناسی شامل: نوع رودخانه (کوهستانی, نیمه کوهستانی» سیلابدشتی» مستقیم» مارپیچی» شریانی)» نوع مواد بستری (بستر ماسه‌ای» شنی» قلوه‌سنگی و تخته سنگی) فرم‌های مختلف بستری (بار رسوبی» جزایر» تل‌ماسه و غیره)» شکل مقطع عرضی (مقطع ساده» مقطع مرکب)» عوامل تغییرات ریخت‌شناسی و شدت تاثیر آنهاء تغییرات ریخت‌شناسی در دوران گذشته بررسی پایداری بازه - بررسی هیدرولوژیکی شامل آورد رودخانه و شدت تغییرات آن» سیلاب با دوره بازگشت‌های مختلف, شدت تغییرات سیلاب‌های متوالی رودخانه - بررسی خصوصیات مواد بستری (سطحی و زیر سطحی) و دیواره‌های رودخانه شامل: دانه‌بندی» تخلخل, چگالی, تراکم طبیعی» چسبندگی و دیگر پارامترها و تغییرات آن در طول بازه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - مبانی جانمایی و طراحی ابشکن‌ها ۳۹ - بررسی هیدرولیکی شامل: تغییرات عمق در مقطع عرضی» نیمرخ سطح آب در طول بازه» تغییرات عرض» تغییرات سرعت متوسط در عرض و طول بازه» تنش برشی و یا توان رودخانه و تغییرات آن در طول بازه» مقاومت و زبری بستر و دیواره‌هاء آرزیابی ضریب زبری» ضریب توزیع سرعت» سرعت متوسطء شدت تلاطم و دیگر عوامل هیدرولیکی» ارزیابی ظرفیت انتقال جریان در بازه - بررسی رسوب شامل: پتانسیل رسوب خیزی حوضه آبریز» پتانسیل انتقال رسوب در بازه رودخانه؛ بار رسوب معلق, بار رسوب کف, بار رسوب کل و خصوصیات مواد بار رسوبی - بررسی کیفی و زیست محیطی شامل: کیفیت فیزیکی» شیمیایی و زیستی آب» پتانسیل‌های آلودگی طبیعی» پتانسیل آلودگی‌های دست ساز - بررسی سازه‌های موجود در سامانه رودخانه و سازه‌های فراساحلی - بررسی اطلاعات صحرایی و پایه لازم برای مرحله طراحی و نیز جهت آرزیابی و واسنجی مدل‌های فیزیکی و ریاضی در مطالعات تکمیلی در آینده ۳-۵- تبیین اهداف ساماندهی اهداف خاص ساماندهی در بازه مورد نظر می‌تواند براساس فهرست اهداف مندرج در بند (۳-۲) و با توجه به مطالعات پایه» توجیه, تبیین» بازبینی و نهایی گردد. ساماندهی رودخانه باید در راستای توسعه پایدار سامانه رودخانه در محدوده وسیع‌تر و به‌ویژه در طبیعی و قانونی حقابه بران نداشته و از نظر زیست محیطی نیز قابل قبول باشد. ۵-۵- تعیین جریان‌های شاخص جریان‌های شاخص یا بده‌های طرح ساماندهی با توجه به مطالب بند (۵-۲) به‌طورکلی شامل سه بخش زیر است: - بده جریان متوسط کم آبی (برای حفاظت پنجه و دیواره پایین رودخانه) - جریان غالب (یا سیلاب متناوب برای حفاظت سطح دیواره مجرای اصلی رودخانه) - سیل طرح با دوره برگشت مناسب (برای حفاظت سامانه رودخانه اصلی و سیلابدشت رودخانه) درصورتی که ایستگاه آب سنجی در محدوده بازه مورد مطالعه موجود باشد.ء با روش‌های معمول می‌توان برآورد دقیقی از بده‌های مورد نظر فوق را ارائه داد. درصورتی که محدوده فاقد ایستگاه آب سنحی باشد.» باید از روش‌های تحلیل منطقه‌ای به برآورد بده‌های شاخص مبادرت نمود. سیل طرح با دوره بازگشت مناسب, با توجه به اهمیت پروژه» اندازه رودخانه و رزیم جریان تعیین می‌شود. عموما سیل با دوره برگشت‌های ۲ ۵ ۵۰ ۲۰ ۵۰ ۸۰۰ ۵۰۰۶۲۰۰ ساله تعیین شود. ضوابط انتخاب بده سیل حداکثر طرح در فصل بعدی بند (۱-۶-۲-۶) ارائه شده است. به‌طور کلی انتخاب حداکثر سیل ۲۵ تا ۱۰۰ ساله می‌تواند مدنظر قرار گیرد. توصیه می‌شود که اگر سیل طرح معادل سیل ۰ ساله در نظر گرفته شود.ء ایمنی طرح برای یک سیل بزرگ‌تر (مثلا ۱۰۰ ساله) کنترل گردد | ۳۷| -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۰ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای ۶-۵- طرح اصلاح مسیر بازه رودخانه در مقایسه با دیگر روش‌ها و سازه‌های رودخانه‌ای, بیش‌ترین حمله جریان در مراحل اولیه مستقیما متوجه آبشکن‌ها است که اگر شرایط کارکرد مناسب را نداشته باشند نه تنزها به‌شدت آسیب‌پذیر بوده» بلکه اثرهای زیان‌بار آن نیز شدیدتر از دیگر روش‌ها خواهد بود. تحربیات رودخانه‌ای نشان می‌دهد که کارهای موضعی و با اهداف محدود و بدون توجه به اصلاح مسیر بازه رودخانه و اطمینان از هدایت جریان در یک بستر مناسب به‌موازات دیواره‌های رودخانه» عموما منحر به بروز مشکلات بیش‌تر شده است. نمونه بارز این مشکلات عبارت از کف کنی بستر در بازه آبشکن‌هاء رسوب‌گذاری در مواضع دیگر» تغییر مواضع حمله جریان» تخریب سریع اولین و آخرین آبشکن» تشدید تخریب دیواره‌ها و آسیب‌های دیگر خواهد بود. گزینش و جانمایی آبشکن‌ها در یک بازه رودخانه‌ای نیاز به اطمینان از پایداری دینامیکی بازه مورد نظر و نیز اطمینان از حداقل تاثیرات بر سامانه طبیعی و موجود رودخانه در طول گسترده‌تری دارد. عدم توجه به ساماندهی جریان در بازه مورد نظر به‌معنای پیش‌بینی شکست طرح خواهد بود. ساماندهی و اصلاح مسیر بازه رودخانه با توجه به موارد زیر باید مورد نظر قرار گیرد: - انتخاب اهداف خاص طرح (بند ۲-۲) - راهنمای عمومی انتخاب روش‌های مناسب ساماندهی (بند ۳-۲) - رعایت دقیق ضوابط اصلاح مسیر (بند ۴-۲) برای این منظور» عکس‌ها و نقشه‌های توپوگرافی, بازدیدهای صحرایی و مجموعه مطالعات پایه (بند ۳-۵) برای طرح مقدماتی اصلاح مسیر بازه مورد استفاده خواهد بود. طرح نهایی اصلاح مسیر بازه مورد نظر با توجه به مراحل زیر ارائه می‌گردد: - تعیین راستای مناسب رودخانه, تعدیل شیب عمومی بسترء میانبری پیچ‌های تند در صورت لزوم» بهسازی بستر جریان» هدایت جریان در میانه مجرای اصلی رودخانه و ابعاد پایدار هندسی (عرض, عمق, شعاع انحنای پیچ‌هاء. مشخصات مارپیچ) در بازه (براساس مطالب بند ۴-۲) - ارزیابی پایداری بازه اصلاح مسیر شده در محرای اصلیء حریم بستر و در سیلابدشت رودخانه (بند ۲-۴-۴) - بررسی ریخت‌شناسی تاثیر طرح اصلاح مسیر بر روی بازه مورد نظر و نیز بر بازه‌های بالادست و پایین‌دست رودخانه (مطالب فصل ۴) - ارائه طرح پایدار اصلاح مسیر بازه با حداقل تاثیرات منفی و قابل قبول از نظر زیست محیطی - محاسبات هیدرولیکی جریان آب و انتقال رسوب در بازه اصلاح مسیر شده (در سه نوع جریان‌های شاخص بند ۵-۵) ۷-۵- ارزیابی تناسب کاربرد آبشکن‌ها در ساماندهی بازه رودخانه آبشکن‌ها با اهداف مختلف و در شرایط مختلف بازه‌های رودخانه‌ای (کوهستانی تا سیلابدشتی» مستقیم تا شریانی تا مارپیجی» در مجرای اصلی و یا در بستر کبیر سیلابدشت رودخانهء در کناره‌های با راستای مستقیم یا منحنی» در دیواره‌های خارجی یا داخلی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - مبانی جانمایی و طراح ی آیشکن‌ها ۸ پیچ‌ها) و به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. بهرحال» انتخاب آبشکن‌ها در ساماندهی یک بازه مورد نظر نیاز به بررسی و ارزیابی مراحل زیر دارد: - بررسی قابلیت کاربرد آبشکن‌ها براساس نوع و شرایط رودخانه, اهداف ساماندهی, پایدارسازی بازه رودخانه - بررسی مزایا و معایب کاربرد آبشکن‌ها در بازه مورد نظر (بند ۵-۳) - بررسی انواع آبشکن‌ها و تناسب کاربرد هر یک از انواع مختلف (بند ۳-۳ و ۲-۶ و جدول ۱-۵) - بررسی مصالح موجود مسایل فنی و اجرایی» جنبه‌های اقتصادی و زیست محیطی در انتخاب نوع و مصالح آبشکن‌ها - مقایسه آبشکن‌ها از جهات فنی و اجرایی (پایداری, انعطاف‌پذیری» سهولت اجراء سادگی نگهداری و بازسازی)» اقتصادی (تحلیل هزینه‌ها- منافع) و زیست محیطی (همراستا با اکولوژی و زیست بوم سامانه رودخانه)» با گزینه‌های دیگر اصلاح مسیر در بازه مورد نظر (مانند روش‌های حفاظت مستقیم و پیوسته دیواره‌هاء و روش‌های آرام کننده جریان در کناره‌ها) - ارزیابی نهایی تناسب کاربرد آبشکن‌ها و انتخاب نوع و یا انواع مناسب آبشکن‌ها در بازه مورد نظر جدول (۱-۵) به‌عنوان راهنمای ارزیابی و انتخاب گزینه برتر و به‌ویژه گزینش آبشکن برتر در طرح ساماندهی بازه رودخانه مورد نظر ارائه شده است. این جدول براساس اطلاعات موجود به‌صورت یک ماتریس تصمیم‌گیری تکمیل می‌گردد. اعضای ماتریس در مرحله ول می‌تواند به‌صورت امتیازدهی کیفی تعیین گردد (علامت + برای ارزشیابی مطلوب, علامت - برای ارزشیابی نامطلوب و علامت 0 برای عدم امکان تصمیم‌گیری). ارزشیابی عددی برای اعضای ماتریس جدول (۱-۵) برای تصمیم‌گیری مناسب‌تر بوده و براساس تحربه تا پنج سطح عددگذاری (عدد ۱ برای درجه ضعیف یا حداقل مطلوبیت و عدد ۵ برای درجه عالی با حداکثر مطلوبیت) ۸-۵- طراحی وجانمایی آبشکن‌ها در ساماندهی بازه رودخانه طراحی آبشکن‌ها در ساماندهی یک بازه رودخانه, به‌طور کلی شامل چهار مرحله «طراحی مقدماتی»» «طراحی توجیمی» «ارزیابی و بهینه‌سازی طرح یا مدل‌سازی» و سرانجام «طراحی نهایی» است. شرح تفصیلی این مراحل به‌ترتیب در زیر ارائه می‌گردد: ۱-۸-۵- طرح مقدماتی آبشکن‌ها طراحی و جانمایی آبشکن‌ها در بازه مورد نظر با رعایت مراحل پیشین و براساس اطلاعات و مطالعات پایه زیر به‌صورت مقدماتی انجام می‌یاید. - نقشه پلان و مقاطع از بازه اصلاح مسیر شده - هیدرولیک جریان آب (نیمرخ سطح آب» توزیع عمق» عرض» سرعت» تنش برشی و غیره) و انتقال رسوب در بازه اصلاح شده در سه بده شاخص طرح اصلاح مسیر بازه - پارامترهای مکانیک خاک و ژئوتکنیک از مواد بستری و دیواره‌های رودخانه - خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مصالح قرضه و ساختمانی (برای پی» بدنه» فیلتر و روکش آبشکن‌ها) - عوامل غیرفنی (اقتصادی, مقبولیت اجتماعی و محلی» زیست محیطی و غیره) - ضوابط و استانداردهای طراحی آبشکن‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۲ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای - جانمایی آبشکن‌ها در بازه مورد نظر جانمایی آبشکن‌ها با توجه به اطلاعات و مراحل فوق» به‌طورکلی شامل موارد زیر است: - انتخاب نوع و یا انواع مناسب آبشکن‌ها در بازه مورد نظر - تعیین نوع مصالح ساخت آبشکن (برای پی» بدنه» فیلتر و روکش آبشکن‌ها) - آرایش آبشکن‌ها (در دو طرف ساحل یا در یک طرف رودخانه) - شکل ظاهری آبشکن‌ها در پلان - راستای آبشکن نسبت به جریان - تعیین موقعیت اولین و آخرین آبشکن - طول هر یک از آبشکن‌ها (پیشروی آبشکن‌ها به میانه رودخانه) - ارتفاع آبشکن‌ها در ارتباط با کارکرد مورد نظر (مستغرق یا غیرمستغرق) و سیل حداکثر طرح - پتانسیل آبشستگی (عمومی و موضعی) و ضرورت حفاظت پی آبشکن - طرح پایدار آبشکن (ریشه» بستر و پی» بدنه, دماغه و روکش) و ابعاد هندسی آبشکن (عرض و ارتفاع تاج و شیب جانبی) -------- صفحهٔ بعد -------- ی ز ۳ خر هد از سس دم زر او 3 و دم : گ٩‏ چ د ی 1 5 با ۴ ی 2 + 3 ۴ ۸۳ -------- صفحهٔ بعد -------- د ۳ ۳ 3 :1 3 3 ۳ ۲۳ یه له سایر ملاحظات ملاحظات خاص رودخانه‌های مرزی» رودخانه‌های شمری -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - میانی جانمایی و طواح یآبشکن‌ها ۸۵ ۲-۸-۵- طرح توجیهی آبشکن‌ها طرح مقدماتی جانمایی آبشکن‌ها در بازه مورد نظرء لازم است با توجه به موارد زیر مجددا مورد ارزیابی» تجدید نظر احتمالی و - آرزیابی مجدد محدودیت‌های فنی و اجرایی» مصالح و روش‌های ساختمانی و شرایط خاص رودخانه در اجرا و ساخت آشکن‌ها - بررسی مجدد اثرهای ریخت‌شناسی و کارکرد آبشکن‌ها در آرایش پیشنهادی - اصلاح آرایش آبشکن‌ها در صورت لزوم (از نظر راستاء زاویه» فاصله» شکل دماغه و...) - بررسی لزوم ترکیب روش‌ها و یا گزینه‌های دیگر برای پایداری بازه» ترمیم‌های موضعی و کارایی بهتر آبشکن‌ها (نظیر اصلاح موضعی ارتفاع دیواره‌های رودخانه با احداث دیواره‌های ساحلی» هدایت موضعی جریان و یا مقاوم‌سازی موضعی آبشکن‌ها با احداث دیواره‌های هادی و پایدارسازی دیواره رودخانه در بالادست اولین آبشکن و در پایین‌دست آخرین آبشکن با استفاده از روش‌های حفاظت مستقیم دیواره‌ها) و طرح سازه‌های تکمیلی براساس ضوابط و استانداردهای موجود - ارزیابی محدد زیست محیطی و ارائه راهکارهای اصلاحی برای کاهش و یا حذف اثرهای منفی - طرح سامانه انحراف آب رودخانه یا تمهیدات دیگر برای ساخت آبشکن‌ها - طرح دسترسی, استقرار و تجهیز کارگاه - تحلیل اقتصادی و عمومی و توجیه طرح (با توجه به اهمیت چندجانبه طرح و محدودیت‌ها و انتظارات) - زمان‌بندی مراحل اجرای طرح - متره و برآورد هزینه طرح (در مراحل مختلف اجرا و در کل پروژه) ۳-۸-۵- ارزیابی و بهینه‌سازی طرح آبشکن‌ها در ساماندهی بازه رودخانه طرح مقدماتی و یا توجیهی ساماندهی رودخانه با آبشکن‌ها با استفاده از دانش فنی موجود و تجربیات مهندسی در پروژه‌های مشابه آرائه می‌شود. آزاین‌رو ریسک‌پذیری و نامطمئنی‌های کارکرد طرح پیشنهادی در شرایط رودخانه مورد نظر دور از انتظار نیست. با توجه به اهمیت و ابعاد پروژه ساماندهی, پیچیدگی شرایط طبیعی» اجتماعی» زیستی و ملی» نامطمئنی‌ها و درجه ریسک‌پذیری طرح» هزینه و زمان کل پروژه» ممکن است برای مطالعات تکمیلی از راهکارهای مدل‌سازی به روش‌های زیر استفاده گردد: - ساخت و مطالعه بر روی مدل فیزیکی رودخانه با مقیاس مناسب - کاربرد مدل‌های ریاضی در شبیه‌سازی جریان رودخانه - کاربرد ترکیبی مدل‌های ریاضی و فیزیکی برای بهینه‌سازی مطالعات رودخانه‌ای در ارزیابی و بهینه‌سازی طرح ساماندهی رودخانه با آبشکن‌هاء به‌طور کلی جزییات و موارد زیر مورد بررسی و تجدید نظر قرار می گیرد: - ارزیابی الگوی جریان در مجرای اصلی و در میدان آبشکن‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۶ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای - پتانسیل فرسایش و یا رسوب‌گذاری در بازه و میدان آبشکن‌ها - بررسی ترکیب روش‌ها و یا گزینه‌های دیگر برای پایداری بازه» ترمیم‌های موضعی, و کارایی بهتر آبشکن‌ها ۴-۸-۵- طرح نهایی آبشکن‌ها در ساماندهی بازه رودخانه طرح نهایی ساماندهی بازه رودخانه مورد نظر با توجه به مشخصات طرح توجیهی» مراحل ارزیابی و بهینه‌سازی طرح» و با بررسی‌های جامع فنی» مهندسی و اجرایی» و با توجه به توجیهات اقتصادی» مقبولیت اجتماعی و ملاحظات زیست محیطی تهیه و ارائه می‌گردد. طرح ساماندهی نهایی بازه باید حداقل شامل جزییات و موارد زیر باشد: - ارزیابی عوامل طراحی نهایی (مانند: عمق» عرض» سرعت جریان» تنش برشی» عمق و گستره آبشستگی) - نقشه جانمایی طرح آبشکن‌ها (پلان و مقاطع) - نوع مصالح و روش ساخت طرح حفاظت دماغه و پنجه آبشکن,» طرح بدنه آبشکن و روکش حفاظتی» فیلتر و غیره) - طرح ترکیب روش‌ها و یا گزینه‌های تکمیلی جهت کارایی بهتر آبشکن‌ها (مانند احداث دیواره‌های ساحلی, احداث دیواره‌های هادی» روش‌های حفاظت مستقیم دیواره‌هاء حفاظت و تثبیت زیستی تاج آبشکن» سطح دیواره طبیعی رودخانه» میدان حدفاصل آبشکن‌هاء حریم و ساحل بالای رودخانه) - طرح سامانه انحراف آب رودخانه برای ساخت - راه دسترسی» کمپ مسکونی و تجهیز کارگاه - متره و برآورد کار (در مراحل مختلف اجرا و در کل پروژه) - ارائه نقشه‌های اجرایی - تهیه و تنظیم اسناد مناقصه طرح متناسب با اهمیت و ابعاد پروژه ساماندهی» ممکن است مراحل سه‌گانه فوق با عناوین «طراحی توجیهی»» «ارزیابی و بهینه‌سازی طرح یا مدل‌سازی» و «طراحی نهایی» در یکدیگر ادغام گردیده و به‌صورت مرحله «طرح نهایی آبشکن‌ها» ارائه گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - مبانی جانمایی و طراح ی آبشکن‌ها ۸۷ ۹-۵- زمان‌بندی اجرای طرح بازه زمانی کار و برنامه زمان‌بندی مراحل مختلف ساخت آبشکن‌ها در رودخانه براساس شرایط جریان رودخانه» تامین ایمنی لازم در اثر احتمال وقوع سیلاب و حوادث پیش‌بینی نشده در بازه زمانی ساخت» کم‌ترین تاثیرات منفی بر سامانه حیاتی رودخانه و نیاز بهره‌برداران» و بهینه‌سازی عملیات اجرا باید تعیین گردد. راهنمای عمومی عملیات اجرایی ساخت آبشکن‌ها در رودخانه به‌صورت جدول (۲-۵) ارائه شده است. تنظیم دقیق برنامه اجرایی و انجام عملیات مطابق با برنامه زمان‌بندی در استفاده بهینه از نیروهاء انرژی» و ماشین‌آلات و در نتیجه در کاهش هزینه‌ها موثر می‌باشد. در تنظیم این برنامه» توجه به محموعه امکانات و محدودیت‌های طبیعی» زیست محیطی, اجتماعی و اقتصادی اجتناب‌ناپذیر است. به‌طور کلی» برنامه کار با رویکرد مرحله‌ای با رعایت اصول و ترتیب کار می‌تواند از آسیب پروژه در حدفاصل دو مرحله ساخت بکاهد و حتی امکان اجرای طرح را در یک یا چند سال فراهم سازد. درحالی که اجرای ناقص پروژه و تکمیل آن در مراحل بعدی و هنگام بهره‌برداری عموما ناموفق بوده و نباید مورد نظر قرار گیرد. برنامه زمان‌بندی اجرای کار ابتدا توسط مشاور تهیه و در استاد مناقصه ارائه می‌گردد. جدول ۲-۵- راهنمای عمومی برنامه زمان‌بندی عملیات اجرایی ساخت آبشکن‌ها در رودخانه زان ۱ 0 اخد مجور زیست احداث راه‌های دسترسی و محدوده کار گاه اجرای راه‌های دسترسی و تجهیز کارگاه آماده‌سازی منابع قرضه برای برداشت انحراف آب و یا خشک انداختن محل احداث آبشکن‌ها پاکسازی و بهسازی بستر بازه رودخانه حفاری های بستر (آماده‌سازی بستر ساخت. حفاری پیء ترانشه پنجه و ریشه آیشکن‌ها) حفاظت ترانشه پنجه و ریشه آبشکن‌ها ساخت بدنه آبشکن‌ها حفاظت روکش بدنه آپشکن‌ها اصلاح شیب دیواره رودخانه و ارتفاع ساحل بالای رودخانه حفاظت حریم رودخانه از عوامل بیرونی برداشت خاکریزهای انحراف آب و بهسازی بستر بازه رودخانه تحویل پروژه (اتمام کار) ۱۰-۵- متره و برآورد براساس نقشه‌های اجرایی طرح ساماندهی رودخانه با آبشکن‌هاء احجام کار (متره) توسط مشاور تعیین می‌گردد. سپس با توجه به رودخانه در منطقه مورد نظر و توجه به موارد زیر هزینه انجام پروژه براورد می‌گردد: -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۸ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای - استفاده از آخرین فهرست بهای آبیاری و زهکشی و در صورت نیاز استفاده از آیتم‌های باند فرودگاه یا ژئوتکنیک و مکانیک خاک - اعمال ضرایب منطقه‌ای» ضرایب صعوبت کار در رودخانه (برای شرایط و مراحل کار در زیر آب» بالای آب» و در خشکی, در فصل خشک یا در دوره جریان آب)» ضرایب تجهیز و برچیدن کارگاه - احتساب هزینه کاربرد ماشین‌آلات و یا عملیات خاصی که در فهرست بها دیده شده یا نشده مانند نیاز به شناور و قایق در شرایط کار در جریان آب» پمپاز جهت انحراف و خشک‌سازی بستر کارء تکنولوژی کار در زیر آب و غیره سرانجام» مجموعه اسناد مناقصه (شامل نقشه‌های اجرایی» متره و برآورده زمان‌بندی اجرای کارء پیمان عمومی و پیمان خصوصی) از سوی مشاور به کارفرما جهت تایید ارائه می‌گردد. تصویب اعتبار کل پروژه و تامین بودجه متناسب با برنامه زمان‌بندی (و با پیش‌بینی لازم برای حوادث محتمل رودخانه‌ای)» نقش کلیدی در اجرای موفق طرح آبشکن‌های رودخانه‌ای دارد. ۱۱-۵- طرح و برنامه اجرا و ساخت سامانه آبشکن‌ها در اجرای طرح ساماندهی بازه رودخانه مورد نظر» جزییات مراحل «آماده‌سازی کارگاه» «انحراف آب رودخانه»» «بسترسازی»» و «ساخت آبشکن‌ها و دیگر گزینه‌های تکمیلی» همراه با «تعهدات کارفرما در تامین خدمات فنی و غیرفنی» و نیز «زمان‌بندی اجرای کار و تقاضای هزینه»» باید در شرح خدمات فنی پروژه و در شرایط پیمان خصوصی و نیز در اسناد مناقصه تهیه و ارائه گردد. شرح تفصیلی برنامه اجرا و ساخت سامانه آبشکن‌ها (و یا دیگر گزینه‌های تکمیلی) در فصل (۷) ارائه شده است. ۱۳-۵- طرح پایش آبشکن‌ها طرح پایش و ارزیابی کارکرد سامانه آبشکن‌ها برای ایمنی طرح ضروری است. شرح تفصیلی طرح و برنامه پایش سامانه ابشکن‌ها (و یا دیگر گزینه‌های تکمیلی) در فصل (۸) ارائه شده است. اهداف و ابزار اصلی طرح پایش به‌طور خلاصه شامل موارد زیر می‌باشد: - ارزیابی کارکرد آبشکن‌ها متناسب با اهداف مورد نظرء در طول عمر مفید پروژه و با توجه به محدوده ریسک مورد انتظار طرح - کنترل مبانی طراحی آبشکن‌هاء شامل ضوابط و عوامل طرح (فاصله» طول؛ ارتفاع تاج عمق آبشستگی» عمق ریشه آبشکن‌ها و غیره) و اثرهای ریخت‌شناسی» زیست محیطی, اجتماعی طرح بر روی رودخانه و در جامعه محلی - بهبود و اصلاح ضوابط و استانداردهای طراحی» و پیش‌بینی اثرهای اکولوزیکی» ریخت‌شناسی و هیدرولیکی - ابزاربندی طرح پایش به‌صورت نصب وسایل اندازه‌گیری سطح آب» عمق فرسایش و رسوب‌گذاری و شدت تخریب ساحل رودخانه اندازه‌گیری‌های ادواری از الگوی جریان در میدان تاثیر آبشکن‌ها و بازدیدهای ادواری (فصلی بعد از سیلاب پیرو گزارش‌های محلی) و تهیه گزارش و عکس - تامین اطلاعات لازم برای واسنجی و تایید مدل فیزیکی بازه مورد نظر و یا مدل‌های ریاضی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - مبانی جانمایی و طراحی ابشکن‌ها ۸۹ ۱۳-۵- طرح بهره‌برداری و نگهداری از آبشکن‌ها پس از ساخت و اجرای سامانه آبشکن‌ها (و یا دیگر گزینه‌های تکمیلی) در بازه مورد نظرء برنامه نگهداری از این سامانه برای کار کرد مناسب آبشکن‌ها (منطبق بر اهداف طرح) لازم و ضروری است. اقدامات ضروری برای بهره‌برداری و نگهداری آبشکن‌ها به تفصیل در فصل (۸) ارائه شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۶ طراحی آبشکن‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سم - طراح یآیشکن‌ها 1۳ ۱-۶- کلیات علیرغم کاربرد گسترده آبشکن‌ها در رودخانه‌های جهان» هنوز ضوابط عمومی برای طراحی مطمئن آبشکن‌ها ارائه نشده و کاربرد نتایج تجربی و نیمه‌تجربی موجود برای شرایط محدودی توصیه شده است. راهکار اصلی در طراحی آبشکن‌ها استفاده از دانش علمی, فنی و تحربیات موجود جهانی همراه با قضاوت مهندسی است |[۱۴۷ و ۱۵۰]. مهم‌ترین عوامل در طراحی آبشکن‌ها به‌ترتیب زیر است. - امتداد آبشکن نسبت به راستای عمومی جریان - اتصال ریشه آبشکن در دیواره رودخانه - طول و فاصله آشکن‌ها - آرایش آبشکن‌ها - ارتفاع تاج آبشکن - شکل مقطع طولی و عرضی آبشکن - عمق و گستره آبشستگی عمومی در بازه ساماندهی و آبشستگی موضعی پیرامون آبشکن‌ها - طرح پایدار سازه آبشکن (ریشه» بدنه» روکش و پنجه) ضوابط و راهنمای موجود در طراحی عوامل فوق به‌ترتیب در زیر ارائه می‌گردد: ۲-۶- عوامل و ضوابط طراحی آبشکن‌ها ۱-۲-۶- شکل ظاهری آبشکن در پلان آبشکن‌ها براساس نمای ظاهری در سطح افق, به انواع گوناگون: مستقیم. مستقیم با دماغه گرد مستقیم با دماغه فارسی برء :1 شکل یا سرکج» 7 شکل یا سرسپری» چوگانی " یا قلاب شکل یا چنگکی" چوگانی معکوس, و باله‌ای " تقسیم می‌شوند [۱۰۴ و ۱۰۷] انواع آبشکن‌ها قبلا در شکل‌های (۱۰-۳) و (۱۱-۳) نشان داده شده است. تصاویری از آبشکن‌های مستقیم» بآ شکل و 7 شکل در آبشکن مستقیم با امتداد مستقیم و با زاویه مشخصی نسبت به راستای عمومی جریان یا دیواره رودخانه (زاویه 0 در شکل۱۰-۳) قرار می‌گیرد. جهت حفاظت در برابر آبشستگی موضعی, عموما دماغه آنها به‌صورت دایره‌ای و گسترده ساخته می‌شود. آبشکن بآ شکل یا سرکج» نقش موثرتری در انحراف جریان داشته, میزان آبشستگی موضعی در دماغه آن کم‌تر بوده و قابلیت ته نشست رسوبات در حد فاصل آبشکن‌های متوالی بیش‌تری دارد. مطابق شکل (۱۰-۳) بدنه آبشکن در پلان به‌صورت عمودی (*0-90)» بخش سر کج آن در دماغه با زاویه 0 بین ‎٩۰‏ تا ۱۰۰ درجه» و طول بخش سر کج آن (2) بین ۴۵ تا ۶۵ درصد فاصله بین |- ۲ 2- 100۵ 3- ۷۷/۱۵/1 ۵[[ -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۴ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای آبشکن‌های متوالی توصیه شده است [۱۰۴]. از این نوع برای هدایت جریان در بسترهای عریض» در پیچ خارجی» برای کشتیرانی و به‌عنوان اولین و آخرین آبشکن در سری متوالی آبشکن‌ها استفاده می‌گردد. آبشکن باله‌ای مشابه نوع بآ شکل بوده ولی دماغه سرکج آن به‌صورت یک دیواره هادی طویل در راستای مرز کنترل ساحلی ساخته می‌شود. از این نوع برای اصلاح مسیر رودخانه‌های بزرگ با قابلیت کشتیرانی» برای هدایت جریان در بسترهای عریض شریانی» و به‌عنوان اولین و آخرین آبشکن در سری متوالی آبشکن‌ها استفاده می‌گردد. آبشکن 7 شکل یا سرسپری نقش موثرتری در کنترل مرز ساحلی و هدایت جریان به‌سمت مجرای اصلی داشته و بیش‌تر برای اصلاح مسیر رودخانه‌های بزرگ با قابلیت کشتیرانی به‌کار می‌رود. مطابق شکل (۱۰-۳) بدنه آبشکن در پلان به‌صورت عمودی (*0*90) بوده» و زاویه دماغه سپری (0) و طول سپری (2) مشابه آبشکن نوع آ شکل است. آبشکن چوگانی شبیه آبشکن .آ شکل بوده ولی بخش انتهایی دماغه آن مطابق با شکل (۱۰-۳) به‌صورت قوسی و متمایل به پایین‌دست است. درصورتی که قوس دماغه به‌سمت بالادست رودخانه متمایل گردد. به آن چوگانی معکوس گویند. از آبشکن‌های مستقیم با دماغه فارسی بر (در شکل ۱۱-۳ برای توسعه هدفمند حوضچه آبشستگی جهت زیستگاه ماهیان مهاجر و ماهیگیری استفاده شده است [۱۰۴] انتخاب گزینه‌های مناسب شکل آبشکن,» بستگی به هدایت جریان رودخانه در راستای مورد نظر و قضاوت مهندسی دارد. به‌طور کلی بیش‌تر اطلاعات تلوری و تجربی موجود در زمینه طراحی» کارکرد و آبشستگی آبشکن‌های نوع مستقیم و ساده است. گستره حفره آبشستگی در نوع ]7 شکل کم‌تر از نوع با شکل و یا مستقیم است. ولی جابجایی و تخریب دماغه سرکج و سرسپری در بیش‌تر موارد سبب تخریب آبشکن و دیواره رودخانه؛ و توسعه جزیره در بستر اصلی رودخانه بوده است. فرم هندسی آبشکن‌های چوگانی پیچیده‌تر بوده» گستره سطحی حفره آبشستگی آن از نوع 7 شکل بیش‌تر بوده و امتیاز خاصی برای آن گزارش نشده است. در بیش‌تری در طراحی برخوردار است. مگر این‌که از مدل‌های فیزیکی و ریاضی در تکمیل طراحی مقدماتی انواع دیگر آبشکن استفاده گردد. از نوع .آ شکل می‌توان برای هدایت جریان در بسترهای عریض» در پیچ خارجی و به‌عنوان اولین و آخرین آبشکن در سری -------- صفحهٔ بعد -------- یس90۳ نکاس + و 1 1 ْ. ی ۷ ی 9 میگ ۳ 7 ۰ : ۰ سک ی ی مس ام مت بط ۰ یت ری ۱ و ی ین نیا ۱۱ - ی ۰ ۱ ۰ ۴ بس ده ض‌ ان ی ۱ کت کاواس 1 بخ با ی و با دا و ما و . ی : َ ۷ ۹ - ۰ ی ره ۳ زر ۰ سوه سوم 5 ٍ اس رای 1 رو اه سای امحسو 5 سم ۹ با ال 4 اراگ. نویه اه 1 ۰ یه زه ۳۵ بر هد او هو ۰ [ بشدن 7 شد بند هو 8 کت اه و نو که ی سس ۳۹ رجا رش ی که که ها ده ی [ کک ان جح 3 3 تس ۱ ْ ۰ رد - - ی ۱ 2 مد 1 لا ۳ سر و ۰ ی تست ما ی یت 8 شکل ۱-۶- پلان و سیمای برخی انواع آبشکن‌های تورسنگی [۸۹] ِ 6 ۱ ۲ ابشکن‌ها از نظر آرایش زاویه قرارگیری در رودخانه و تاثیر آنها بر روی جریان رودخانه‌ای, به سه نوع «جاذب »» «عمودی » ۳۳ ره خح ۰ ۰ 7 ۰ 1 ۰ ۰ .۰ 1 افع » تقسیم می‌گردند [۵۳ ۶۲ و ۱۵۰]. انواع آرایش آبشکن‌ها و زاویه امتداد بدنه آبشکن با راستای جریان یا دیواره پایین‌دد » قبلا در شکل (۹-۳) نشان داده شده است. این آرایش همجنین در شکل (۲-۶) نمایش داده شده است. 40 ۸11۳۵0116 8 |0۲۳۵[ 8 /۵ع11ع] ۸ . یا 1 2 3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای طراحی,» ساخت و نگهداری ابنسکن‌های رودخانه‌ای شکل ۲-۶- آرایش آبشکن‌های جاذب» عمودی و دافع در پلان یک رودخانه [۴۵] آبشکن‌های عمودی» عمود بر راستای عمومی جریان رودخانه یا دیواره‌ها احداث شده (*40<90 سبب تغییر جهت جریان از سمت کناره رودخانه گردیده و در عین حال مانع از انحراف شدید جریان به‌سمت دیواره مقابل می‌گردد. آبشکن‌های عمودی در بازه‌های مستقیم و نیز برای حفاظت موضعی در برابر فرسایش به‌کار می‌روند. آبشکن‌های جاذب» به‌سمت پایین‌دست جریان رودخانه متمایل بوده» جریان را به‌سمت خود جذب نموده و مانع از انحراف جریان به‌سمت دیواره مقابل می‌گردد. از سوی دیگرء این نوع تاثیر کم‌تری در حفاظت دیواره سمت آبشکن داشته و ممکن است که باعث حمله جریان به سمت دیواره پایین‌دست و یا ریشه آبشکن پایین‌دست گردد |۱۰۰]. زاویه تمایل آبشکن به‌سمت پایین‌دست در حدود ۰ درجه (*0-80) مناسب است» ولی ممکن است تا ۳۰ درجه (*60:>0>90) نیز باشد |۶۲ ۱۰۲ و ۱۱۰۷ اگر زاویه تمایل بیش از ۵ درجه (*0>45) باشده آبشکن تاثیر قابل ملاحظه‌ای بر انحراف جریان نداشته و در شرایط سیلاب‌های بزرگ‌تر به‌صورت یک سرریز عمل نموده و باعث تخریب دیواره‌ها می‌گردد | ۶۲|. آبشکن‌های دافع به سمت بالادست جریان رودخانه متمایل بوده و جریان اصلی را با قدرت از کناره رودخانه و میدان آبشکن دور نموده و سبب توسعه بیش‌تر بار رسوبی در پایین‌دست و حفاظت کناره رودخانه می‌گردد. زاویه تمایل آبشکن به‌سمت بالا دست بین ۰ تا ۲۰ درجه مناسب است (*100*>0>110)» ولی ممکن است بین ۵ تا ۳۰ درجه (*95*>0>120) نیز باشد [۲ع۶ ۱۰۲ و ۱۰۷]. زاویه بیش‌تر 0 در شرایط سیلابی» ممکن است که سبب انحراف شدید جریان به‌سمت دیواره مقابل گردد. به‌طور کلی» از نظر قدرت انحراف جریان و شدت رسوب‌گذاری در پایین‌دست. آبشکن‌های دافع بهتر عمل می‌کنند. از سوی دیگره میزان آبشستگی پیرامون آبشکن‌های جاذب (که تمایل به پایین‌دست جریان دارند) کم‌تر بوده و سازه از پایداری طبیعی بیش‌تری برخوردار خواهد بود. برای بازه‌های مستقیم» آبشکن‌های عمودی و در پیچ رودخانه‌هاء آبشکن‌های جاذب با زاویه تمایل کم به پایین‌دست (*80*>0>90) جهت سهولت هدایت جریان پیشنهاد گردیده است |۶۲ ۱۰۲ و ۱۰۷]|. درصورتی‌که حمله جریان و فرسایش در محدوده دیواره خارجی پیچ شدید بوده و رسوب‌گذاری در پیچ داخلی نیز از ظرفیت انتقال جریان می‌کاهد. آبشکن‌های عمودی یا دافع توصیه می‌گردند [۵۳]. برای رودخانه‌های بستر شنی با شیب زیادء آبشکن‌های عمودی یا جاذب (با زاویه تمایل کم به پایین‌دست) مناسب هستند [۵۳]. برای بهسازی رودخانه به‌منظور کشتیرانی,ء آبشکن‌های عمودی با جاذب مناسب‌تر خواهند بود [۶۲ و ۱۵۰]. آبشکن‌های دافع برای حفاظت دیواره‌ها موثرتر ولی برای کشتیرانی نامناسب هستند. آبشکن‌های دافع در مسیر مستقیم با زاویه تمایل -------- صفحهٔ بعد -------- سا 05 در پیچ خارجی با با آبشکن‌های بالادست از نوع داف آبشکن‌های نفوذناپذیر به‌صورت م تاج حدود یک سوم عمق جریان م ج طرح‌های انجام شده ارائه می‌دهد ۳-۲- ریشه آبشکن از عوامل اصلی ناپایداری آبشکر ت |۲۲ و ۱۱۳|. اتصال عمقی و پاید جدول ۱-۶ (*90*>0>100) و در پیچ دا با زاویه تمایل (*120-*100 - ستغرق مورد نظر باشدء آبشکن‌ها ورد نظر پیشنهاد گردیده است |[ ها (و به‌ویژه آبشکن نفوذناپذی ای (۳-۶) و (۴-۶) باید در دیوا کن و پایداری دیواره ساحلی مان شکن در دیواره رودخانه» معادل اری دیواره ساحلی برای آیشکن - زاویه تمایل آبشکن (0) با توجه , زاویه تمایل پیشنهادی (0) ۱۱۰ ۱.۰ ۹ ۱۰۰-۰ ۳۰۰ ۹۰-۰ .۹ ۱۰۰-۱۰ ۱۰۰-۰ ۸4 ۹ با خلی با (*۱00*>0>110) توصیه شده است. د ی عمودی یا دافع (با زاویه کمی متمایل به پایین 4۶ جدول (۱-۶)» زاویه تمایل (0) را برحسب توه ره طبیعی رودخانه یا دیواره ساحلی موجود به خو از حمله جریان آب به ریشه آبشکن و تخریب دی ر بالادست و پایین‌دست محور آبشکن باید به‌طور ۲-۴ متر (و حداکثر یک چهارم طول موثر آبشکن منفرد و یا آبشکن اولی بسیار مهم می‌باشد. ه شکل (۲-۶) [۴۵ و ۱۰۴] ملاحظات پیچ داخلی با انحنای نسبی ۸ تا ۱۳/۵ حفاظت دیواره _ بازه مستقیم حفاظت دیواره - ابشکن‌های بالادست هدایت جریان- بازه مستقیم هدایت جریان- پیچ داخلی یا خارجی رودخانه‌های بستر شنی با شیب زیاد رودخانه‌های قابل کشتیرانی - در بازه مستقیم یا در پیچ داخلی و خارجی ۹۷ ر سری شرایطی سیه‌ها و واره‌ها و "توصیه -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۸ راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری آبنسکن‌های رودخانه‌ای 2 با ِ 1 1 ی | شکل ۳-۶- نمایش مقطع طولی یک آبشکن [۶۲] اتصال ریشه آپشکن .. به دیواره رودخانه ۰ ۰ ار 3 خر کم و .۰ ۳ ی مت آیشکن ۱ ٍ س شکل ۴-۶- نمایش قفل‌شدگی ریشه آبشکن در دیواره طبیعی رودخانه ۴-۲-۶- طول و فاصله آپشکن‌ها ۱-۴-۲-۶ طول آبشکن‌ها مطابق شکل (۵-۶)» طول کل آبشکن (: 1) شامل طول اتصال ریشه آبشکن به دیواره رودخانه (.آ) و طول ظاهری آن در پلان رودخانه (طول بدنه و دماغه آ) است. طول آبشکن‌ها بستگی به اهداف ساماندهیء عرض و راستای رودخانه در شرایط موجود» عرض پایدار و مورد نظر بازه رودخانه» عمق مورد نظرء ظرفیت انتقال سیلاب مورد نظر» حد آبشستگی مجاز در بازه و در دماغه آبشکن, مصالح موجود و اقتصاد طرح دارد [۳۷ و ۶۲|. در طراحی طول و فاصله آبشکن‌ها, از واژه «طول موثر آبشکن» استفاده می‌گردد. منظور از طول موثر» بخشی از طول آبشکن است که در کاهش عرض مجرای اصلی بازه رودخانه تاثیر داشته باشد. ازاین رو مطابق شکل (۵-۶)» طول موثر آبشکن عبارت از تصویر طول ظاهری بدنه آبشکن بر روی امتداد عمود بر راستای عمومی جریان بوده و شامل قسمت‌های طولی زیر نمی‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- - بخشی از طول که به‌عنوان ریشه آبشکن در دیواره قفل گردیده _ قسمتی از طول که جبران نامنظمی‌های موضعی دیواره‌ها را نموده - طول جزیی مربوط به تمایل امتداد آپشکن نسبت به امتداد عمود بر راستای عمومی جریان در بازه اصلاح شده است. شاخص بلندای آپشکن با نسبت طول موثر آپشکن (0) به عمق متوسط جریان بالادست (0) بیان می‌گردد. درصورتی که (0/0>1) باشد آشکن کوتاه است. اگر (0/1<25) باشدء آبشکن بلند تشخیص داده می‌شود. در حد فاصل این دوء آبشکن با طول متوسط ارزیابی می‌گردد [ ‎٩۳ - طول موثر آبشکن: طول آبشکن‌ها در رودخانه‌های جهان از چند متر تا چند صد متر است ولی کاهش عرض مقطع در بازه رودخانه نباید از ۳۰ درصد تجاوز نماید [۱۰۲|. به‌عبارت دیگر در هر مقطع عرضی از بازه رودخانه» مجموع طول موثر (۱-۶) ,0۰3 > دا از دو سوم موجود آن کم‌تر گردد [۶۲]. همچنین» دامنه تغییرات طول موثر آبشکن از حداقل مرز سطح جریان متوسط در کناره رودخانه تا حداکثر یک چهارم عرض متوسط سطح آب توصیه شده است [ 1۱۵۰ طول کم آپشکن‌ها نیازمند فاصله کم‌تر بین آبشکن‌ها است. از دیدگاه حفاظت دیواره‌های رودخانه» آبشکن‌های با طول کم‌تر از ۰ متر موثر نیستند [۵۶ و ۱۰۲]. آبشکن‌های کوتاه‌تر نیاز به فاصله کم‌تر بین آبشکن‌ها دارند و نه تنها در پدیده رسوب‌گذاری در |۶۲ آپشکن‌های بلند نیز ممکن است علاوه بر آپشستگی زیاده حمله جریان را متوجه دیواره‌های ساحل مقابل نماید. همچنین. آپشکن‌های بلندتر منجر به انتخاب فاصله بیش‌تر بین آبشکن‌ها شده» که ممکن است سبب بازگشت حمله جریان به کناره‌ها شده و با از نظر قابلیت رودخانه برای کشتیرانی» حداقل طول موثر آبشکن از رابطه زیر محاسبه می‌گردد. (۲-۶) 0 +71 < که در این رابطه: برای استقرار مواضع تثبیت در کناره‌های رودخانه و اصلاح نامنظمی‌های جزیی در راستای دیواره از آبشکن‌های کوتاه استفاده می‌گردد. در این حالت. کوتاهی آبشکن مانع از توسعه رسوب‌گذاری در کناره‌ها بوده» ولی سبب بهبود راستای جریان در مجرای اصلی می‌گردد |۱۱۰۱ برای حفاظت از تنوع زیستی» طول آبشکن تا حدود ۳۰ عرض رودخانه مناسب است. همجنین, از آبشکن‌های کوتاه جچهت توسعه حوضجه گردابی جریان در پیرامون دماغه آزها (ناحیه آبشستگی) استفاده می‌گردد. به‌هرحال, حداقل عرض ۱۰ متر رودخانه باید تامین گردد. در این‌حالت., عمق و تلاطم جریان» شرایط مناسب جهت هوادهی آب و احیای محیط زیست آبزیان در رودخانه را فراهم می‌سازد | ۶۲]. -------- صفحهٔ بعد -------- .۱ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای ۲-۴-۲-۶- فاصله آبشکن‌ها طول تاثیر آپشکن‌ها و یا فاصله بین آبشکن‌ها بستگی به اهداف ساماندهیء عرض بازه رودخانه, راستای رودخانه (مستقیم یا پیچ)» شدت انحنای پیچ رودخانه (نسبت انحنای نسبی)» سمت ساحلی پیچ رودخانه (پیچ خارجی یا داخلی)» طول موثر آبشکن‌هاء نوع آبشکن, شکل ظاهری آبشکن در پلان و شکل مقطع عرضی آبشکن دارد [۳۷ و ۶۲| طول تاثیر یک آبشکن در حفاظت دیواره رودخانهء حداکثر معادل «طول ناحیه جدایی جریان» در شکل‌های (۱۵-۳) و (۱۶-۳) آبشکن دارد [۳۷]. گارد و چاندرا (۱۹۶۹) نشان دادند که نسبت طول دیواره حفاظت شده به طول موثر آبشکن, در بازه‌های مستقیم و یا با انحنای نسبی زیاد در حدود ۵ مناسب بوده و در دیواره خارجی پیچ‌های نند حدود ۱ تا ۲ مناسب است. ریجاردسون 9 همکاران (۱۹۷۵) این نسبت را در بازه نسبتا مستقیم بین ۷ تا ۱۱ گزارش نموده‌اند | ۳۷|. مطالعات یاسی (۱۹۹۷) نشان داد که در بازه مستقیم» طول حفره آبشستگی دماغه آبشکن در جهت جریان در حدود ۳ برابر طول موثر آبشکن» و طول توسعه بار رسوبی برای حفاظت کناره رودخانه در پایین‌دست حداقل ۱۰ برابر طول موثر آبشکن است. به‌طورکلی, حداقل فاصله بین آبشکن‌ها معادل طول حفره آبشستگی دیواره بایدار دبواره موجود رودخانه و جر ی مرز ساحلی اصلاح شده ی بآ - طول آیشکن در رودخانه 1 - طول رشه ابشکن «ا- طول موثر آپشکن 0 - زاوبه امتداد اآپشسکن زاوبه انحراف دماغه دیواره پایدار . ۹ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسنسم - طراح یآبشکن‌ها )۱۰ فاصله بین آبشکن‌ها (5) عموما به‌صورت ضریبی از طول موثر آبشکن (40 یا به‌صورت نسبت فاصله به طول آیشکن (5/0) بیان می‌شود. محققین مختلف براساس نتایج تجربی نسبت فاصله به طول آبشکن (5/0) را متفاوت پیشنهاد نموده‌اند. که در جدول (۲-۶) به‌صورت خلاصه ارائه شده است |۱۴۷]. ریجاردسون و همکاران (۱۹۷۵) نسبت 5/0 را حداقل (۳ تا ۴) و حد اکثر (۱۰ تا ۱۲) گزارش نموده است. چارلتون (۱۹۸۲) نسبت 0 را برای بازه‌های نسبتا مستقیم حداکثر (۴ یا ۴/۵) پیشنهاد نموده» که برای دیواره‌های داخلی پیچ بیش‌تر و برای دیواره‌های خارجی کم‌تر خواهد بود. کینوری و مووراش (۱۹۸۴) نسبت 5/0 را برای حفاظت دیواره‌ها در محدوده (۱ تا ۵)» یا (۱ تا ۲) برابر عرض رودخانه توصیه نموده است. پترسن (۱۹۸۶) نسبت 5/0 را برای حفاظت دیواره‌ها در محدوده (۲ تا ۶)» و برای کشتیرانی در محدوده (۱/۵ تا ۲) پیشنهاد نموده است |۳۷]. برای انحراف جریان رودخانه به‌سمت آبگیر (در مسیر مستقیم و یا در محدوده پیچ خارجی)» توصیه شده که آبشکن در ساحل مقابل آبگیر و به فاصله‌ای برابر عرض رودخانه در بالادست آبگیر قرار گیرد|۱ ۴۵ فرانکو (۱۹۶۷) معادله زیر را برای محاسبه حداکثر فاصله بین آبشکن‌ها (جهت توزیع مناسب رسوبات در میدان دو آبشکن متوالی) ارائه نموده است |۳۷ 4 4 3 2 سم 2 11131 )۳-۶( که در این رابطه: کوچک‌تر از یک. که برای شرایط گردابی شدید (0. 6 -)ا) است. عباسی و همکاران (۱۳۷۵) نسبت ‎٩/0‏ را برای حفاظت دیواره‌ها در بازه مستقیم با آبشکن‌های آ شکل و ] شکل, به‌ترتیب معادل ۳ و ۴ توصیه نموده‌اند |۲۴|. فاصله بین دو آبشکن متوالی (: 5) از حاصلضرب «متوسط طول موثر دو آبشکن متوالی ژ و 1+1 ام» و «نسبت فاصله به طول آپشکن (5/0)» به‌دست می‌آید (1 شماره از پایین‌دست می‌باشد) [۳۷]. 5, 10 +0: ۱/0۴-۶( الف- جانمایی سری آبشکن‌ها با کار کرد منفرد اگر آبشکن‌ها در یک سری به‌صورت منفرد رفتار نمایند. خط جدایی جریان باید آبشکن بعدی (در پایین‌دست) را در میانه طول آبشکن قطع کند. براساس شکل (۶-۶)» فاصله بین دو آبشکن از رابطه زیر محاسبه می‌گردد. (۵-۶) [(0 -۲۰1(]51)0) -5 که در این رابطه: -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای 5 فاصله بین دو آبشکن, طول آپشکن, ۸ زاویه امتداد آپشکن,؛ ۵ زاویه خط جدایی جریان (*0-6-15) و ۲ ضریب تجربی است. برای حفاظت دیواره‌ها به‌طور کلی 4.5-4.8 ۳۴ یا 0.25-1( 13) خآ در بازه مستقیم و 0.513 >آ.] در پیچ خارجی پیشنهاد شده است. همچنین روش مشابه دیگری نیز مطابق شکل (۷-۶) برای محاسبه فاصله بین دو آبشکن از رابطه زیر پیشنهاد شده است. (۶-۶) 1 و (۷-۶) ( ,0 - له + )2۵۱2 ,0 ‎٩10‏ را + ,050 را 5 که در این رابطه: 5 فاصله بین دو آبشکن متوالی, با طول آبشکن, ,ا: طول موثرء 0: زاویه انحراف آبشکن از دیواره ساحلی» ,ه: زاویه بین جهت جریان و جهت بالادست آبشکن و 0 زاویه جهت جریان با خط عمود بر راستای آبشکن (*0<6-15) است. باید توجه نمودکه اگر از آبشکن‌های با دماغه غیرمستقیم (نظیر 7 یا -آ شکل) استفاده شودء می‌توان این فاصله را بیش‌تر در نظر ب- جانمایی سری آبشکن‌ها با کار کرد وابسته اگر آبشکن‌ها در یک سری به‌صورت ترکیبی و متراکم رفتار نمایند» فاصله بین آنها باید به‌حدی کم‌تر باشد تا خط جدایی جریان و یا جریان اصلی به آبشکن بعدی (در پایین‌دست) برخورد نکند [۶۲]. در این شرایطء فاصله بین دو آبشکن از روش ترسیمی نشان داده شده در شکل (۸-۶) محاسبه می‌گردد [۱۰۴]. در این شکل, خطی از دماغه آبشکن به‌سمت کناره رودخانه رسم شده که با خط جریان عبوری از دماغه زاویه 6 را می‌سازد. این زاویه بین ‎٩‏ تا ۱۴ درجه پیشنهاد شده که زاویه کم‌تر معادل با فاصله بیش‌تر روش ترسیمی ساده دیگری برای تعیین فاصله و موقعیت آپشکن‌ها در پیچ رودخانه مطابق شکل (۹4-۶) ارائه شده است |۷۵ و ۸ در این شکل, نقطه ۸ با توجه به امتداد خط حمله اصلی جریان برای استقرار اولین آپشکن انتخاب می‌گردد. سپس خطی به‌موازات خط جریان طوری رسم می‌شود که از دماغه آپشکن ۸ عبور کرده و امتداد آن دیواره رودخانه را در با قطع کند. نقطه ن) در دیواره رودخانه طوری انتخاب می‌شود که فاصله ۸ تا ۲ دو برابر ۸ تا 17 باشد. در این‌صورت موقعیت آبشکن دوم در نقطه ۲ قرار می‌گیرد. موقعیت استقرار آبشکن سوم در نقطه (1 خواهد بود که از تلاقی خط مماس بر دماغه دو آبشکن قبلی با دیواره رودخانه به‌دست می‌آید. محل آبشکن‌های متوالی بعدی نیز شبیه حالت آبشکن سوم (] تعیین می‌گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ (5) به طول مو مامک (۱۹۵۶) جنسن و همکاران (۱۹۷۹) مهندسی ارتش آمریکاء واحد لس آنجلس (۱۹۸۰) کواکس و همکاران (۱۹۸۳) مهندسی ارتش آمریکاء واحد می‌سی‌سی‌پی (۱۹۸۴) سوزوکی و همکاران (۱۹۸۷) ماز! الواراز (۱۹۸۹) 5: شیب طولی بازه, ‎:[٩‏ شعاع انحنای 33333333333 جدول ۳-۶- نسب ثر آبشکن‌ها (0) و به عرض ۴۳ ۱ ۴ ۳ ۲۶ ۳-۴ ۱/۵-۲ شش ۲ ۵ ۴/۵ ۴« ۲-۶ ۵/۱-۳ مرکزی پیچ. لا عرض سطح ۳ کن متوالی 2]) در منابع مختلف [۴۵ و ۱۰۴]. ملاحظات بازه منحنی بازه مستقیم. *0<45 بازه مستقیم, 0.005>5>0.01 بازه مستقیم, 5<0.01 بازه مستقیم بستگی به انحنا و شیب برای حفاظت دیواره‌ها برای کشتیرانی با آشکن 7 شکا بازه با کاهش عرض زیاد آبشکن مستغرق (باارتفاع یک سوم عمق آب) پیچ خارجی پیچ خارجی رودخانه دانوب برای حفاظت دیواره‌ها رودخانه می‌سی‌سی‌پی برای حفاظت دیواره‌ها برای کشتیرانی حفاظت دیواره‌ها در بازه منحنی, تاج شیب‌دار ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴« راهنمای طراحی, ساخت و نگهدار یآبنشسکن‌های رودخانه‌ای ادامه جدول ۲-۶- نسبت فاصله بین دو آبشکن متوالی (5) به طول موثر آبشکن‌ها (0) و به عرض بازه اصلاح شده (132) در منابع مختلف [۴۵ و ۱۰۴]. ۰/۹-۱ 6-5 >ا/] و 0-45-50 ۰/۹۱ 13.5 ۳/9 و 55 -(0 وف ال کی با بزستاستم وق وله ا ع با هتسش ربا وله قطان فرس ا ۳ حفاظت اره‌ها- بازه مستقیم. آشک. نان عباسی و همکاران (۱۳۷۵) اظت دیوره‌هاه بازه مستقیم ایشکن سا شکل ۴ حفاظت دیواره‌ها- بازه مستقیم» آبشکن ] شکل رش ن تا دس شوش نا 5: شیب طولی بازه» ٩آ:‏ شعاع انحنای مرکزی پیچ, ان عرض سطح آب. 0: زاویه تمایل آبشکن. 5 ا جریان سم 5 ۱ رضرت خر فررهر هه کر رز هه کر ی از رک رن کع ام مهن مخ و موه نو نو زگ تشم هد اج و ده و شوش ورام و ام ای کوک وش مه ای هر دیواره رو‌دخانه شکل ۶-۶- تعیین فاصله بین آبشکن‌ها با کار کرد منفرد [۶۲۳] جهت جریان 0۳ اه هه 0 / ری شک ۰ 0 ۹ ای سم شکل ۷-۶- تعیین فاصله بین آیشکن‌ها با کار کرد منفرد [۲۲] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسسم - طراح یآبشکن‌ها ۱*۵ ریشه آبشکن دیواره رودخانه ۵-۲-۶ آرایش آبشکن‌ها موقعیت استقرار اولین آبشکن براساس الگوی اصلاح مسیر در بازه مورد نظرء و با توجه به پایداری طبیعی راستا و دیواره رودخانه در محدوده بالادست انتخاب می‌گردد. ناپایداری رودخانه و احتمال حمله جریان و تخریب دیواره در بالادست منحر به سیب دیدگی ریشه و بدنه اولین آبشکن و در نتیجه تخریب متوالی آبشکن‌های پایین‌دست خواهد شد. فاصله اولین آبشکن از ابتدای بازه فرسایشی مورد نظر نباید از یک سوم طول موثر آبشکن بیش‌تر باشد [۱۴۷]. دافع با زاویه تمایل (*120-*0۳100) بهتر هستند. ولی به‌دلیل آسیب‌پذیری بیش‌تر از نظر اتصال و قفل‌شدگی بدنه به دیواره پایداری بدنه و حفاظت در برابر آپشستگی باید مقاوم‌تر از دیگر آپشکن‌ها ساخته شود. آخرین آبشکن باید در موقعیتی قرار گیرد که فاصله آن تا محدوده پایدار راستا و دیواره پایین‌دست بازه از ۱۰ برابر طول موثر آبشکن بیش‌تر نباشد [۱۴۷]. در غیر این‌صورت» جریان چرخشی در دیواره پایین‌دست رودخانه به‌تدریج به بالادست توسعه یافته و سرانجام به ریشه آخرین آبشکن رسیده و شرایط برای تخریب متوالی آبشکن‌ها در جهت بالادست فراهم می‌گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای امتداد بدنه آبشکن‌ها نسبت به راستای بازه» و طول و فاصله بین آبشکن‌ها براساس ضوابط ارائه شده در بخش‌های قبلی انتخاب می‌گردد. اگر آبشکن‌ها در دو سمت رودخانه ساخته شوند.ء دماغه آنها تا حد امکان باید در مقابل یکدیگر قرار گیرد. در غیر این‌صورت» جریان اصلی به‌صورت زیگزاگی در حد فاصل آبشکن‌های طرفین تاب خورده و سبب شستشوی رسوبات در میدان آیشکن‌ها خواهد گردید | ۶۲| نمونه‌های آرایش و استقرار آبشکن‌های در شکل‌های (۲-۶) و (۵-۶) نشان داده شده است. از نظر اجرایی» ابتدا اولین آبشکن و سپس آبشکن‌های دیگر به‌ترتیب از بالادست به پایین‌دست ساخته می‌شوند. اگر آبشکن‌ها در دو سمت رودخانه طرح گردیده, ساخت آبشکن‌ها به‌طور همگام از بالا به پایین‌دست و در دو سمت انجام می‌گیرد. ۶-۲-۶ تراز تاج آبشکن بده طراحی معین به‌صورت غیرمستغرق عمل می‌کند. به‌طور کلی, تراز تاج آبشکن (1]00) از رابطه زیر تعیین می‌شود |۳۷ و ۷۸]. (۸-۶) ۰ + یا + با + راکنا که در این رابطه: ارتفاع متوسط سطح آب در بده سیلاب طراحی در هندسه هیدرولیکی بازه اصلاح شده ,]: افزایش ارتفاع سطح آب در دیواره خارجی پیچ» ,1: ارتفاع موج ناشی از باد و یا کشتیرانی و .۳.8 ارتفاع آزاد است. رابطه تقریبی زیر نیز برای محاسبه ارتفاع آبشکن از سطح متوسط بستر رودخانه در حد فاصل دو آبشکن متوالی (11) بر حسب نات که در این رابطه: 0 شیب متوسط بازه رودخانه بر حسب درصد و 5 فاصله بین دو آبشکن بر حسب متر است. برای حفاظت از دیواره» تراز تاج آبشکن باید حداقل تا ارتفاع دیواره بالای رودخانه ساخته شود. در رودخانه‌های با مشکل بخزدگی سطح آب و با جریان یخ‌های شناورء ارتفاع تاج باید بالاتر از سطح احتمالی یخ باشد [۱۵۰] وقتی سری آبشکن‌های متوالی استفاده می‌شود بهتر است ارتفاع تاج آنها یکسان و یا در جهت پایین‌دست به تدریج کاهش یابد [ ۴۸|. کاهش ارتفاع تاج آبشکن‌ها در طول رودخانه می‌تواند از نیمرخ سطح آب پیروی کند |۱۰۲۱ نتایج تجربی نشان داده است که کاهش پلکانی ارتفاع تاج آپشکن‌ها در جهت پایین‌دست سبب هدایت بار رسوبی کف به‌سمت میدان آبشکن‌ها و افزایش رسوب‌گذاری در کناره‌های رودخانه گردیده و تاثیر ریخت‌شناسی حضور آبشکن‌ها را به‌تدریج در جهت پایین‌دست کاهش می‌دهد. بر عکس, افزایش پلکانی ارتفاع تاج آبشکن‌ها در جهت پایین‌دست سبب انحراف جریان سطحی به میانه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نُسسم - طراحی ابشکن‌ها ۱.۷ ۱-۶-۲-۶ بده سیل طراحی انتخاب بده سیل طراحی بستگی به نوع رودخانه موقعیت منطقه‌ای (شهری, مرزی» صنعتی, کشاورزی»...) و نیز اهمیت اراضی و تاسیسات مورد تهاجم داشته و در طرح نهایی تابعی از تحلیل اقتصادی است |۱۲۸]|. این بده ممکن است معادل سیل با دوره برگشت ۲ ۲۰۵ ۵۰ ۱۰۰و ساله باشد. برای حفاظت اراضی کشاورزی عموما سیل ۱۵ تا ۲۰ ساله و در مناطق خشک سیل ۲۰ تا ۳۰ ساله, برای حفاظت مناطق مسکونی روستایی سیل ۱۰۰ تا ۲۰۰ ساله و برای مراکز شهری و صنعتی سیل ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ ساله پیشنهاد شده است |۳۷ در کشور ایران» معیار تعیین بستر و حریم قانونی رودخانه‌ها سیل حداکثر لحظه‌ای ۲۵ ساله می‌باشد | ۶). ولی سیل طرح لزوما از این قاعده پیروی نمی‌کند. به‌طور کلی انتخاب حداکثر سیل ۲۵ تا ۱۰۰ ساله می‌تواند مدنظر قرار گیرد |۱۰۱|. توصیه می‌شود که اگر به‌طور مثال سیل ۵۰ ساله سیل طرح باشد. برای کنترل ایمنی طرح از یک سیل بزرگ‌تر (مثلا ۱۰۰ ساله) نیز استفاده گردد [۴۵] در رودخانه‌های با مواد بستری ماسه‌ای, مقطع اصلی رودخانه ظرفیتی نزدیک به بده سیل متوسط (بده مقطع پرعموما معادل سیل با دور برگشت ۱/۴ تا ۲/۳۳ ساله) دارد. ولی مقطع کبیر و سیلابی آنها در محدوده سیلابدشت گسترش داشته و به‌طور غیرمتناوب درمعرض سیلاب قرار می‌گیرد. در این نوع رودخانه‌ها. حفاظت و تثبیت رودخانه در دو سطح صورت می‌پذیرد. حفاظت مجرای اصلی و مارپیچی رودخانه در برابر تخریب‌های متناوب و دایمی براساس بده مقطع پر و حفاظت دشت ساحلی رودخانه از خطر پیشروی سیلاب براساس سیل حداکثر مورد نظر است [۷۹]. بنابراین» در مواقع سیلاب‌های بزرگ‌ترء آبشکن‌های مجرای اصلی لزوما مستغرق خواهند بود. در رودخانه‌های کوهستانی یا نیمه کوهستانی» و در رودخانه‌های شریانی با مواد بستری درشت‌دانه تفکیک میان مقطع اصلی با مقطع سیلابی عموما امکان‌پذیر نیست. ازاین‌رو؛ طرح آبشکن‌ها در رودخانه‌های شربانی و پا بستر درشت‌دانه (شنی و قلوه‌سنگی) عموما به‌صورت غیرمستغرق و براساس بده سیل حداکثر طراحی خواهد بود. [۱۰۷ ۱۱۵ و ۱۴۴]. در مناطق نیمه خشک و برای رودخانه‌های فصلی یا رودخانه‌هایی که تغییرپذیری رژیم جریان سیلابی در آنها شدید است. حساسیت زیاد به تغییرات سبب می‌شود تا بده طراحی حداکثر معیار مطمئن‌تری باشد [۷۸ و ۱۱۸ در ساماندهی رودخانه برای تامین قابلیت کشتیرانی» شدت جریان متوسط سالانه مورد نظر قرار می‌گیرد. ازاین‌رو در مواقع پرآبی و سیلابی, آبشکن‌ها لزوما مستغرق خواهند بود [۱۰۲]. روش ساده بهینه‌سازی انتخاب سیلاب طراحی در شکل (۱۰-۶) نشان داده شده است |۱۲۸]|. در این شکل, منحنی شماره ۱ هزینه معادل سالانه طرح برای حفاظت از هر سیل معین, منحنی شماره ۲ متوسط خسارات سالانه ناشی از هر سیل معین و منحنی شماره ۳ مجموع دو منحنی ۱ و ۲ است. نقطه حداقل بر روی منحنی شماره ۲ بیانگر گزینش سیل طراحی براساس حداقل هزینه متوسط سالانه طرح ساماندهی است. شکل (۱۱-۶) رابطه بده سیلاب یا ارتفاع سطح آب نظیر آن را با میزان خسارات حاصله نشان می‌دهد. از ترکیب رابطه (بده سیل- خسارت) با منحنی تناوب سیلاب (رابطه بده سیل- تناوب یا دوره برگشت سیل)» رابطه (خسارت- تناوب) مطابق شکل (۱۳-۶) به‌دست می‌آید. متوسط خسارات سالانه از سطح زیر منحنی شکل (۱۳-۶) قابل محاسبه است. با اجرای طرح ساماندهی» خسارات سالانه معادل منافع سالانه طرح محسوب می‌گردد. هزینه سالانه طرح نیز از آرزیابی اقتصادی هزینه طرح (برای هر گزینه پیشنهادی ساماندهی) در طول عمر مفید طرح محاسبه می‌گردد. ازاین‌رو با توجه به نسبت هزینه به خسارات سالانه حداقل» گزینه برتر اقتصادی و نیز سیلاب طراحی نظیر آن به‌دست خواهد آمد |۳۷۱]. -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای 1 بده سیل سیل طرح شکل ۱۰-۶- بهینه‌سازی انتخاب سیلاب طراحی در ساماندهی رودخانه [۳۷] شکل ۱۱-۶- رابطه بده سیلاب یا ارتفاع سطح آب نظیر آن با میزان خسارات حاصل شده [۳۷] شکل ۱۲-۶- رابطه خسارت سیلاب با تناوب یا دوره برگشت سیل [۳۷] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل : نسنسم - طراح یآبتشکن‌ها ۱+۹ ۲-۶-۲-۶ تراز سطح آب تراز متوسط سطح آب در بده سیل طراحی ( 10) در رابطه (۱-۶) از محاسبه نیمرخ سطح آب در بازه اصلاح شده رودخانه مورد نظر به‌دست می‌آید. این ارتفاع مستقیما از نتایج مدل‌های یک بعدی (نظیر مدل 11۳۲-8۸5 یا 3181-97۸8) در هر مقطع عرضی به‌دست آمده و یا از متوسط عرضی ارتفاع سطح آب در شبکه عددی نتایج خروجی مدل‌های دو یا سه بعدی در هر مقطع عرضی محاسبه می‌گردد. - افزایش سطح آب در پیچ خارجی افزایش ارتفاع سطح آب در دیواره خارجی پیچ ( م) در رابطه (۱۰-۶) نسبت به سطح متوسط آب در مقطع پیچ ( ,) از رابطه ۷1 281 (۱۰-۶) و که در این رابطه: سرعت متوسط جریان در مقطع پیچ؛ : عرض سطح آب» ع: شتاب ثقل و م۲ شعاع انحنای محور مرکزی پیچ است. با کاربرد مدل‌های ریاضی دو یا سه بعدی,» ارتفاع سطح آب در دیواره خارجی پیچ (مجموعه ,]+ ,) مستقیما محاسبه می‌گردد. - ارتفاع موج ارتفاع موج ناشی از حرکت قایق‌ها و یا باد ( :) از جدول (۳-۶) و یا از رابطه (۱۱-۶) قابل محاسبه است [۱۱۰]. (۱۱-۶) ۳( 1 )0.00354 1. 3 -< روط ت که در این رابطه: 1: ارتفاع موج قابل توجه» .,ل[]: سرعت باد در ارتفاع ۱۰ متری از سطح متوسط آبء» ع: شتاب ثقل» ۳: طول مشخصه وزش موج باد (به‌طور متوسط معادل 2.58 ۳۶) و 13 عرض سطح آب است. حداکثر ارتفاع موج ۳۰ درصد بیش‌تر از مقدار جدول (۳-۶) با رابطه (۱۱-۶) است ( ,۱ 1.3 ۳) جدول ۳-۶- ارتفاع موج ( ,11 ) ناشی از کشتیرانی و یا باد [۱۱۰] > ۱۵ ۳/۵ > /۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ظ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای ۳-۶-۲-۶ ار تفاع آزاد ارتفاع آزاد (.۳. 8) برای تامین ارتفاع لازم جهت نوسانات سطح آبء امواج ناشی از سیلاب و اطمینان از عبور سیلاب‌های بزرگ‌تر از سیل طراحی منظور می‌گردد. تاثیرات موج ناشی از باد و یا کشتیرانی (۳) نیز در ارتفاع آزاد منظور می‌گردد. به‌طور کلی, ارتفاع آزاد تابع اندازه رودخانه, بده سیلاب و شدت تغییرات سیلاب در رودخانه» شدت و دوام موج, اهمیت اراضی ساحلی و قضاوت مهندسی است. حداقل ارتفاع آزاد معادل ۰/۳ مترء برای حفاظت اراضی کشاورزی ۰/۵ متر و برای حفاظت مناطق مسکونی» شهری, صنعتی و مواضع مهم حدود ۱/۰ متر پیشنهاد شده است |۳۷ و ۳۵| در رودخانه‌های نیمه کوهستانی پا بستر درشت‌دانه و با شربانی» ارتفاع آزاد از سطح آب سیلاب طرح تا تراز مقطع پر (در مقطع اصلی و سیلابی) در نظر گرفته می‌شود. در رودخانه‌های مارپیچی و سیلابدشتی با بستر ماسه‌ای, ارتفاع آزاد در مقطع اصلی حداقل ۰/۳ متر با تا بالای تراز دیواره و در مقطع سیلابدشتی و برای دیواره خاکریز ساحلی از ۰/۳ تا ۰/۶ متر پیشنهاد شده است |۳۷ و ۴۵| ۴-۶-۲-۶ تراز آبشکن‌های مستغرق در رودخانه‌های مارپیچی و سیلابدشتی» برای حفاظت دیواره‌ها در مجرای اصلی معمولا از آبشکن‌های نفوذناپذیر با ارتفاع تاج در حد تراز دیواره بالای رودخانه اصلی استفاده می‌گردد. به‌هرحال این آبشکن‌ها در مواقع سیلاب‌های بزرگ‌تر و با گسترش جریان در دشت سیلایی رودخانه, لزوما مستغرق خواهند شد. در این‌حالت, ارتفاع تاج آبشکن معادل تراز بالای دیواره مقطع اصلی یا حدود ۰/۳ در شرایطی که در مقطع اصلی رودخانه طرح آیشکن به‌صورت مستفرق مورد نظر باشد (شکل ۶-۳ ارتفاع تاج آیشکن حدود یک سوم عمق جریان مورد نظر (یا یک سوم عمق مقطع پر رودخانه) پیشنهاد گردیده است |1۱۳۸ ۷-۲-۶ مقطع آبشکن ۱-۷-۲-۶ آبشکن‌ها در مقطع طولی در مقطع طولی» تاج آبشکن ممکن است از دیواره به سمت محور رودخانه به‌صورت افقی و یا شیب‌دار باشد (شکل ۱۳-۳). در حالت شیب‌دار»ه سطح موثر جریان در بده‌های زیادتر بیش‌تر بوده و سرعت متوسط و توان جریان کم‌تر می‌شود |۱۰۷|. تاج شیب‌دار برای انواع آبشکن‌های عمودی یا دافع مناسب‌تر است. در رودخانه‌های با قابلیت کشتیرانی و یا در رودخانه‌هایی که تغییرات بده و سطح آب کم است. آبشکن‌های با تاج افقی از نوع عمودی با جاذب مناسب هستند |۶۲ و 1۱۵۰ وقتی تغییرات جریان خیلی زیاد باشد. تاج شیب‌دار از نظر ظرفیت انتقال جریان مناسب‌تر بوده اما تاثیر آن در حفاظت دیواره‌ها نیز کم‌تر می‌شود. به‌هرحال برای حفاظت دیواره‌هاء تاج شیب‌دار توصیه شده است [۱۵۰]. در این‌صورت» شیب طولی تاج آبشکن‌ها در محدوده (411:1۷ تا 1011: 1۷) پیشنهاد شده است ‎4٩۲۱‏ ولی ممکن است با شیب ملایم‌تر در محدوده (/1011:1۷ تا 10011: 1۷) نیز ساخته شود [ ۶۲ نیمرخ طولی تاج آبشکن ممکن است به‌صورت ترکیبی از سطوح افقی و شیب‌دار ساخته شود (شکل ۱۲-۳). -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - طراح ی آبشکن‌ها )۱1 تاج آبشکن‌های تورسنگی نوع جعبه‌ای» ممکن است به‌صورت پلکانی احداث شود (شکل ۱۳-۳). این نوع نیمرخ تاج برای رودخانه‌های عریض و شریانی مناسب بوده و باعث تمرکز رشته‌های جریان کم آبی به‌سمت محور رودخانه شده» رابطه شدت جریان با عرض مجرا را تامین نموده و از نظر حجم مصالح و روش اجرایی نیز اقتصادی‌تر می‌باشد. ۲-۷-۲-۶ آبشکن‌ها در مقطع عرضی مقطع عرضی آبشکن ممکن است به شکل‌های هندسی مختلف مانند دیواره قائم کم عرض (صفحه‌ای یا سپری)» دیواره قائم شکل‌های (۱۳-۶) تا (۱۵-۶) تصاویر واقعی‌تری از شکل مقطع عرضی آبشکن‌ها را نمایش می‌دهد. شکل عرضی آبشکن تابعی از نوع مصالح و روش ساخت می‌باشد. به‌طور مثال» آبشکن‌های سپری (فلزی یا بتنی) با مقطع مستطیلی کم عرض» آبشکن‌های تورسنگی یا کیسه‌ای با مقطع پلکانی و آبشکن‌های سنگ‌ریزه‌ای با مقطع ذوزنقه‌ای ساخته می‌شوند. به جهت سهولت ساختمانی و پایداری طبیعی» مقطع عرضی آبشکن عموما به شکل ذوزنقه‌ای ساخته می‌شود. عرض تاج آب شکن از ۱ تا ۶ متر متغیر بوده که با توجه به عرض کار ماشین‌آلات معمولا حداقل ۳ متر مناسب است [۳۷ و ۱۵۰]. شیب جانبی آبشکن از (1.2511:1۷ تا 511: 1۷) تا (۵11:۱۷۷) ممکن است تغییر کند [۱۵۰]. ولی حداقل آن با توجه به تنوع مصالح و روش اجرا (1.511: 17) و ترجیحا (/211: 1۷) توصیه شده است [۵۴ و ۱۰۷]. شیب جانبی آبشکن در وجه بالادست عموما در محدوده (2[1:1۷۷ تا 311: 1۷) و در وجه پایین‌دست کم‌تر و معادل (حداقل 211:1۷ و ترجیحا 311:1۷ تا411: 1) پیشنهاد شده است. شیب دامنه آبشکن در زیر سطح آب (تا حد ارتفاع متوسط کم آبی) ممکن است که ملایم‌تر (حداقل ۷ 2.511: 1)» و در قسمت بالاا تندتر (حداقل 1.511:1۹7 یا 211:1۷۷) باشد. همچنین در امتداد بدنه آبشکن و متناسب با سطح آب» ممکن است که شیب جانبی به‌سمت کناره رودخانه تندتر و به‌سمت دماغه آبشکن ملایم‌تر باشد |۲۲۱]. دماغه آبشکن اغلب در معرض حمله جریان اصلی رودخانه بوده و آسیب‌پذیر می‌باشد. پنجه آبشکن در معرض آبشستگی موضعی با قدرت گردابی زیاد قرار گرفته که عامل اصلی در تخریب دماغه آپشکن‌ها به‌شمار می‌رود. در محدوده دماغه آپشکن برای کاهش شدت آبشستگی موضعی, شیب دماغه ملایم‌تر (حداقل 211:1۷ تا 411:1۷ و ترجیحا 411:1۷ تا 1011: 1۷ ) و با گستره دایره‌ای در گاهی به‌منظور افزایش پایداری و سهولت اجرا از سکوبندی بر روی شیب دامنه آبشکن استفاده می‌گردد. احداث سکو" در شرایطی نظیر حد ارتفاع متوسط کم آبی» در سطح تغییر شیب بدنه آبشکن,» در سطح انتقال از یک نوع روکش حفاظتی به نوع دیگر و در حد فاصل قسمت زیر آب و بالای آب» ممکن است ضروری تشخیص داده شود. برای نگهداری و یا بازسازی احتمالی آبشکن در رودخانه‌های بزرگ با جریان دایمی, احداث سکو در تراز سطح کم آبی تا متوسط در نظر گرفته می‌شود. به‌طوری‌که در طول چند ماه از سال خشک بوده و بتوان از گستره آن استفاده نمود. شکل (۱۵-۶) استقرار سکو را در مقطع عرضی و دماغه آبشکن نشان می‌دهد. | - -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای اه #۸ ۹ ع ۶ ۳ یه ۳ ۹۹ میج مد رت اش هد و دا هی مچ یا که راو خر دراه وا رید ده ی ۸-۲-۶ آبشستگی پایداری و ایمنی» و کار کرد آبشکن‌های رودخانه‌ای بستگی به ارزیابی صحیح از عمق و گستره آبشستگی در پیرامون آبشکن دارد. زیر تراز کف بدنه و به‌ویژه پنجه آبشکن باید تا زیر عمق آبشستگی ادامه یابد. در این بخش, روش‌های برآورد عمق و گستره آپشستگی در سامانه آپشکن‌ها به‌طور خلاصه ارائه می‌گردد. ۱-۸-۲-۶ آبشستگی عمومی برای برآورد عمق آبشستگی عمومی در شرایط تعادل دینامیکی بستر در بازه آبشکن‌ها روش‌های مختلفی ارائه شده است. م‌هم‌ترین این روش‌ها که کاربرد عمومی‌تری در خصوص آپشکن‌ها دارند.» در زیر شرح داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - طراح ی آبشکن‌ها ۱7۳ برای شرایط فشردگی طولانی یک بازه با دیواره ساحلی» رابطه زیر توسط کامورا (۱۹۶۶) برای برآورد عمق آبشستگی عمومی 1 3 6 (۱۲-۶- الف) جریان آب صاف 0/7 7ب رک) آ( و8 /ر8) 2 ۹ (۱۳-۶- ب) جریان آب و رسوب (بستر متحرک) (,82(1)2/5/ ,78 و (۱۲-۶-ج) - دل حول که در این روابط: مطابق شکل (۱۶-۶) 5ل: عمق آبشستگی عمومی, 4: عمق آب» فان عرض سطح آب» ۲: متوسط تنش برشی جریان و 7] متوسط اندازه مواد بستری است. اندیس ۱ و ۲ به‌ترتیب مربوط به بازه اصلاح نشده (یا بازه بالادست) و بازه اصلاح شده است. آبشستگی به دو نوع جریان آب صاف؛ (فاقد رسوبات قابل ته‌نشینی) و بستر متحرک" (شرایط جریان آب با رسوبات قابل ته‌نشینی و بستر فرسایشی) تقسیم می‌شود. تحربیات نشان داده که حداکثر آبشستگی در جریان آب صاف و در شرایط آستانه حرکت مواد بستری (تنش برشی بحرانی) به‌وجود می‌آید |1۱۰۴ همچنین, کامورا (۱۹۷۱) رابطه زیر را برای برآورد عمق آبشستگی در بستر متحرک ارائه داد |۱۰۴۱ 0 3 /8(7 1 )۱۳-۶( ۱ که در این رابطه ,۳۲ عدد فرود در بازه اصلاح نشده (یا بازه بالادست) است. در شرایطی که فشردگی بازه رودخانه ناشی از احداث سری آبشکن‌ها است. به‌دلیل توسعه ناحیه جدایی جریان متاثر از هر آبشکن به داخل مجرای اصلی» عرض موثر جریان کم‌تر از عرض ظاهری فشردگی بازه است. سوزوکی و همکاران (۱۹۸۷) مطابق شکل (۱۶-۶)» ضریب تصحیح عرض موثر (۸) را برای تعدیل عرض ,3] معرفی نمودند. ضریب .۸ برحسب نسبت فاصله به طول آبشکن‌ها )٩/1(‏ به‌طور تجربی بررسی شدهکه نتایج آن در شکل (۱۷-۶) ارائه گردیده است. مفهوم فیزیکی تاثیر ضریب ۸ در زیر تشریح گردیده است |۱۶۰۴ و ۱۵۰ اگر 4 > 5/1 باشد. | <2 بوده و آبشستگی آبشکن‌ها معادل فرسایش در بازه فشرده است. اگر 4-8-]/5 باشد۱> 1 بوده و آبشستگی آبشکن‌ها بیش‌تر از فرسایش در بازه فشرده (آبشکن‌های متراکم) است. اگر 8 < 5/1 باشد. در این‌صورت |1< 1 بوده و آبشستگی آبشکن‌ها کم‌تر از فرسایش در بازه فشرده (آبشکن منفرد) است. ازاین رو توصیه گردیده تا در روابط (۱۳-۶) و (۱۳-۶) به‌جای را عبارت ,۸13 قرار داده شود. |- 0103۳-۷۷۵10 ۳ 2- ]1۷۵-1300 ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای شکل ۱۶-۶- نمایش آبشستگی عمومی در یک بازه فشرده شده با آبشکن‌ها [ ۱۵۰] 1.2 0.9 0.7 2 4 6 8 10 5/1 به طول آیشکن‌ها (5/1) [۱۰۴] - رابطه لارسن (۱۹۶۰ و ۱۹۸۰) رابطه لارسن (۱۹۶۰ و ۱۹۸۰) برای برآورد عمق آبشستگی عمومی در رودخانه‌های سیلابدشتی (با مقطع اصلی و بستر سیلابی)» و برای رودخانه‌های با مقطع ساده کاربرد دارد. برای شرایطی که تمام جریان آب در بستر سیلابی بالادست از بازه فشرده شده عبور نمایدء معادله تجربی زیر برای حالت تعادل دینامیکی بستر متحرک ارائه شده است |۳۷ و ۱۰۲ 6 60)2+3( 03 (۱۴-۶-الف) 0رد / )7۹( 8 /,8) آ(0/00)- 1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسسم - طراح یآبشکن‌ها ۱۵ (۱۴-۶-ب) ول ع ول که از مقطع بازه تنگ شده عبور می‌کند. بده در مقطع اصلی بازه بالادست. 1 عمق آبء 91 عرض سطح آب و 13 ضریب زبری زیر محاسبه می‌گردند) و مقادیر آن به‌طور تجربی از جدول (۴-۶) به‌دست می‌آید. (۱۴-۶-ج) 5و < کهاع/, < (۱۴-۶- د) (1-. 5) ملاع ۱4 او د که در این روابط: 5: شیب آانرژی در بازه بالادست. 8: شتاب ثقل» ,12]: اندازه متوسط مواد بستری,» ,5: جچگالی ویژه حقیقی مواد بستری,» و ۲ ضریب کشش است. برای رودخانه‌های با مقطع ساده» مواد بستری درشت‌دانه و یا شریانی (که تنها یک مقطع اصلی سیلابی دارند)» در رابطه (۱۴-۶- الف) تساوی‌های , <0) و ,۳ ,۱ برقرار خواهد بود. همچنین» توصیه می‌شود که برای محاسبه عمق آبشستگی عمومی (489) در بازه آبشکن‌هاء از ضریب اصلاحی 2 (سوزوکی و همکاران» ۱۹۸۷) استفاده شده و در رابطه (۱۴-۶-الف) به‌جای ولا عبارت ,۸.1 قرار داده شود. - رابطه گیل (۱۹۷۲) گیل (۱۹۷۲) برای محاسبه عمق آبشستگی عمومی (15) برای شرایط بستر متحرک در بازه آبشکن‌ها رابطه زیر را ارائه داد [۱۰۴]. ۳ 1 (۱۵-۶) | 502+ ( ۳-3 (و8/ ,)۱ (و18/ ,)۵ 1 که در این رابطه: 0 عمق آب» قا: عرض سطح آب رودخانه» ج: متوسط تنش برشی جریان و .5 تنش برشی بحرانی برای مواد بستری است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای - رابطه می چیو و همکاران (۱۹۸۴) می چیو و همکاران (۱۹۸۴) برای محاسبه عمق آبشستگی عمومی (48) برای شرایط بستر متحرک در بازه آبشکن‌ها رابطه زیر را ارائه دادند [۱۰۴]. 7 درم 7 0 (۱۶-۶) را 7(و8,/8) (۳ج)+۱۱- آ(رق/ ره ۹ 1 محدوده (5> 5/1 41.67 رابطه زیر را ارائه دادند [۱۵۰] او 6 (۱۷-۶- الف) 7( / ,هط 1 بلان مقطع طولی شکل ۱۸-۶- نمایش آبشستگی عمومی در بازه تنگ شده از یک رودخانه سیلابدشتی [۱۰۲] ۲-۸-۲-۶ آبشستگی موضعی یکی از اثرهای کارکرد آبشکن‌ها توسعه آبشستگی موضعی در دماغه و پنجه آبشکن (در اثر جریان گردابی اصلی- نعل اسبی) و گسترش حفره آبشستگی در پیرامون بدنه آبشکن (همراه گردابه‌های دیگر) است (شکل ۱۹-۶). آبشستگی موضعی همگام با آبشستگی عمومی ممکن است وقوع یابد. به‌هرحال عمق فرسایش حفره‌ای ناشی از آبشستگی موضعی در پیرامون آبشکن‌ها خیلی بیش‌تر از عمق آبشستگی عمومی‌خواهد بود. عمق آبشستگی موضعی تابع زمان و شدت تغییر جریان عبوری بوده و با حرکت مواد بستری به داخل حفره فرسایشی و نیز با تعلیق و خروج مواد از آن تغیبر می‌کند. متوسط عمق آبشستگی موضعی را در شرایط تعادل دینامیکی بستر» «عمق تعادل آبشستگی» می‌نامند. عمق تعادلی در شرایط دوام زمانی جریان ایجاد شده زیرا فرصت زمانی برای حصول آن زیاد می‌باشد. ازاین‌رو در رودخانه‌هایی که زمان دوام حداکثر سیل آنها کوتاه است. گسترش آبشستگی به عمق تعادلی نخواهد رسید. نتایج تجربی نشان داده که «عمق حداکثر آبشستگی» در واقعیت حدود ۳۰ درصد بیش‌تر از «عمق حداکثر تعادلی آبشستگی» خواهد بود [۱۰۷]. روابط -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسسم - طراح یآبشکن‌ها ۱۷ مختله برای برآورد عمق حداکثر تعادلی رن بشستگ ارائه شده است. مهم‌ترین این روابط یهن تفکیک برای آبشکد های منفرد و سری آبشکن‌ها در زیر معرفی می گردند. کردایه های کوچک بر سا توسعا گردابه های کوچک در شکل ۱۹-۶- نمایش آبشستگی موضعی در پیرامون یک آبشکن [۱۴] - عمق آبشستگی برای آبشکن‌های منفرد روش‌های مختلف برآورد عمق حداکثر آبشستگی در دماغه یک آبشکن منفرد و مستقیم در جدول (۵-۶) ارائه شده است [۴۵ و ۷ مهم‌ترین این روش‌ها که کاربرد عمومی‌تری دارند, در زیر شرح داده شده است. * رابطه احمد (۱۹۵۱) 1 3 ۹ ۱ ۱۸-۶- الف ات تنعل ۱ ( ار ۸ 5 دل: حداکثر عمق تعادلی آبشستگی, 4: عمق متوسط آب در بازه بالادست, 0: طول موثر آبشکن, : عرض رودخانهء ‎:٩‏ بده واحد -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای لیو و همکاران (۱۹۶۱) براساس نتایج آزمایشگاهی (بر روی آبشکن‌های کوتاه‌تر) و مطالعات صحرایی (بر روی آبشکن‌های بلند سنگ‌ریزه‌ای در رودخانه می‌سی‌سی‌پی)» معادللات زیر را برای آپشکن‌های مستقیم و با امتداد قائم (زاویه تمایل *90 -0) در رودخانه‌های بستر ماسه‌ای به‌صورت زیر ارائه داده‌اند | ۳۷]: (۱۹-۶- الف) 5 (۵/) ۰ ۳۳۳۹۵ 46 0 ای (۱۹-۶- ب) 5 < (۷/۵) رک 5ل: عمق تعادلی آپشستگی موضعی, [: عمق متوسط آب در بازه بالادست. 0: طول موثر آبشکن و ۳۲ عدد فرود بازه بالادست است. در شرایطی که امتداد استقرار آبشکد نسبت به راستای عمومی جریان قائم نباشد» ضریب تصحیح با (شکل ۲۰-۶) پیشنهاد * رابطه گیل (۱۹۷۲) رابطه نیمه‌تحربی گیل (۱۹۷۲) برای آپشکن‌های با دیواره قائُم» در رودخانه‌های بستر ماسه‌ای, و با تمایز بین آبشستگی جریان صاف و جریان رسوبی به‌صورت زیر ارائه شده است 1 ۵۰ 3 6 (۲۰-۶- الف) یان آب صاف اه اس اه - : ده [۱-۲/8 : 03 ۱ او ۱7 | (۲۰-۶- ب) جریان آب و رسوب (بستر متحرک) ‏ ۵- وا 1-8 1 1 (۲۰-۶- ج) روساست : 0 7 تنش برشی جریان بالادستء . ۳: تنش برشی بحرانی» ,1: اندازه ۵۰/ مواد بستری بوده و دیگر عوامل در رابطه (۱۶-۶) تعریف شده است. * رابطه پترسن (۱۹۸۶) پترسن (۱۹۸۶) نیز معادله زیر را برای آبشکن‌های مستقیم با امتداد قائم (زاویه تمایل*90 *0) و با دیواره جانبی عمودی به‌صورت زیر گزارش نموده است |[ ۱۰۲]: 169 6 ۹ 1 ۲۱-۶ [ ۳ (1 + س) ا(-) که ۱ ۱ پاپ ۹ ای -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سشسم - طراح ی آبشکن‌ها 1۹ که در این رابطه: 6 عمق تعادلی آبشستگی موضعی, [۵: عمق متوسط آب در بازه بالادست و ۳ طول موثر آبشکن است. درصورتی که دیواره جانبی بدنه و دماغه آبشکن شیب‌دار باشدء مقدار ول حدود ۲۰ درصد کاهش می‌یاید. * رابطه ملویل (۱۹۹۲) رابطه ملویل (۱۹۹۲) براساس تحلیل ابعادی و با استفاده از داده‌های تحربی موجود در منابع مختلف به‌صورت زیر است ‎٩۳|‏ ]|: (۲۲-۶- الف) | > (۵/) (۳ )26 < 08 1 ۷ (۲۲-۶- ب) 5 > (0/0) > | ) وکا وکا2 <8ل0 (۲۲-۶-ج) 5 < (۳/۵) ۵ ۱0 - حل (۲۲-۶- د) 10 وکا یا 010 7 (۲۲-۶-ه) 5 > (۳/0) > 10 (1.3 7 الک 7 ۱) + وکا ع یا (۲۲-۶- و) 5 < (۲/۵) اح)! 3 (۲۲-۶- ز) 0(<3/) وکا < وکا 0.5۳ نا (۲۲-۶-ح) 3 > (0/) > | ( 5 1)( وگ 7 ۱)+ وکا < وا (۲۲-۶- ط) 5 (/) او ۰ هافمن و ورهیج (۱۹۹۷) هافمن و ورهیج (۱۹۹۷) رابطه زیر را از انطباق داده‌های تحربی موجود در منابع ارائه داده است | ۱۵۰|: (۲۳-۶) اش را +۱ [- را 0 حمل 0 8 )۱ که در این رابطه: -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ 5 ۲ 0 من جدول ۵-۶- روابط بر زاگالول (۱۹۸۳) کوتو و همکاران (۱۹۹۴) لیو و همکاران (۱۹۶۱) (۱۹۷۱) ملویل (۱۹۹۲) هافمن و ورهیج (۱۹۹۷) راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری آبنسکن‌های رودخانه/ ورد عمق حداکثر آبشستگی موضعی در دماغه آبشکن‌های منفرد و مستقیم [۴۵] 2 3 ۱ 1 ۹ ,۴ - (0/8)-۱]| ۰" 0 ا(عم ۲ عم تا (ی۲ 1( ا100* جاجن 1 ِ زه 2 2 مرلو +۵ * )مت * رح > (مولا /جیت) تا دی ک 0۴0 0 ( بر * *((3-۲) ۵*0 )0*۴ ری * ۳( - 3 ۵*0 0*۵ ۳ 11.30 ۳ ۵(*]0 )13- (۳ * ۵ ) ال + ه -)2.75 ار ۹ 2-0 7( رصع ۹۶ اون 0 0*۱ (*0( ۳۳) وکا * وک ۵-01۴ *(ونا ۷ 30(۴ 0 | *(۱/۵) +۱ را اه ۴۴۶ *(ه ۱)|* 0 0 7 + تک تا [ *(۵ ۱) (18 150)] ( زا با ۱۴+( پل * وا *(۵ )۴ ن رون ۴ 10۴( - 08| * جن ۴۶ 0/۵(۳) ۵*۴ 0*۱ 1 1 1 *[009 +0(*(*)0/ ی 0)*ه)/ج٩‏ عم * تصاکا* 0ب 3 1 1 35۳2+ 1)* 0*2/( ,۵2 *۷)] 1 : | + (۳/0)پکا2 ۱ ِ ۱ د 3 + 5 > (۷/0) |[ : |[ + ک*(ل )* 6 2 5ج( : 1+ ۱۳۴ ۸ 11 ا او سا +17 ارس ه جریان, [: عمق متوسط آب در بازه بالادست آبشکن, ۷: سرعت متوسط جریان, ۳۲: عدد فرود بالادس. » فان ضریب تصحیح شیب جانبی آبشکن, دیگر عوامل در روابط جدول ضرایب ثابت و تجربی هستند. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسسم - طراح یآبشکن‌ها )۱۳ نتایج مطالعات مستقل نشان می‌دهد که رابطه گیل (۱۹۷۲) و ملویل (۱۹۹۲) برآورد مناسبی از عمق حداکثر آبشستگی موضعی «عمق حداکثر تعادلی آبشستگی» محاسبه شده از روابط فوق یا روابط ارائه شده در جدول (۵-۶) است |۱۰۷]. بنابراین توصیه می‌شود که از ضریب تصحیح ۱/۳ برای برآورد عمق حداکثر آبشستگی استفاده گردد. - عمق آبشستگی برای سری آبشکن‌ها در آرایش سری آبشکن‌هاء عمق آبشستگی برای تمام آبشکن‌ها یکسان نبوده» بلکه تابع موقعیت هر یک در سری می‌باشد. عمق آبشستگی برای اولین آبشکن مشابه یک آبشکن منفرد است. برای آبشکن‌های پایین‌دست. به‌دلیل تاثیر متقابل آبشکن‌های مجاورء عمق آبشستگی کم‌تر از آبشکن اولی بوده و تابع نسبت فاصله به طول آبشکن‌ها ‎)٩/1.(‏ است. * راستای مستقیم رودخانه برای محاسبه عمق آبشستگی موضعی در راستای مستقیم رودخانه» رابطه سوزوکی 9 همکاران (۱۹۸۷) به‌صورت زیر ارائه شده است 1 ۵۰ کل (۲۴-۶-الف) 20 4 + (0.07 - ۹۳۹ ]۲ ]۲ 1 کل (۲۴-۶- ب) 2و5 1 ۵۳ و ول: عمق آبشستگی آبشکن‌های پایین‌دست و رل عمق آبشستگی اولین آبشکن که مشابه آبشکن منفرد بوده و از روابط ناچیز بوده و کار کرد هر یک از آبشکن‌ها به‌صورت منفرد خواهد بود. در پیچ رودخانه» حداکثر عمق آبشستگی برای آبشکن‌های مستقر در محدوده خروجی پیچ (پایین‌دست راس پیچ) رخ می‌دهد. پرزودوفسکی (۱۹۹۵) رابطه زیر را برای محاسبه عمق حداکثر آبشستگی موضعی در پیچ رودخانه ارائه نمود |۱۵۰۱ ]. 11-2 (۲۵-۶) (90 - وت ان حول .۰ (۲۶-۶) 0 )1 - ,0 ول حداکثر عمق تعادلی آبشستگی, 0: ضریب ثابت (0.275-<0)» آ: عمق متوسط آب در بازه بالادست. 4: عمق آب در بازه آبشکن‌هاء »: زاویه تمایل استقرار آبشکن» : مقدار عددی توان در معادله بار رسوبی به فرم نمایی (*[]0,*1)» لآ: سرعت متوسطء -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۳ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای 5 فاصله بین آبشکن‌هاء بآ: طول پیچ رودخانه, )2: فاصله از ابتدای پیچ» ۸۷: زاویه بین دو آبشکن متوالی در پیچ» ,0): بده در مجرای اصلی رودخانه در بین آبشکن‌ها و ,0 بخشی از بده که در حد فاصل بین آبشکن‌ها محصور است. هنوز یک رابطه عمومی برای محاسبه عمق آبشستگی ارائه نگردیده است. باید توجه داشت که مبنای تئوری و تجربی روش‌های مختلف موجود یکسان نبوده و نباید انتظار داشت که برآورد عمق آبشستگی عمومی و یا موضعی از روش‌های مختلف لزوما یکسان و یا نزدیک به یکدیگر باشد. علاوه بر این بیش‌تر مطالعات در شرایط آزمایشگاهی بر روی بستر ماسه‌ای با دوام زمانی لازم برای حصول به تعادل دینامیکی حفره آبشستگی و عموما برای آبشکن‌های مستقیم انجام شده است. بنابراین برای شرایط طبیعی رودخانه» جریانات سیلابی با دوام کم‌ترء در رودخانه‌های با مواد بستری درشت‌دانه (با لایه سطحی مقاوم به فرسایش) و برای آبشکن‌های نوع 7 پا با شکل, نامطمئنی‌هایی در برآورد آبشستگی موضعی به‌وجود می‌آید [۱۰۷] کاربرد یک روش به تنهایی و بدون اطمینان از تطبیق شرایط کاربرد آن با بازه رودخانه و مشخصات آبشکن‌های مورد نظر صحیح نمی‌باشد. کاربرد تمام و یا تعدادی از روش‌هاء بدون اطمینان از تطبیق شرایط کاربرد آنها و استفاده از متوسط برآورد روش‌های مختلف درست نبوده و توصیه نمی‌گردد. راه درست. انتخاب روش‌های مختلف براساس انطباق کاربرد آنها با شرایط مورد نظرء سپس برآورد عمق ابشستگی از این روش‌ها و سرانجام قضاوت مهندسی در برآورد نهایی عمق آبشستگی عمومی و یا موضعی است |۴۵ ارزیابی نهایی نتایج حاصل از برآورد فوق نیاز به اندازه‌گیری صحرایی عمق و گستره آبشستگی در پیرامون آبشکن‌های رودخانه مورد نظر خواهد داشت. باید توجه داشت که عمق نهایی آبشستگی پیرامون آبشکن‌ها از مجموع دو عمق آبشستگی عمومی و موضعی به‌دست خواهد آمد [۱۰۴۱]. گستره سطحی فرسایش حفره‌ای در پیرامون آبشکن با استفاده از عمق حداکثر آبشستگی (40) و زاویه قرار مواد بستری (0) قابل محاسبه است. پترسن (۱۹۸۶) گسترش عرضی حفره آبشستگی را حداکثر معادل (2.7540) گزارش کرده است [۱۰۲]. 1.2 1.1 1.0 0.9 8 0 20 410 600 0 100 120 110 100 1۹0 درجه : 0 شکل ۲۰-۶- ضریب تصحیح تمایل استقرار آبشکن (م؟۲) در محاسبه عمق آبشستگی موضعی ‎]٩۳[ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسشم - طراح ی آبنشسکن‌ها ۱۳۳ شکل مقطع آبشکن (با توجه به شکل ۱۴-۳) دیواره قانم صفحه‌ای با با ضشخامت کم دیواره قائم با دماغه نیم‌دایره‌ای دیواره باله‌ای با شیب (/۱۱1: 1)» و دماغه قائم دیواره باله‌ای و دماغه شیب‌دارء با شیب جانبی: (0.5[11:1۷) 1۱۱1:۱۷۷۱ ) (/۱.511:1۷) ۹-۲-۶ طرح سازه آبشکن در این بخش ساختار آبشکن از نظر مصالح و ساخت پایدار سازه‌ای مورد نظر قرار می‌گیرد. جزییات مراحل اجرا و ساخت آبشکن‌ها در فصل (۷) ارائه می‌گردد. ۱-۹-۲-۶ مصالح ساخت آبشکن آبشکن‌ها از مصالح متنوع سازه‌ای و طبیعی ساخته می‌شوند. به‌طورکلی مصالح ساخت آبشکن‌ها ممکن است از مصالح خاکی و با رودخانه‌ای» مصالح سنگی» سیمان و بتن» تورسیمی» تیرک و آلوار چوبی» شمع و پایه‌های فلزی» کیسه‌های الیاف طبیعی یا مصنوعی و مصالح طبیعی (تیرک و الوار چوبی» تنه و شاخ و برگ درختان) باشد. انتخاب مصالح مناسب برای ساخت آبشکن‌ها تابعی از عوامل زیر است. - فرآوانی مصالحء فاصله و سهولت دسترسی و کیفیت و دوام مصالح در سامانه رودخانه - روش انحراف آب رودخانه و شرایط اجرا در رودخانه (در خشکی یا زیر آب) - ساختار آبشکن (نوع» شکل و شیب جانبی) و نیاز به نگهداری و ترمیم آبشکن در آینده - مهارت فنی و تکنولوژی استفاده از مصالح مورد نظر در ساخت آبشکن نوع و خصوصیات مصالح تاثیر مهمی روی انتخاب نوع آبشکن,» کارایی آبشکن‌هاء طول عمر مفید آنهاء هزینه‌های ساخت و نگهداری سازه در آینده دارد. شرح مختصر انواع مصالح» خصوصیات و کیفیت مصالح و کاربرد آنها در شرایط رودخانه و برای ساخت آپشکن‌ها در زیر ارائه شده است. - مصالح خاکی: از مصالح خاکی برای ساخت هسته و بدنه اصلی آبشکن‌ها می‌توان استفاده نمود. منابع قرضه مصالح خاکی ممکن است رودخانه‌ای (بارها و جزایر رسوبی در بستر اصلی رودخانه و یا چاله‌زنی‌های کم عمق در سیلابدشت رودخانه) و یا خشکی و کوهی (ارتفاعات مجاور رودخانه) باشد. مواد خاکی باید فاقد مواد آلی و نباتی و همچنین گچ و مواد حل شدنی باشد. خاک‌های بسیار سنگین (با درصد رس زیاد و نوع رس قابل تورم) و ماسه بادی مناسب نیستند. ماسه ریزدانه و یکنواخت (با تعداد ضربات کم‌تر از ۱۰ در آزمون 5۳7) و مخلوط خاکی ریزدانه (با مقاومت تک محوری کم‌تر از ۰/۶ کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع» با بارپذیری کم‌تر از ۱۰۰ کیلوگرم در آزمون سونداژز سوئدی و ضربات 5۳7 کم‌تر از ۳) قابلیت -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای روانگرایی و نشست‌پذیری داشته و ناپایدار می‌باشند. از مصالح ضعیف (ماسه‌ای) برای ارتفاع بیش از ۲ متر نباید استفاده گردد [۱۲۶]. مصالح شنی و درشت‌تر ایده‌آل هستند. در رودخانه‌های با مواد بستری درشت‌دانه و شریانی» بارها و جزایر رسوبی منبع مناسبی برای مصالح بدنه آبشکن‌ها است [۲۹ و ۳۰].خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مناسب برای مصالح خاکی بدنه آبشکن‌هاء عموما مشابه دیواره‌های خاکریز ساحلی کوتاه (گوره‌ها) است. جزییات مربوط به انتخاب منابع قرضه خاکی, نمونه‌برداری‌ها و آزمایش‌ها و حداقل استانداردهای لازم برای مصالح خاکی و کاربرد آنها در سامانه رودخانه در مراجع شماره |7۲ ۳۰ و ۱۲۶] ارائه شده است. - سنگ: بهترین مصالحی که در طبیعت فراوان یافت شده» برای سرعت زیادء تلاطم شدید و شرایط مختلف رودخانه‌ها مناسب و مقاوم بوده» و برای ساخت آبشکن‌ها ایده‌آل می‌باشده سنگ است. سنگ در فرم‌های مختلف (انعطاف‌پذیر یا صلب) مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌صورت یک سازه انعطاف‌پذیر کاربرد موثری دارد. سنگ و سیمان (در کل ساختار آبشکن, یا به‌صورت روکش) یک سازه صلب است که مناسب شرایط رودخانه‌ای نبوده و جز در موارد خاص توصیه نمی‌شود. کاربرد سنگ‌ها به‌صورت توده‌ای (با حجم زیادتر و کار کم‌تر) یا به‌صورت سنگ فرش و خشکه چین (با حجم کم‌تر و کار زیادتر) به‌دلیل انعطاف‌پذیری» قابلیت تغییر شکل و تنظیم و امکان مرمت و بازسازی» مناسب‌تر است. سنگ‌های با اندازه» شکل و دانه‌بندی مناسب از پایداری بیش‌تری برخوردار بوده و به‌طور گسترده‌ای در ساخت آبشکن‌های سنگ‌ریزه‌ای (در کل ساختار آبشکن با به‌صورت روکش) استفاده می‌گردد. در شرایطی که سنگ با اندازه» شکل و دانه‌بندی مناسب فراهم نباشد.ء از تورسیمی برای ساخت آبشکن‌های تورسنگی ( به‌صورت جعبه‌ای در کل ساختار آبشکن یا به‌صورت روکش تورسنگ) به‌عنوان سازه پایدار و انعطاف‌پذیر استفاده می‌گردد. سنگ‌های سنگین و توپر بدون ترک و شکستگی مناسب‌تر هستند. چگالی مخصوص سنگ در حالت اشباع و سطح خشک شده حداقل معادل ۲/۵ پیشنهاد شده یا چگالی مخصوص ۹۰/ سنگ‌ها از ۲/۵ بیش‌تر باشد. مقاومت فشاری سنگ‌ها باید بیش از ۴۰ مگاپاسکال باشد [۳۷ و ۱۱۰]. مقاومت سنگ به هوازدگی و تخریب فیزیکی و شیمیایی (به‌ویژه در شرایطی که بار رسوبی رودخانه درشت‌دانه بوده و یا کیفیت شیمیایی آب رودخانه نامناسب باشد) مهم می‌باشد. برای مقاومت در برابر هوازدگی و فرسایش, متوسط درصد جذب آب سنگ‌ها باید کم‌تر از ۸۲ و درصد جذب آب ‎٩ قطعه از سنگ‌ها کم‌تر از 1۲/۵ باشد. همجنین» سنگ فاقد مواد ناخالصی, گجی و حل شونده بوده و افت وزنی سنگ در آزمون ذوب و انجماد کم‌تر از ۰/۵, باشد [۱۱۰] برای مقاومت فیزیکی» شاخص دوام سنگ در آزمایش سایش لس آنجلس حداقل به میزان ۵۲ پیشنهاد شده است. برای مقاومت شیمیاییء افت وزنی سنگ در آزمایش سولفات سدیم بعد از پنج سیکل تکرار نباید از ۲۰ درصد تجاوز نماید |۷ و ۳۷|از نظر شکل, سنگ‌های گوشه‌دار و غیرکروی مناسب‌تر هستند. نسبت بعد طولی سنگ (]) به بعد حداقل یا ضخامت آن ) نباید بیش از ۳ باشد (3 >4/])» یا توصیه شده که این نسبت برای 7:۹۵ سنگ‌ها از ۳ کم‌تر باشد. ۲۵ درصد سنگ‌ها با نسبت (1<2.5/]) قابل قبول است [۱۱۰ و ۱۳۸]. رنگ سنگ نیز از نظر اندازه و دانه‌بندی سنگ‌ها بستگی به روش استفاده از مصالح سنگی در ساختار عمومی آبشکن دارد. ضوابط انتخاب سنگ‌ها در روش سنگ‌ریزه‌ای» سنگ چینی» ریزش توده‌ای» تورسنگی و غیره متفاوت بوده و در بخش‌های مربوط ارائه خواهد شد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسسم - طراح یآبشکن‌ها ۱۳۵ به‌هرحال» تخلخل توده سنگ‌ریزی در محدوده ۱۵ تا ۴۰ درصد باید باشد که تخلخل ۸۱۵ به‌معنای دانه‌بندی خوب و قفل‌شدگی اندازه‌های کوچک‌تر در فضای خالی سنگ‌های بزرگ‌تر است [۱۱۰] - بتن: بتن به‌صورت غیرمسلح یا مسلح و با ساختارهای مختلف ممکن است در احداث آبشکن‌ها مورد استفاده قرار گیرد. انواع کاربردهای ساختاری بتن عبارتند از آبشکن وزنی غیرمسلح» آبشکن سپری مسلح, آبشکن با واحدهای بلوکی بتنی سه پایه‌ای, حفاظت روکش آبشکن با واحد بالشتک بتنی و نیز به‌صورت مخلوط ماسه و سیمان خشک یا تر پرکننده کیسه‌ها (برای ساخت آبشکن کیسه‌ای یا به‌عنوان روکش کیسه‌ای). به‌طورکلی» نوع ساختارهای انعطاف‌پذیر بتنی برای سرعت‌های زیاد و شرایط مختلف رودخانه مناسب‌تر می‌باشد. از معایب ساختارهای بتنی» هزینه زیاد و تکنیک پیجیده‌تر ساخت آن‌ها می‌باشد [۱۲۸]. مشخصات کیفی بتن مصرفی متناسب با ساختار سازه‌ای آبشکن متفاوت بوده و در روش‌های مربوط ارائه می‌شود. آجر: در مناطقی که امکان دسترسی به سنگ نباشد.ء آجر با استفاده از مصالح خاکی موجود و با روش ساده قابل ساخت است. نوع سفالی و سنگین آن از شکل بهتر و از مقاومت بیش‌تری برای سرعت‌های زیاد برخوردار است. آجر با ملات سیمان یک سازه صلب را تشکیل می‌دهد. ولی استفاده از آجر به‌طور آزاد در جعبه‌های تورسیمی مناسب‌تر می‌باشد [۱۲۸]. - چوب: از چوب به‌عنوان شمع یا تیرک و نیز برای دیواره سپری استفاده می‌شود که انعطاف‌پذیر بوده و در مناطق جنگلی فراوان می‌باشد. قطر تیرک‌های چوبی حداقل ۱۷/۵ سانتی‌متر» و ضخامت دیواره‌های سپری چوبی حدود ۷/۵ سانتی‌متر است. عمر مفید چوب حدود ۳ سال بوده و ریسک پوسیدگی آن در آب زیاد است. به‌طور کلی مصالح چوبی برای رودخانه‌های بزرگ با عمق و سرعت زیاد مناسب نیستند. همچنین, امکان کوبیدن شمع یا سپرهای چوبی در بستر رودخانه‌های شنی و قلوه‌سنگی نیست [۵۶]. نوع مصالح چوبی, استانداردهای لازم و شرایط کاربرد مفید آن در سامانه رودخانه باید بررسی گردد ۱۲1 - مصالح فلزی: فلز به‌صورت سپر فلزی» تیرک‌های لوله ای یا نبشی» میل گرد و یا تور سیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای رودخانه‌های بستر شنی» استفاده از سپرهای فلزی و شمع‌کوبی مشکل و عموما غیرممکن است |۵۶ - تور سیمی: تورسیمی برای آبشکن‌های تورسنگی مورد استفاده است. به‌هرحال, کاربرد تورسیمی در رودخانه‌های بستر شنی و درشت‌دانه با مواد جامد و شناور زیاد و نیز در حوضه‌های جنگلی به‌واسطه انتقال ترکه و شاخ و برگ درختان» خطر پارگی به‌همراه دارد [۵۶]. برای مقاومت در برابر زنگ‌زدگی, پوشش گالوانیزه و برای خورندگی شیمیایی» پوشش پلاستیکی ضروری خواهد بود [۱۳۸] مشخصات فنی تورسنگ‌ها به تفصیل در مراجع شماره [۱۴ و ۸۹] ارائه شده است. - مواد پلاستیکی و لاستیکی: مواد پلاستیکی به‌صورت ورقه‌های نایلون و پلی‌اتیلن می‌باشند که برای پوشش سطحی و موقت و یا برای ساخت کیسه‌های حفاظت دیواره‌ها به‌کار می‌روند. معایب اصلی آن» پارگی در اولین برخورد مواد جامد و شناور» مقاومت محدود در مقابل اشعه ماورای بنفش خورشید.ء مدت دوام کم و حساسیت نسبت به عوامل جوی است. روکش‌های لاستیکی ممکن است برای حفاظت سطح بالاتر دیواره‌ها و همچنین به‌صورت تایرهای فرسوده مورد استفاده قرار گیرند |۱۳۸]. به‌هرحال, اثرهای زیان‌بار زیستابی» اکولوژیکی و چشم‌انداز مواد پلاستیکی و لاستیکی مورد چالش است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۶ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای - زئوتکستایل: زئو تکستایل‌ها از مواد و بافت‌های رشته‌ای پلیمری و مصنوعی ساخته می‌شوند. پلیمرهای مورد استفاده عموما شامل ۸۳ پلی پروپیلین» 7۱۴ پلی استرء ۲ پلی‌اتیلن و ۱ پلی امید یا نایلون بوده که به‌صورت رشته‌های نخی درآمده و با روش مستقیم بافته شده یا به‌طور غیرمستقیم به بافت‌های مخصوص تبدیل و به یکدیگر متصل شده و زئو تکستایل را به‌وجود می‌آورد. نوع بافت روی خواص فیزیکی» مکانیکی و هیدرولیکی اثر دارد. قابلیت انعطاف و مقاومت کششی و نفوذْپذیری از مزایای این محصول صنعتی به شمار می‌آید. ژئو تکستایل‌ها به‌عنوان روکش حفاظتی (بر روی بدنه آبشکن) و به‌عنوان فیلتر (برای لایه زیرین سنگ‌ریزی» تورسنگ و غیره) استفاده می‌شود. برای کاربرد روکشی, مخلوط ماسه و سیمان (به‌صورت بتن رقیق با مقاومت کم) تحت فشار به‌داخل روکش تزریق و پمپاز می‌گردد. برای کاربرد فیلتری» باید دو خصوصیت نفوذپذیری کافی و ممانعت از شستشوی ذرات بستر را داشته باشد. مشخصات فنی ژئو تکستایل‌ها بر حسب کارخانه سازنده متفاوت بوده و براساس کار کرد مورد نیاز باید انتخاب گردد. جزییات فنی لازم برای انتخاب زئو تکستایل به‌تفصیل در مراجع شماره |۷۱ و ۸۰| ارائه شده است. - قیر و آأسفالت: قیر به‌صورت امولوسیون برای حفاظت سطحی دیواره بالا و یا اراضی ساحلی (به‌ویژه با مواد چسبنده و رسی) به‌کار می‌رود. ولی در برابر عوامل تخریبی مقاوم نیست. پوشش أسفالت برای حفاظت روکشی آبشکن در سطح بالاتر و با برای حفاظت سطحی تورسنگ ممکن است استفاده شود |۵۶ و ۱۲۸]. به‌هرحال, اثرهای زیان‌بار زیستابی» آکولوژیکی و چشم‌انداز فرآورده‌های نفتی مورد چالش است. - مواد فیلتری: هدف از کاربرد فیلتر کنترل سرعت تراوش آب و ممانعت از خروج مواد ریزدانه دیواره‌ها و یا بدنه آبشکن است. به‌عبارت دیگرء فیلتر باید قابلیت نفوذ و زهکشی مواد دیواره رودخانه و بدنه آبشکن را داشته باشد و از سوی دیگر مانع از شستشوی مواد و نشست گردد. در ساخت آبشکن‌ها از فیلتر به‌طور گسترده استفاده می‌شود. فیلترها بر دو نوع هستند.ء فیلتر دانه‌ای که عموما از مصالح شن و ماسه دانه‌بندی شده رودخانه‌ای یا کوهی تامین می‌گردد و پوشش لفاف (با بافت طبیعی یا از مواد مصنوعی نظیر زئو تکستایل‌ها). از پوشش لفاف بر روی بستر ریزدانه استفاده گردیده که مشخصات نفوذپذیری و پایداری آن در کاتولوگ کارخانه‌ای ارائه شده و با توجه به نیاز طرح باید انتخاب گردد. پوشش لفاف برای تماس با مصالح سنگ‌ریزه‌ای با گوشه‌های تیز خطر پارگی دارد. جزییات فنی لازم برای انتخاب پوشش لفاف طبیعی و یا ژئو تکستایل‌ها به‌تفصیل در مراجع شماره [۸۰ و ۱۱۰] ارائه شده است. استفاده از فیلتر دانه‌ای در ساخت آبشکن‌ها عموما اجتناب‌ناپذیر است. نوع و خصوصیات مواد فیلتر دانه‌ای مشابه ضوابط ارائه شده در بالا برای سنگ‌ها است. جزبیات طراحی فیلتر دانه‌ای (اندازه دانه‌بندی و ضخامت) در بخش‌های مربوط بعدی ارائه شده است. ۲-۹-۲-۶ ساختار آبشکن ساختار کلی آبشکن‌ها از نظر مصالح و ساخت به دو صورت زیر ممکن است. - استفاده از مصالح همگن و یکپارچه در ریشه, بدنه پنجه و روکش آبشکن - استفاده از مصالح ترکیبی نظیر مصالح خاکی در بدنه و مصالح مقاوم‌تر برای روکش حفاظتی» دماغه و پنجه براساس مصالح و ساختار عمومی, انواع آبشکن‌ها عبارتند از ۳۷۱ ۲ع ۱۰۴ و ۱۵۰]: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسسم - طراح ی آبشکن‌ها ۱۳۷ - سنگ‌ریزه‌ای (با یا بدون دانه‌بندی)» تور سنگی (نوع جعبه‌ای)» کیسه‌ای (محتوی ماسه و یا مخلوط ماسه- سیمان)» ماشین‌های اسقاطی - دیواره سپری همراه با شمع کوبی از جنس صفحات و پایه‌های فلزی» چوبی» بتنی» و یا ترکیبی - شمع‌های بتنی یا چوبی دو ردیفه همراه با استقرار سنگریزه‌ها در حد فاصل بین دو ردیف» دیواره سپری یا دیواره چوب بست دو ردیفه با یا بدون استقرار سنگریزه‌ها در حد فاصل بین دو صفحه - مصالح خاکی, مخلوط درشت‌دانه رودخانه‌ای یا مصالح دیگر (در بدنه) با روکش حفاظتی و پنحه سنگ‌ریزه‌ای» الف- بدنه و ریشه آبشکن بدنه آبشکن ممکن است از مصالح همگن یا از مصالح ترکیبی ساخته شود. ساخت آیشکن‌ها با مصالح همگن (در ریشه, بدنه پنجه و روکش آبشکن) به‌معنای پایداری بیش‌تر سازه نبوده و عموما نیز غیراقتصادی می‌باشد. این نوع ساختار بیش‌تر در رودخانه‌های بزرگ و دایمی (که امکان انحراف کامل آب فراهم نباشد) و عموما با استفاده از سنگ‌های با اندازه بزرگ» تورسنگ جعبه‌ای یا قطعات بزرگ بتنی انتخاب می‌گردد. آبشکن‌هایی که با هسته مخلوط درشت‌دانه رودخانه‌ای یا مصالح پرکننده دیگر (مانند کیسه‌های خاکی) و با روکش حفاظتی مقاوم طرح و ساخته می‌شوند. می‌تواند پایدار بوده و اقتصادی‌تر نیز باشد. ساختار بدنه آبشکن بستگی به نوع مصالح و روش ساخت متنوع بوده و به‌ترتیب زیر معرفی می‌گردد: - سنگ‌ریزی در شرایطی که سنگ با اندازه‌های مختلف, و با خصوصیات فیزیکی» مکانیکی و شیمیایی مناسب فراهم باشد. روش سنگ‌ریزی به‌عنوان اولین گزینه باید مورد توجه قرار گیرد. سنگ‌ها ممکن است بدون ملات (کاربرد قطعات منفرد به‌صورت سازه انعطاف‌پذیر و نفودپذیر) و یا با ملات (به‌صورت سازه صلب و نفودناپذیرو یا نیمه صلب و نفودپذیر) استفاده گردند. در طرح و ساخت آبشکن‌هاء روش سنگ‌ریزی با استفاده از سنگ‌های بدون ملات (به‌صورت ریزشی و تصادفی", پا به‌صورت تثبیت طبیعی در اثر جذب رسوبات و رویش گیاهان» ارزش اکولوژیکی و زیبایی» سهولت اجراء اقتصادی بودن و قابلیت ترمیم و بازسازی مجدد بعد از سیلاب‌هاء از عوامل برتری گزینه سنگ‌ریزی در طرح‌های مهندسی رودخانه است |۱۲۳۸ در روش سنگ‌ریزی» سنگ‌ها با آندازه و دانه‌بندی مناسب بر روی بستر قرار می‌گیرند. مشخصات فنی سنگ‌ریزه‌ها و سنگ‌ریزی (اندازه و دانه‌بندی سنگ‌هاء نیاز فیلتری و حفاظت پنجه) در کل بدنه آبشکن مشابه طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای است که به تفصیل در بخش‌های بعدی ارائه خواهد شد. 00 - | 44- 2 40 1130 / 000هام 11۵0- 3 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۸ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای چا دا ۰ ۰.۰ ۰ .< ۰ خ ۰ سس را ۱ ۸ خ در رودخانه‌های بزرگ با جریان دایمی» ممکن است از سنگ‌های بزرگ و سنگین» به‌صورت ریزشی در بستر استفاده گردد. در تلاطم شدید نیرز گزارش شده است. در این صورتء رابطه وزن سنگ با اندازه و دانه‌بندی سنگ‌ها از روابط تقریبی زیر قابل آرزیابی (۲۷-۶) برای سنگ کروی شکل وم / 1.24۷۷ ع0 1 (۲۸۶) برای سنگ مکعبی شکل (0/ )7 ,0 (۲۹-۶) ۵ ۷ _ 50 (0.84-0.91) ۷ 032 10 (۳۰-۶) ,0.70 ه 2ا(خلت) ,0 - و0 رن : 0 ۳۱۳۶ 25-0 -(5 (۳۱-۶) ۱ 9 (۳۲-۶) 4 - 25) - ۲ که در این روابط: اندازه معادل شکل کروی سنگ (متر)» ,10: اندازه معادل شکل مکعبی سنگ (متر ۷: جرم سنگ (کیلوگرم) وم: چگالی سنگ (کیلوگرم بر مترمکعب) ,,2]: اندازه میانه سنگ‌ها یا۵۰:/ در توده سنگ‌ریزی بر حسب روش مرسوم و کاربردی تعیین اندازه ذرات (1)» »,1 و ور و پ0: اندازه ۱۵ ۸۳۰ و ۸۸۵ در توده سنگ‌ریزی (متر) و ۲ تخلخل توده سنگ‌ریزی که بیانگر درجه تراکم دانه‌بندی و قفل‌شدگی ذرات است. برای سنگ‌ریزی توده‌ای, تخلخل حدود ۴۰ و منحنی دانه‌بندی بازتر (10,,<2:5 /»,0) مجاز است. درحالی که برای روکش سنگ‌ریزه‌ای» تخلخل کم‌تر یا تراکم بیش‌تر سنگ‌ها و دانه‌بندی یکنواخت‌تر لازم خواهد بود. حداقل اندازه سنگ‌های مصرفی ۲۰ یا ۲۵ سانتی‌متر باید باشد. وزن یا اندازه سنگ‌های شاخص (0]) با استفاده از روش‌های مختلف ارائه شده برای طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای قابل ارزیابی است. رابطه اسکارامیا و ماری" (۱۹۹۲) برای محاسبه ر»,1 . سنگ‌ها در طراحی آبشکن‌ها به‌صورت زیر است [۱۱۰]: )-1.4871+1.04(* ۱1 (۳۳-۶) (5-1)ع2 0, < )12.371-0.2( که در این رابطه: پ0: اندازه میانه معادل شکل مکعبی سنگ‌ها (متر)» 5: چگالی نسبی سنگ» [7: شدت تلاطم جریان در برخورد به آبشکن (معادل ۰/۵)» «ل]: سرعت متوسط عمقی در موقعیت آبشکن یا سرعت متوسط (متر بر ثانیه) و اج شتاب ثقل (متر بر مجذور ثانیه) ۱- 0۵۲۲۶ 1۹۷۳, 8 2- 150۵7۵1۵1۵ 20 ۱1۵۳ )1۱992( -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سشم - طراح ی آبنشکن‌ها ۱۳۹ اندازه و12 و توزیع اندازه سنگ‌ها از روابط (۲۹-۶) تا (۳۲-۶) محاسبه می‌گردد. این رابطه برای استقرار سنگ‌ها بر روی کف بستر و یا دیواره با شیب‌های (271: 1۷ ) یا کم‌تر صادق است. وزن متوسط قطعات سنگی ( ,۷۷۰ ) از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۳۴-۶) ( ,)06 و۷۷ که در این رابطه: ۸۷ جرم سنگ (کیلوگرم) و و0 چگالی سنگ (کیلوگرم بر مترمکعب) است. رابطه پیلارزیک" (۱۹۹۰) برای محاسبه ,ء,(1 سنگ‌ها در طراحی آبشکن‌ها به‌صورت زیر است [۱۱۰]: (۳۵-۶) 7 0/10 )00/1 رک کح ,1 که در این رابطه: 5 چگالی نسبی سنگ»ء ,)ا: ضریب شدت تلاطم (برای آبشکن‌ها: معادل 4۲ ۷: عمق آب در موقعیت آبشکن (متر)» 0: زاویه شیب طولی بازه رودخانهء 0: زاویه شیب بستر استقرار سنگ» م: زاویه اصطکاک داخلی سنگ‌ها (۴۰ تا ۴۵ درجه) و دیگر عوامل مشابه روابط قبلی است. حل رابطه (۳۵-۶) به‌طور صریح نبوده ولی با آُزمون و خطا ممکن است. اندازه وو(] و توزیع اندازه سنگ‌ها از روابط (۲۹-۶) تا (۳۲-۶) محاسبه می‌گردد. وزن متوسط قطعات سنگی ( ,۷/۰ ) از رابطه (۳۴-۶) به‌دست می‌آید. رابطه ماینورد" (۱۹۹۳) برای محاسبه ,12 سنگ‌ها در طراحی آبشکن به‌صورت زیر است [۱۱۰]: ولا در | [ (۳۶-۶) 9 )| ۷ ۱.25۳ 1.5 > و0 ۴-067 +149 001)00( - 045001۶ )0( + 0.04001*)00۳۷-۶( (۳۸-۶) یج 0 و10 که در این روابط: «:3 و و1: اندازه ۳۰ و 1۵۰ سنگ‌ها (متر)» 8: زاویه شیب جانبی استقرار سنگ» 5ح: ضریب پایداری سنگ (معادل ۰/۳ برای سنگ‌های گوشه‌دار و ۰/۳۷۵ برای سنگ‌های گرد گوشه)» ,>ا: ضریب شیب» و دیگر عوامل مشابه روابط قبلی است. توزیع اندازه سنگ‌ها ازروابط (۳۱-۶) تا (۳۲-۶) تعیین گردیده و وزن متوسط قطعات سنگی ( ,۷۷ ) با استفاده ازروابط (۲۸-۶) و (۲۹-۶) از معادله زیر محاسبه می‌گردد. (۳۹-۶) [,,0.91(0 -0. 84)] یم < ۷ که در این رابطه: ۷ جرم سنگ (کیلوگرم)» و وم چگالی سنگ (کیلوگرم بر مترمکعب) است. 1- ۳۱113۳7۴ )1990( 2- ۱1۵۷۵۲۵ )1993( -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای به‌هرحال با توجه به دانه‌بندی ضعیف‌تر در طرح سنگ‌ریزی توده‌ای» اندازه این سنگ‌ها باید با ضریب اطمینان بالاتری نسبت به طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای انتخاب گردد. همجنین» سنگ‌های مکعبی و تیز گوشه بهتر از سنگ‌های گرد است. در صورت استفاده از سنگ‌های گرد و قلوه‌ای» اندازه سنگ‌ها باید درشت‌تر و زاویه شیب جانبی بدنه آبشکن کم‌تر باشد ‎.]٩۱[‏ از طرف دیگرء اندازه‌های بزرگ سنگ ممکن است در بستر ماسه‌ای و ریزدانه رودخانه فرو روند. آزاین‌رو این روش برای رودخانه‌های با مواد بستری درشت‌دانه قطعات بتنی منفرد به‌صورت بلوک‌های پیش ساخته و با شکل‌های مختلف (مکعبی, هرمیء چهار پایه‌ای" و غیره) می‌تواند به‌جای سنگ استفاده گردد. اگر ابعاد و وزن بلوک‌های بتنی بسیار زیاد باشد. جهت سهولت اجرا می‌توان چند قطعه منفرد کوچک‌تر را در موقعیت استقرار در رودخانه با میله به‌یکدیگر متصل نمود. از طرف دیگرء اندازه‌های بزرگ و سنگین بتنی ممکن است در بستر ماسه‌ای و ریزدانه رودخانه فرو روند. ازاین رو این روش برای رودخانه‌های با مواد بستری درشت‌دانه مناسب‌تر است |۱۰۴|. از بلوک‌های چهار پایه‌ای برای ساخت آبشکن‌ها در رودخانه‌های آمریکا و لهستان استفاده شده است. مزایای اصلی این روش ساخت واحدهای پیش ساخته بتنی, با قابلیت هندسی قفل‌شدگی طبیعی در یکدیگر (بدون نیاز به مهار کردن) است. جزییات طرح هندسی بلوک‌های بتنی چهار پایه‌ای در مراجع شماره |۱۰۴۱ و ۱۲۸] آمده است. اندازه معادل و وزن قطعات منفرد بتنی قابل محاسبه است. رابطه اسکارامیا و ماری (۱۹۹۲) برای محاسبه اندازه معادل شکل مکعبی قطعات بتنی منفرد یا بلوک‌های بتنی قفل شونده (مانند واحدهای بتنی چهار پایه‌ای) در طراحی آبشکن‌ها به‌صورت زیر ارائه شده است |۱۱۰]: و1 *(1.4871+1. 04-) ۴۰-۶ (۳۳۶) (1- 5)ع28 0, < )9.2271-0.15( که در این رابطه: اندازه معادل شکل مکعبی واحد بتنی (متر)» 5: چگالی نسبی بتن (معمولا ۲/۴)» 1]: شدت تلاطم جریان در برخورد به ابشکن (معادل ۰/۵)» ول]: سرعت متوسط عمقی در موقعیت آبشکن یا سرعت متوسط (متر بر ثانیه)» و 8 شتاب ثقل (متر بر مجذور ثانیه) است. اندازه ,12 و توزیع اندازه سنگ‌ها از روابط (۲۹-۶) تا (۳۲-۶) محاسبه می‌گردد. این رابطه برای استقرار واحدهای بتنی بر روی کف بستر و یا دیواره با شیب‌های (/2.511: 1۷) پا کم‌تر صادق است. وزن متوسط قطعات بتنی از رابطه زیر به‌دست می‌آید. (۴۱-۶) ,)یم - ۷۷ که در این رابطه: ۸۷ جرم بلوک بتنی (کیلوگرم) و و0 چگالی بتن (عموما: ۲۴۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب) است. از نظر اقتصادی می‌توان قطعات بتن را در محل با استفاده از مصالح شن و ماسه رودخانه, و با نسبت حجمی سیمان به مخلوط شن و ماسه در حدود (۱ به ۱۰) ساخت |۱۰۴]. 1] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سشضسم - طراح یآبشکن‌ها )۱۳ - تورسنگ جعبه‌ای در طرح آبشکن‌هاء سازه تور سنگ مطابق شکل (۲۱-۶) به سه صورت مورد استفاده قرار می‌گیرد. نوع جعبه‌ای که به‌صورت یک دیواره حایل وزنی با شکل پلکانی برای ساختار کامل آبشکن به‌کار می‌رود. نوع روکش که برای حفاظت سطحی بدنه و پنجه آبشکن با ضخامت کم ساخته می‌شود. و نوع کیسه‌ای که بیش‌تر برای حفاظت پنجه و یا دیواره پایین آبشکن استفاده می‌گردد. در نوع پلکانی» سبدهای تورسیمی با ابعاد طولی ۱/۵ یا ۲ متر» عرضی ۱ یا ۲ متر و ضخامت ۰/۵ یا ۱ متر (۰/۵۱۲) متر در کنار هم قرار گرفته و بعد از پر شدن از سنگ» به سبدهای مجاور خود سیم پیچی می‌شود. برای تامین وزن مستغرق پایدار در زیر آب» طول هر واحد تورسنگ ممکن است تا ۶ متر برسد. اندازه چشمه توری‌ها از (۶۰۴۰) تا (۱۲۰۷۱۰۰) میلی‌متر و ضخامت سیم‌های چهارچوب سبدها ۱۰ تا ۱۵ میلی‌متر است. اندازه کوچک‌ترین سنگ سبد باید بزرگ‌تر از اندازه چشمه توری و متوسط اندازه سنگ‌ها حدود ۱/۵ برابر اندازه چشمه توری باشد. به‌طور کلی, اندازه سنگ‌ها حداقل ۷/۵ سانتی‌متر و در محدوده ۱۰ تا ۳۰ سانتی‌متر برای محاسبه اندازه متوسط سنگ‌ها در سبد تورسنگ جعبه‌ای (,,1) در طراحی آبشکن‌هاء رابطه پیلارزیک (۱۹۹۰) به‌صورت زیر ارائه شده است |۱۱۰]: (۴۲-۶) ۳ ۱ [ 0/120 13)- ومع)((۹- فللش ۰ معمل ۳ ۹ 28 5 4 ان (] 0 (5-1)(- )۵4 ۱3۹ 1 (۳۳-۶) و12 سر (0.84-0. 91) که در این رابطه: تخلخل سنگ‌های سبد (۰/۲۵ تا 4۰/۴ 5: چگالی نسبی سنگه» ,: ضریب شدت تلاطم (برای آبشکن‌ها: معادل ۲)» ۷: عمق آب در موقعیت آبشکن (متر)» 0: زاویه شیب طولی بازه رودخانه. »: زاویه شیب جانبی استقرار تورسنگ» م: زاویه اصطکاک داخلی سنگ‌های سبد (۴۰ تا ۴۵ درجه) «ل]: سرعت متوسط عمقی در موقعیت آبشکن یا سرعت متوسط (متر بر ثانیه) و ع شتاب ثقل (متر بر مجذور ثانیه) است. حل رابطه (۴۲-۶) به‌طور صریح نبوده» ولی با آزمون و خطا ممکن است. برای حفاظت پنجه در برابر آبشستگی و انعطاف‌پذیری سازه پیشنهاد می‌شود که پیش بندی با طول حداقل ۲ متر و ضخامتی حداقل ۵۰ سانتی‌متر و با طول حداقل ۲ برابر عمق آبشستگی (و بیش از ۷ برابر ضخامت آن) است |۳۷ نمونه آبشکن تورستگی از نوع پلکانی در شکل (۱-۶) نشان داده شده است. سازه تورسنگی برای سرعت‌های حداکثر ۲/۴ تا ۴/۵ متر بر ثانیه مناسب و برای پیچ‌های با شعاع انحنای بیش از ۲۵۰ متر موثر خواهد بود |۷۸ و ۱۰۲|. در رودخانه‌های با مواد بستری و بار کف درشت‌دانه» خطر سایش و پارگی تورسیمی وجود دارد. همچنین خطر پیچش گیاهان و ترکه و شاخه درختان شناور در تورسیمی» و نیز پوسیدگی شیمیایی سیم‌های توری در آب‌های با کیفیت پایین (در بازه‌های پایین‌دست و رودخانه‌های سیلابدشتی) جدی است. برای این شرایط پوشش 1۷6 ماستیک و یا پلی وینیل کلراید برای سیم‌های توری» و تزریق مواد پرکننده انعطاف‌پذیر نظیر أسفالت را در سطوح تورسنگ‌ها پیشنهاد می‌شود. در صورت لزوم جهت پیوستگی دانه‌بندی مواد بستر و دیواره با سنگ‌های -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهداری آبنشکن‌های رودخانه‌ای - کیسه‌ای در شرایطی که سنگ موجود نبوده ولی مصالح ریزدانه‌تر (شن و ماسه رودخانه) به‌وفور فراهم باشد.ء روش کیسه‌ای قابل توجه خواهد بود. هزینه ساخت آبشکن‌ها با گزینه کیسه‌ای زیاد استء ولی سهولت اجراء انعطاف‌پذیری سازه و سادگی ترمیم و بازسازی از امتیازات آن به‌شمار می‌آید. در این روش کیسه‌هایی از بافت طبیعی (کرباس یا کنف) یا بافت مصنوعی (مواد پلاستیکی) از موادی نظیر خاک. ماسه» مخلوط خاک- سیمان, مخلوط ماسه- سیمان پر شده و به ترتیب خاصی روی بستر و شیب دیواره چیده می‌شوند. کیسه‌های کنفی یا پلاستیکی به‌سرعت در معرض آب و یا هوا پوسیده شده یا در اثر برخورد مواد جامد شناور یا یخ پاره می‌شوند بنابراین کیسه‌های حاوی خاک عمر کوتاهی داشته و به‌زودی متلاشی شده و تنها برای اهداف اضطراری نظیر کنترل سیلاب و حفاظت تاسیسات آبی از خطر سیل و نیز در هسته سازه استفاده می‌گردد. تنها کیسه‌هایی که از مخلوط خاک- سیمان یا شن و ماسه- سیمان پر شوند.ء برای حفاظت دراز مدت در برابر جریان آب و عوامل محیطی توصیه شده و جنس و دوام کیسه اهمیت نخواهد داشت |[۱۰۲ و ۱۲۸]. به‌هرحال, کیسه‌های حاوی مواد سیمانی انعطاف‌پذیری محدودی (به‌صورت حرکت نسبی کیسه‌ها) داشته, مانع از توسعه پوشش گیاهی بر روی سازه بوده و از نظر اکولوزیکی از مطلوبیت کم‌تری برخوردار است. در طراحی آبشکن‌هاء می‌توان هسته و بدنه اصلی را با کیسه‌های حاوی خاک یا مخلوط رودخانه‌ای ساختء ولی روکش سطحی و پنجه آبشکن باید با کیسه‌های مقاوم و سیمانی (یا روکش مناسب دیگری) حفاظت گردد. طراحی کیسه‌ها مستقل از سرعت و شرایط جریان است. ابعاد کیسه‌ها معمولا" (۳۵۷۹۰) سانتی‌متر بوده و حجمی معادل ۰/۰۲۷ مترمکعب (وزن حدود ۵۰ کیلوگرم) دارند. در چیدن کیسه‌ها بر روی بستر تخت رودخانه یا شیب‌های کم‌تر از (2.511: 1۷) نیاز به همپوشانی کیسه‌ها نیست. ولی با الگوی آجری باید چیده شوند. در کارگذاری کیسه‌ها بر روی سطوح با شیب بیش‌ترء برای پایداری نسبی در برابر نشست و آبشستگی جزیی» حداقل ۵ سانتی‌متر همپوشانی کیسه‌ها ضروری خواهد بود |۳۷]. روی شیب‌های (2.511: 1۷) یا (211: 1۷)» بعد طولی کیسه‌ها در تماس با دیواره شیب‌دار قرار گرفته, و همپوشانی لازم را باید داشته باشد. در شیب بیش‌تر از (211: 1۷)» بعد عرضی کیسه‌ها در تماس با دیواره شیب‌دار و با همپوشانی لازم قرار می‌گیرد |۱۰۶]. شیب دیواره و کارگذاری کیسه‌ها حداکثر ‏ (1.511: 1۷) و در حالت مناسب (211: 1۷) می‌باشد. مطابق شکل (۲۲-۶)» کیسه‌ها باید هم حجم بوده مانند آجر چینی در هم قفل شده و منظم چیده شوند تا سطح صافی را ایجاد نماید. برای حفاظت پنجه, کیسه‌ها تا عمق آبشستگی و حداقل ۱/۵ متر زیر کف بستر چیده می‌شوند. کیسه‌های روکش سطحی, ممکن است با میل‌های مهاری به دیواره یا بدنه اصلی دوخته شوند [۳۷]. همچنین» نیاز به لایه فیلتری در بستر کارگذاری کسه‌ها در مخلوط خاک- سیمان, ۸ تا ۱۵ درصد ححمی سیمان پرتلند کافی است |۱۲۸|. برای مخلوط شن وماسه- سیمان» درصد توسط یک نفر میسر باشد. همچنین می‌توان خاک یا شن و ماسه را با سیمان به‌طور خشک در کیسه ریخته تا پس از جاگذاری در محل, با آبپاشی و یا جذب طبیعی رطوبت (به‌ویژه در شرایط زیر سطح آب) عمل گیرش در آن صورت گیرد [۳۷]. شکل (۲۳-۶) تصویری از آبشکن با مصالح کیسه ماسه- سیمان نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسشم - طراح ی آبنشسکن‌ها ۳۳ - شمع و سپر کوبی آبشکن‌ها ممکن است به‌صورت شمع‌های چوبی یا بثنی دو ردیفه همراه با استقرار سنگریزه‌هاً در حد فاصل بین دو ردیف. 0 ی به‌صورت دیواره سپری با دیواره چوب بست دو ردیفه با یا بدون استقرار سنگریزه‌ها در حد فاصل بین دو صفحه ساخته شود. نوع آبشکن برای شرایط غیرمستغرق» و بیش‌تر برای شرایط مستغرق طراحی می‌شود. درصورتی که دیواره شمع‌کوبی به‌صورت دو ردیفه ساخته شده و حد فاصل آن با سنگ پر شود. برای عمق بیش از سه متر نیز موئثر بوده و در مقایسه با آبشکن‌های سنگ‌ریزه‌ای ححم سنگ کم‌تری لازم داشته و اقتصادی‌تر خواهد بود. عمر مفید چوب مصرفی (حداقل ۳ سال) در حد کفایت برای توسعه رسوب‌گذاری در حد فاصل آبشکن‌ها می‌باشد. بنابراین» پوسیدگی شمع‌ها و سپرهای چوبی در طول ۵ تا ۱۰ سال تاثیری روی کارکرد دایمی سامانه آبشکن‌ها نخواهد داشت |۱۰۲]. شمع‌های منفرد.ء با قطری برابر با ۳۰ سانتی‌متر مقاومت لازم را در برابر ضربه و کوبیدن در بستر دارند. از شمع‌های قیرپاشی شده فاصله بین دسته شمع‌ها و تعداد ردیف شمع‌ها به شرایط جریان بستگی دارد. دیواره‌های شمع کوب معمولا دو با سه ردیف از شمع‌های منفرد یا دسته‌ای هستند. شمع‌های منفرد به فاصله ۱تا ۲ مترء و دسته ها به فاصله ۴/۵ تا ۶ متر از همدیگر قرار می‌گیرند. انتهای دیواره‌های شمع‌کوب (در دماغه) مقاوم‌تر ساخته شده و از دو شمع ویا دو یا چند دسته تشکیل می‌شود. در حد فاصل دسته شممع‌ها در طول آبشکن, صفحات الوار چوبی کوبیده شده یا از سنگ‌ریزی استفاده می‌شود. گاهی ممکن استء آبشکن به‌صورت ترکیبی از بدنه نفودذناپذیر (به‌صورت شمع‌های چوبی دو ردیفه همراه با استقرار سنگریزه‌ها در حد فاصل بین دو ردیف در سمت ساحلی) و بدنه نفوذپذیر (شمع‌های جوبی دو ردیفهء در میانه رودخانه) ساخته شود. ارتفاع تاج آبشکن معادل ارتفاع دیواره در مقطع اصلی رودخانه (در شرایط غیرمستغرق) و یا عموما یک سوم تا دو سوم عمق مقطع اصلی رودخانه (در شرایط مستغرق) در نظر گرفته می‌شود. عمق شمع‌کوبی در کف بستر حداقل یک دوم تا دو سوم از کل ابشکن نیز حداقل ۲ متر باید باشد. برای حفاظت شمع‌ها در برابر آبشستگی و یا کاهش عمق شمع‌کوبی از روش سنگ‌ریزی در پای شمع‌ها استفاده می‌شود |۱۰۴۱ اجرای آبشکن‌های با ساختار شمع و سپر کوبی در رودخانه‌های با بستر شنی و درشت‌دانه, از نظر فنی امکان‌پذیر نبوده و توصیه نمی‌گردد. همجنین» ساخت این نوع آبشکن در رودخانه‌های با عمق زیاد از نظر فنی و اقتصادی مناسب نبوده و در برابر مواد جامد شکل (۸-۲) نشان داده شده» و جزییات آن در مراجع شماره ۰ ۲و ۱۱:۴ ارائه شده است. - ماشین‌های اسقاطی در این روش ماشین‌های اسقاطی به‌طور تصادفی در موقعیت جانمایی آبشکن قرار گرفتهء با کابل‌های سیمی و مقاوم به هم وصل شده» در بستر و دیواره رودخانه مهار و لنگر یافته و با ماشین‌آلات مکانیکی به‌یکدیگر فشرده و محکم می‌گردند. این روش مساله 1- 1:1۵ (۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۴ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهداری آبنشکن‌های رودخانه‌ای وجود بی‌رویه ماشین‌های اسقاطی را به‌نحو مطلوبی حل کرده و از روش‌های کم هزینه با سهولت اجرایی به‌شمار می‌آید. به‌هر حال, برای چند سال اول شرایط بد منظره‌ای را در کناره‌های رودخانه پدید خواهد آورد؛ و از نظر اثرهای زیست محیطی آن نیز چالش برانگیز است. با گذشت زمان و توسعه رسوبات و رشد گیاهان» به‌تدریج بدنه آبشکن تثبیت یافته و پس از چند سال به‌جز ناحیه دماغه آن تقریبا از نظر پنهان خواهد شد |1۱۲۸ استفاده از ماشین‌های اسقاطی برای رودخانه‌های کوچک و نیز رودخانه‌هایی که از نظر کیفیت آب» خطر فرسودگی شیمیایی سریع روی آهن‌آلات دارند. مناسب نمی‌باشد. مصالح فراوان و عدم نیاز به بسترسازی و حفاظت‌های خاص پنجه در برابر آبشستگی و امکان اجرا در آب‌های کم عمق؛ از امتیازات این روش به‌شمار می‌آید. - مصالح طبیعی از دیدگاه فنی» اقتصادی و زیست محیطی, استفاده از مصالح طبیعی در ساخت و کارکرد آبشکن‌ها مورد توجه می‌باشد. استفاده از تنه درختان و شاخ و برگ‌های به‌هم بافته برای رودخانه‌های کوچک اقتصادی‌تر بوده و از نظر احیای محیط زیستابی رودخانه نیز مناسب است. برای استفاده از تنه درختان برای احداث آبشکن در رودخانه‌های با عرض» عمق و سرعت کم محموعه تنه چند درخت با طول حدود ۱۰ تا ۱۳ متر به‌صورت افقی و عمود بر راستای جریان بر بستر قرار گرفته و به زمین (دیواره و بستر) مهار می‌گردند. شکل‌های (۲۴-۶) و (۲۵-۶) استفاده از چوب و درختان را برای احداث آبشکن‌های کوتاه نشان می‌دهد. جزییات بیش‌تر در استفاده از مصالح طبیعی و طرح فنی آنها در کارهای رودخانه‌ای در مراجع شماره [۷ ۳۷ و ۶۲] ارائه شده است. - مصالح خاکی از مصالح خاکی برای ساخت بدنه اصلی آبشکن‌ها می‌توان استفاده نمود. ولی برای مقاومت در برابر جریان و آبشستگی, نیاز به حفاظت خاص در پنجه و روکش مقاوم در سطح آبشکن خواهد بود. برای هسته آبشکن تا حد ممکن بهتر است از مصالح بستر رودخانه استفاده شود. در رودخانه‌های با مواد بستری درشت‌دانه و شریانی» برداشت بارها و جزایر رسوبی علاوه بر بهسازی بسترء برای تامین مصالح بدنه اصلی آبشکن‌ها نیز مناسب و اقتصادی خواهد بود. مصالح شنی و درشت‌تر به‌دلیل تراکم طبیعی زیاد و خاصیت الاستیک, عدم نیاز به عملیات غلطکی, سهولت جابجایی و استقرارء نفوذپذیری و نیاز فیلتری کم‌تر برای ساخت بدنه اصلی آبشکن‌ها ایده‌آل هستند. مشخصات عمومی مصالح خاکی در بخش قبلی به‌طور خلاصه تشریح گردیده و جزییات آن در مراجع شماره |۲۱ ۳۰ و ۱۲۶ | آمده است. مصالح بدنه بعد از مراحل بسترسازی و حفاظت پنجه., به‌صورت لایه‌ای با تراکم لازم اجرا می‌گردد. مراحل اجرا و ساخت در فصل (۷) ارائه شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۲۱-۶- انواع تورسنگ‌ها در کارهای رودخانه‌ای [۱۰۴ و ۱۳۸] ۱۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۶ ۰- هه ۰ ۰ م ِ رس 5 به. ل ۰ روسهه یش پا راهنمای طراحی» ساخت و نکگهداری شیب دیواره اصلاح شده مقطع عرضی قفل شدگی در دیوار پلان مقطع روبرو شکل ۲۲-۶- آرایش استقرار کیسه‌ها در ساخت آبشکن کیسه‌ای [۱۲۸] : ال روسد ماس‌ه دک ۹ ی ح و۶ سس ۰ 7 کنر مسا اسحوی دمم سس َ ی 0 [ چ ی رو ً ْ را مش رک ی ری را 0 زک ه ۵ از اک با بدا اس سا ْ بخ خی ۰ ۰۷ ابشکن‌های رودخانه‌ای یی یم شسیاسممسحخی خد ۴۲ ی ت۸۸ هدر پر س :۳ و وس 3 ور سح ۷ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - طراح یآبتشکن‌ها ۱۳۷ میگ کتک سک که که ما هش 7 مقطع | شکل ۲۵-۶- آبشکن‌های کوتاه با مصالح طبیعی چوب و درختان [۲۲] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای نوع مصالح و روش حفاظت لایه سطحی آبشکن (در تاج و شیب‌های جانبی) و پنجه آبشکن (در دماغه و امتداد وجوه بالا و پایین‌دست)» می‌تواند متفاوت از بدنه اصلی و هسته آبشکن باشد. هسته اصلی آبشکن ممکن است از مصالح خاکی, مخلوط درشت‌دانه رودخانه‌ای, یا مصالح پرکننده دیگر (مانند کیسه‌های خاکی) ساخته شود. مقاومت آبشکن در برابر عوامل تخریب فیزیکی؛ نیروهای تلاطمی جریان» و آبشستگی, می‌تواند با احداث روکش حفاظتی مقاوم تامین گردد. روکش حفاظتی ممکن است از نوع سنگ‌ریزه‌ای» تورسنگی» کیسه‌ای, بلوک‌های بتنیء بالشتک بتنی انعطاف‌پذیرء بتن آسفالتی, ژئوتکستایل» تایر ماشینء ترکه‌های به‌هم بافته و غیره باشد. روکش حفاظتی آبشکن در سطوح مختلف ممکن است متفاوت باشد. به‌طور مثال در وجه پایین‌دست آب شکن و در زیر تراز متوسط سطح آبء بافه‌هایی از نی یا شاخ و برگ یا بوته و درختچه‌های سبز جهت حفاظت در برابر آبشستگی و از مصالح و روش‌های زیستی در حفاظت سطوح بالای بدنه آبشکن (بالاتر از تراز سطح آب متوسط) استفاده گردیده است [۶۲]. این‌گونه ساختار ترکیبی آبشکن می‌تواند از نظر سازه‌ای پایدار» از نظر فنی و اجرایی ساده‌تر» از نظر اکولوژیکی و زیبایی مقبول‌تر و در عین حال اقتصادی‌تر ساختار روکش حفاظتی آپشکن‌ها بستگی به نوع مصالح و روش ساخت, متنوع است. روش‌های عمومی به تفصیل در بند (۶-۲) معرفی گردیده و جزییات فنی انواع روش‌های مختلف در مراجع شماره [ ۷ ۵۱۴ ۶۲ ۱۰۲ ۱۰۴ ۱۱۰ و ۱۲۸] ارائه شده است. برخی از ساختارهای عمومی و کاربردی روکش‌ها به‌ترتیب در زیر معرفی می‌گردند. - روکش سنگ‌ریزه‌ای آبشکن‌هایی که با هسته مخلوط درشت‌دانه رودخانه‌ای و با روکش سنگ‌ریزه‌ای طرح می‌شوند. کارکرد موفق و موثری در شرایط مختلف رودخانه‌ها داشته و محدودیت خاصی نیز ندارند. حداکثر انعطاف‌پذیری و قابلیت ترمیم و بازسازی را داشته» قابلیت تثبیت طبیعی و گیاهی را دارد و از نظر زیست محیطی مقبول می‌باشد. در شرایطی که سنگ با اندازه‌های مختلف و با خصوصیات فیزیکی, مکانیکی و شیمیایی مناسب فراهم باشد. گزینه اقتصادی‌تری (در مقایسه با آبشکن‌های با مصالح همگن سنگی و یا روش‌های حفاظت مستقیم و پیوسته دیواره‌ها) خواهد بود |۱۲۸۱]|. در این روش سنگ‌ها با شکل, اندازه و دانه‌بندی مناسب روی تاج و شیب دیواره آبشکن قرار گرفته و پنجه آبشکن (در دماغه و وجوه بالا و پایین‌دست) تا عمق مناسبء در برابر آبشستگی حفاظت مضاعف می‌گردد. برای پیوستگی دانه‌بندی مواد بدنه با روکش سنگ‌ریزه‌ای» استفاده از فیلتر عموما اجتناب‌ناپذیر است. جزییات طراحی سازه روکش سنگ‌ریزه‌ای شامل کیفیت مصالح سنگی» شیب بستر سنگ‌ریزی, اندازه شاخص سنگ‌هاء شکل سنگ‌هاء دانه‌بندی سنگ‌هاء ضخامت سنگ‌ریزی,» ارتفاع سنگ‌ریزی, حفاظت پنجه و طرح فیلتر روکش و پنجه» می‌باشد. این موارد به‌ترتیب در زیر تشریح می‌گردد: کیفیت مصالح سنگی مورد نیاز در ساخت آپشکن‌ها به‌تفصیل در بند (۱-۹-۲-۶) ارائه شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سشم - طراح ی آبنشکن‌ها ۳۹ شیب بستر سنگ‌ریزی برای روکش حداقل (1.511: 1۷) برای کار دستی» و ترجیحا (211: 1۷) برای کار ماشینی است. شیب با اندازه و پایداری سنگ‌ها رابطه مستقیم دارد. عموما شیب‌های روکش حداقل (211: 1۷) و حداکثر (311:11 تا 411: 1۷) پیشنهاد شده است [۵۴» ۱۰۶ و ۱۰۷]. در محدوده دماغه آبشکن و نیز در امتداد پنجه آبشکن تا تراز دیواره پایین (سطح آب متوسط کم آبی» شیب ملایم‌تر بوده و حداقل (211:1۷ تا 411: 1۷) و ترجیحا (411:1۷ تا 1011: 1۷) توصیه شده است [۳۷ و ۶۲| جزییات بیش‌تر درانتخاب شیب جانبی آبشکن و در نتیجه شیب سنگ‌ریزی (همچنین احتمال نیاز به سکوبندی شیب) در بند (۱-۷-۲-۶) ارائه شده است. ۰ اندازه شاخص سنگ‌ها به‌طور کلی نیروهای موثر روی سنگ‌ها عبارتند از نیروهای وارده شامل نیروی برشی جریان و نیروی زیر فشار و نیز نیروهای مقاوم شامل وزن سنگ و مولفه نیروی قائم حاصل از اتکای سنگ به سنگ‌های مجاور. ازاین‌رو پایداری سنگ‌ریزه‌ها بستگی به خصوصیات موضعی جریان و نیز اندازه و دانه‌بندی و ضخامت سنگ‌ها دارد |۳۷ عامل اصلی در طرح پایدار روکش سنگ‌ریزه‌ای» انتخاب اندازه شاخص سنگ‌ها است. ضخامت و دانه‌بندی سنگ‌ها به‌صورت تابعی از اندازه شاخص سنگ تعیین می‌گردد. روش‌های مختلف تجربی و نیمه‌تجربی جهت برآورد اندازه شاخص سنگ‌ها پیشنهاد شده است. این روش‌ها عموما براساس تئوری سرعت آستانه حرکت یا تنش برشی بحرانی, تاثیر شیب دیواره و تاثیر شدت تلاطم جریان به‌دست آمده و با نتایج تجربی تکمیل گردیده است. براساس نتایج مستقل مولفین» از میان روش‌های مختلف» یازده روش که کاربرد بیش‌تری در مهندسی رودخانه دارند برای محاسبه اندازه سنگ‌ها انتخاب گردیده است [۳۹]. جدول (۷-۶) روش‌های مختلف ارزیابی اندازه شاخص سنگ‌ریزه‌ها را با معرفی منابع مورد استفاده و روابط و عوامل مورد نیاز در هر یک از یازده روش را ارائه می‌نماید. الگوریتم ارائه شده در نمودار شکل (4)۲۶-۶ برای برآورد اندازه شاخص سنگ‌ها ,1 از یازده روش مذکور درجدول (۷-۶) معرفی گردیده است. بعضی از روش‌ها اندازه‌ای غیر از اندازه متوسط یا میانه سنگ‌ها .7 را محاسبه می‌کنند که روابط مناسب برای تبدیل آنها به 12 در نمودار شکل (۲۶-۶) ارائه شده از آن‌جا که مبانی تئوریک و تجربی روش‌های فوق یکسان نیستند. هنوز یک روش عمومی در برآورد اندازه شاخص سنگ‌ها برای تمام رودخانه‌ها و یا بازه‌های مختلف یک رودخانه آرائه نگردیده است. ازاین‌رو نباید انتظار داشت که کاربرد روابط مختلف برای تمام شرایط رودخانه‌ها منجر به نتیجه یکسان و یا حتی نزدیک به یکدیگر گردد. نتایج ارزیابی اندازه شاخص سنگ‌ها ,,12 از روش‌های مختلف جدول (۷-۶)» در شرایط مختلف بازه‌های رودخانه‌ای (با راستای مستقیم یا در محدوده پیچ, بامواد بستری متفاوت ریزدانه یا درشت‌دانهء با توان جریان کم تا زیاد)» به‌صورت زیر خلاصه و پیشنهاد می‌گردد | ۲۹]. - برای رودخانه‌های بستر ماسه‌ای (در بازه مستقیم و در پیچ) و برای رودخانه‌های بستر شنی (در بازه مستقیم و با توان مخصوص جریان کم)» روش شماره (۲) برآورد مناسب‌تری دارد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۰ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار ی آبنشکن‌های رودخانه‌ای - برای رودخانه‌های بستر شنی (در بازه مستقیم و در پیچ)» روش‌های شماره (۷) و ‎)٩(‏ و (۱۱) برآورد نزدیک به‌هم و مناسبی ارائه می‌کنند. برآورد روش شماره (۴) نیز مناسب ارزیابی می‌شود. - برای رودخانه‌های با بستر شن درشت و قلوه‌سنگی» روش‌های شماره (۶)» (۷) و (۸) مناسب‌تر می‌باشند. - برای رودخانه‌های با بستر قلوه‌سنگی و شیب زیادء برآورد روش‌های شماره (۱) ۰ (۵) و (۱۰) در مقایسه با روش‌های دیگرء کم و نامناسب است. - روش شماره (۲) برای رودخانه‌های با توان جریان زیاد و یا با بستر قلوه‌سنگی و با بستر شنی در پیچ» توصیه نمی‌گردد. - در روش شماره (۳)/ حداقل اندازه سنگ (معادل م: 10) با ضریب اطمینان بالاتری نسبت به روش‌های دیگر محاسبه می‌گردد. به‌هرحال, کاربرد یک روش به‌تنهایی و بدون اطمینان از تطبیق شرایط کاربرد آن با بازه رودخانه مورد نظر صحیح نمی‌باشد. راه درست» انتخاب روش‌های مختلف براساس انطباق کاربرد آنها با شرایط مورد نظر» سپس محاسبه اندازه شاخص سنگ‌ها زاین روش‌ها و سرانجام قضاوت مهندسی در برآورد نهایی است. برای حفاظت در مقابل آبشستگی» اندازه شاخص سنگ‌ها در محل پنجه آپشکن ۱/۵ تا ۲ برابر اندازه شاخص محاسبه شده سنگ‌ها از روش‌های فوق خواهد بود [۳۷ و ۱۲۸]. - شکل سنگ‌ها سنگ‌های غیرکروی و گوشه‌دار مناسب‌تر هستند زیرا زاویه قرار آنها بیش‌تر از سنگ‌های قلوه‌ای بوده و بهتر در یکدیگر قفل می‌شوند نسبت بعد طولی سنگ (.]) به بعد حداقل یا ضخامت آن ) نباید بیش از ۳ باشد (1>3/]) یا توصیه شده که این نسبت برای ۹۵/ سنگ‌ها از ۳ کم‌تر باشد. ۲۵ درصد سنگ‌ها با نسبت (1<2.5/]) قابل قبول است [۱۱۰ و ۱۲۸]. در صورت استفاده از سنگ‌های قلوه‌ای و گرد گوشه بر روی شیب اندازه سنگ‌ها باید درشت‌تر و زاویه قرار آنها بر روی شیب کم‌تر باشد. از سنگ‌های - دانه‌بندی سنگ‌ها اندازه سنگ‌ها در روکش سنگ‌ریزه‌ای باید از توزیع نرمال برخوردار باشندء و در عین حال از کاربرد سنگ‌های بسیار درشت یا بسیار ریز باید اجتناب نمود. توزیع نامناسب اندازه سنگ‌ها مانع از قفل‌شدگی سنگ‌ها و عامل افزایش شدت تلاطم جریان شده» که منجر به فرار سنگ‌های کوچک‌تر و ناپایداری سنگ‌ریزی خواهد گردید. با برآورد اندازه متوسط سنگ‌ها ,,10» ضوابط زیر برای انتخاب توزیع دانه‌بندی مناسب سنگ‌ریزه‌ها ارائه گردیده است [۱۰۶ ۱۱۰ و ۱۲۸|. نمونه منحنی دانه‌بندی سنگ‌ها در طرح سنگ‌ریزه‌ای (در روکش بدنه یا در پنجه) در شکل (۲۷-۶) و یا جدول (۸-۶) نشان داده شده است [۱۰۶]. در این‌صورت. اندازه بزرگ‌ترین سنگ ۲ برابر اندازه متوسط و ۸ برابر کوچک‌ترین اندازه سنگ‌ها باید باشد. ولی وزن سنگ‌ها با این نسبت‌ها نبوده» بلکه وزن بزرگ‌ترین سنگ حدود ۶/۵ برابر وزن سنگ متوسط خواهد بود. علاوه بر آن» ضوابط زیر نیز پیشنهاد شده است |1۱۱۰ ولی نتایج شکل (۲۷-۶) و یا جدول (۸-۶) از نظر کاربردی بهتر هستند. (۴۴۶ 16 5 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسنسم - طراح ی آبشکن‌ها )۱۴۳ ددی 0 ب:1 (۴۵-۶) 7 یه ۷۹۶( قل) - لش 1: 1 ۵ ۱5-25 )۴۶-۶( 15 تخلخل توده سنگ‌ریزی در محدوده ۱۵ تا ۴۰ درصد باید باشد که تخلخل ۸۱۵ به‌معنای دانه‌بندی خوب و قفل‌شدگی اندازه‌های کوچک‌تر در فضای خالی سنگ‌های بزرگ‌تر است | ۱۱۰]. 8 )۱5- 25 - 46 )۴۷-۶( ضخامت روکش سنگ‌ریزه‌ای بر روی تاج و شیب جانبی آبشکن حداقل ۳۰ سانتی‌متر بوده ولی باید دو لایه سنگ با اندازه متوسط را در برگیرد. در طراحی» ضخامت روکش سنگ‌ریز ۱ تا ۱/۵ برابر اندازه بزرگترین سنگ و یا حداقل دو برابر اندازه متوسط وقتی سنگ‌ریزی زیر سطح آب انجام شودء ضخامت فوق به اندازه ۵۰ درصد افزایش می‌یابد. در صورت استفاده اجباری از سنگ‌های گرد و قلوه‌ای» ضخامت سنگ‌ریزی به میزان ۲۵ درصد بیش‌تر باید باشد. در رودخانه‌هایی که اثرهای موج و یا مواد جامد شناور مهم باشدء به میزان ۱۵ تا ۳۰ سانتی‌متر به ضخامت مبنا افزوده می‌گردد با ضخامت سنگ‌ریزی حداقل ۱/۵ برابر اندازه حداکثر سنگ باید باشد. به‌طور کلی, ضوابط زیر برای انتخاب ضخامت روکش سنگ‌ریزه‌ای (آ) ارائه شده است | ۳۷|. (۴۸-۶) 7۳220 و ,2-3(0)ع ی 1-15(0)-1 * ارتفاع سنگ‌ریزی روکش سنگ‌ریزه‌ای در سطح بالا تا ارتفاع تاج» و نیز بر روی تاج آبشکن ادامه خواهد داشت. جزییات برآورد ارتفاع تاج آبشکن در بند (۶-۲-۶) آرائه شده است. حفاظت سنگ‌ریزه‌ای همچنین در پیرامون بدنه و دماغه آبشکن و در محل پنجه آبشکن تا عمق و گستره آبشستگی توسعه پنجه آبشکن در معرض تاثیر نیروهای فرسایشی قوی‌تر» با تدوام زمانی بیش‌تری نسبت به دیواره‌ها قرار دارد. ازاین‌روه ضخامت لایه سنگ‌ریز در محل پنجه باید افزایش ییافته و یا تا بیش از عمق آبشستگی در زیر تراز بستر موجود گسترش یابد [۱۲۸] راهکارهای حفاظت پنجه آبشکن, به‌تفصیل در بند (۲-۹-۲-۶-ب) تشریح گردیده است. ممکن است که حفاظت پنجه تا ۸۵۰ بیش از عمق حداکثر آبشستگی در زیر تراز بستر یا در صورت امکان تا رسیدن به سنگ کف انجام گردد [۱۱۰]. کیفیت مصالح سنگی و ضوابط لازم برای شکل و دانه‌بندی سنگ‌ها مشابه شرایط روکش سنگ‌ریزه‌ای می‌باشد. ولی اندازه سنگ‌ها برای حفاظت پنجه حداقل ۵۰ درصد بزرگ‌تر از سنگ‌های روی دیواره آبشکن است. اگر سنگ‌ریزی پنجه در ترانشه حفر شده در پیرامون آبشکن انجام یابد. استفاده از سنگ‌ها گرد گوشه و قلوه‌ای محدودیتی ندارد [۱۰۶ و ۱۲۸]. گرچه استقرار فیلتر در -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۲ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای پایداری بستر سنگ‌ریزی موثر است. ولی نیاز به فیلتر در پنجه محدودتر بود» و ممکن است گاهی حذف گردد. در هرحال, ضوابط - روکش تورسنگ انواع و مشخصات عمومی تورسنگ‌ها قبلا در بند (۲-۹-۲-۶-الف) ارائه شده و در شکل (۲۲-۶) نشان داده شده است. روکش تورسنگ با ضخامت کم» انعطاف‌پذیری و نفوذپذیری زیاد و با استفاده از سنگ‌های کوچک‌تر و حتی قلوه‌ای, برای حفاظت پیوسته دیواره و پنحه آبشکن‌ها استفاده می‌گردد. نوار در روکش‌های تورسنگ» هر واحد تورسیمی دارای ضخامت ۱۵ تا ۵۰ (و عموما ۳۰) سانتی‌متر» عرض ۱ متر و طول ۲ تا ۳ متر است | ۱۰۲ و ‎.|۸٩‏ شیب دیواره استقرار تورسنگ (1.5۳1:1۱۷) یا ملایم‌تر باید باشد. در این روش ابتدا یک نوار تور سیمی روی شیب قرار گرفته, و برای اطمینان از این که تورسنگ شکم ندهد. در فواصل ۸۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر سیم‌های اتصال با طول حدود ۲۰ تا ۳۰ سانتی‌متر بیرون نگهداشته می‌شود. سپس سنگ‌ها با تراکم مناسب درون واحدهای تور سیمی ریخته شده» توری رویین پهن گردیده و سیم‌های تصال را به‌طور متقاطع و محکم می‌پیچند. همچنین برای مهار کردن روکش و جلوگیری از لغزش آن, میل‌های فولادی به فواصل لازم و تا عمق حداقل ۸۰ سانتی‌متر در سطح بالای دیواره کوبیده می‌گردد [۳۷]. اندازه چشمه توری‌ها از (۵۰۷۶۰) تا (۷۰۷۸۰) میلی‌متر و ضخامت سیم‌های توری نظیر آن (۳-۲) تا (۵-۳) میلی‌متر است. برای جلوگیری از خطر سایش و پارگی تورهای سیمی, پوشش سیم‌های توری و تزریق مواد آسفالتی در روکش تورسنگ پیشنهاد شده است [۸۹] اندازه کوچک‌ترین سنگ سبد باید بزرگ‌تر از اندازه چشمه توری و متوسط اندازه سنگ‌ها باید حدود ۱/۵ برابر اندازه چشمه توری و یا ۰/۳ تا ۰/۵ برابر ضخامت روکش باشد. اندازه متوسط سنگ‌ریزه‌هاء محدوده اندازه جدول ۷-۶- روش‌های برآورد اندازه سنگ‌ها برای طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای آبشکن‌ها [۲۹] دفتر عمران اراضی آمریکا 0.5 14 اصل رابطه به‌صورت نمودار است. 0۹۵۸ 5 + 0.12۷۷ + 0.03572 ۶ 0 ۷۳/5 اصل رابطه به‌صورت نمودار است. 0041 1 58 لآ > 5/ 0.45 ٩5-<- 4 انجمن مهندسان ارتش آمریکا (۱۹۶۱) 5 ۳۱۷ 9 ۷ ٩۱۳ )0 - 0(‏ "(1-؟) سامانه واحدی: انگلیسی. اداره بزرگراه‌های ایالت 1 0 705 و > ونم ۰ ود(1.251 > وو(] ٩۳ 6‏ براساس تئوری تنش برشی, از دیاگرام اصلاح 8 5 + مها 1 شده شیلدز, توسط گسلر برای بستر کاملا زیر ٩1۳)۸ + (‏ +1 217 اه لس رس مود ور سس در 5 .1۳.گضریب اطمینان: 2 1(10 7 5 / با آزمون وخطا حل می‌شود. 0۸ ۰ کار برد ای آشکد ها دارد. ۸ + (0 0/1112 251) ۸: زاویه شیب سطح آب 13110 کاربرد عمومی برای آبشکن‌ها دارد. 11 - 5 -------- صفحهٔ بعد -------- ۹ روش‌های برآورد اندازه سنگ‌ها برای طرح روکشس سنگ رابطه ۲ 6 1/۰ (5 1(140 1 ([0.84-0.91) ۷ ۳ ما26 ال 7 ۱50 2)5-1( 28 ره > بر( ار - وکا بکا ۴ رگا یا 0/۳ ) - 0/1 08 > رک (]- 51)0 _ 510 ۱ 1 وی (] سس ۳ (0.84-0. 91) للم (28)5-1 2 - 1[ 12. 37-) تآ(1.4871+1. 04-) < وتا 1 << .1 برای شیب سنگ‌ریزه‌ای (211: 1۷): 61 + 0.0271۷ - *0.0311۷ > م0 برای شیب سنگ‌ریزه‌ای (1۷۷: 211 5 << 1 ۲۴۸ (8.۳) ۶ م0 50 150 5 2 1 که |[ - (001)0 1.492 +0.672- ۴ (0.045001)0 + (0) 0.44901 1.250 >< ن1 85 ۸( 205)( -5-11) 50 0 - م۷ ۰/1۵۶ < ۸ ۳۳ ریزه‌ای ار بشکن‌ها [۲۹] ۸ .<500 0 با آزمون وخطا حل می‌شود. براساس تئوری سرعت أستانه حرکت است. برای شیب سنگ‌ریزی: (111: 1۷) یا کم‌تر. اصل رابطه به‌صورت نمودار است. برای شیب سنگ‌رپزی: (111:1۷ تا 311:1۷) 05 ۷۷ > و/| براساس تحلیل ابعادی و نتایج تجربی آستانه حرکت. 5 .۴.کضریب اطمینان: ضریب پایداری سنگ (معادل ۰/۳ برای سنگ‌های گوشه‌دار, و ۰/۳۷۵ برای سنگ‌های گرد). ۱ *ر) : 1.25>) برای آبشکن‌ها: براساس تئوری تنش برشی آستانه‌ای لغزش, با فرض ناچیز بودن شیب سطح آب. ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۳۴ شماره ۱۱ 3 عرض سرعت م راهنمای طراحی, ساخت و نگهدار ی آبشکن‌هاء ادامه جدول ۷-۶- روش‌های برآورد اندازه سنگ‌ها برای طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای آبشکن‌ها [۳۲۹] ۳ مدا سپ )5 وو(] ( 67 04*2) 2 5110.2 را ناشناس (ست) ]| کر : برای جریان متلاطم شدیدء ضریب 0 511 َ : به کار رود. ٩ 2 پل |1. 61-) (5-1) . سطح آب, 7ر5: شیب انرژی یا شیب کف. [: عمق متوسط آب در بازه» ۷ : عمق آب در موقعیت آبشکن. ۷ سرعت متوسط توسط عمقی در موقعیت آبشکن یا سرعت متوسطء «الّ]: سرعت در کناره رودخانه, ]]: شدت تلاطم جریان در برخورد به آبش تر 1 عدد رینولدز بسترء 0]: زاویه شیب طولی بازه رودخانهء وچ0] و رآ وون,] : اندازه 4۳۰ ۵۰ و ۱۰۰ سنگ‌هاء | ل شکل مکعبی سنگ‌هاء [1: تخلخل سنگ‌ها (۰/۲۵ تا ۰/۴)» ۷۷: جرم سنگ. وم: چگالی سنگ» 5: چگالی نسبی سنگ (۲/۵ لکاک داخلی سنگ‌ها (۴۰ تا ۴۵ درجه)» ): زاویه شیب بستر استقرار سنگ است. پارامترهای متوسط جریان پارامترهای ستگریزه و دنواره پارامترهای متوسط جریان در نزدیکی آبشکن (8 ,یگ , ۵ ,ونا ,۷) ,ق, وم ,9 ,8 به ,۵) ([ ,۷,71 بوتآ) 1 10 ساسا ال ]اس اما شا | و2 شکل ۲۶-۶- الگوریتم برآورد اندازه شاخص سنگ‌ها از روش‌های مختلف جدول (۷-۶) [۳۹] (عوامل نمودار در پاورقی جدول ۷-۶ معرفی گردیده‌اند) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسسم - طراح یآبشکن‌ها ۱۳۵ 100 0 : 0.110 0.5020 1: 20 اندازه سنی شکل ۲۷-۶- منحنی دانه‌بندی سنگ‌ها در طرح روکش سنگ‌ریزه‌ای آبشکن‌ها [۱۰۶ و ۱۰۷] جدول ۸-۶- توزیع اندازه سنگ‌ها در طرح روکش سنگ ‌ریزه‌ای آبشکن‌ها [۱۰۶ و ۱۰۷] کوچک‌تر (۳۹۵) اندازه نسبی سنگ (120/۰]1250) محدوده اندازه سنگ‌ها متوسط اندازه سنگ‌ها (سانتی‌متر) (سانتی‌متر) (۱۹۹۲) برای شرایط طراحی آبشکن‌ها به‌صورت زیر است [۱۱۰]. |- ۳۵۵۵۲۵1۵1۵ 2۵ ۱1۵۹ )1992( -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۶ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای ۹ ام هس (5-1)ع28 ۱ (۵۰-۶) ی 7 14 (0.84-0.91) ۷ که در این روابط: وی,1: اندازه میانه معادل شکل مکعبی سنگ‌ریزه‌ها (متر)» ‎:٩‏ چگالی نسبی سنگء آآ: شدت تلاطم جریان در برخورد به آپشکن (معادل 4۰/۵ و[آ: سرعت متوسط عمقی در موقعیت آبشکن یا سرعت متوسط (متر بر ثانیه) و و10 اندازه ۵۰/ سنگ‌ریزه‌ها سبد بر حسب روش مرسوم و کاربردی تعیین اندازه درات (متر) است. این رابطه برای استقرار تورسنگ بر روی شیب‌های (211: 1۷) یا کم‌تر صادق است. برای محاسبه اندازه متوسط سنگ‌ها در سبد روکش تورسنگ ,1 در طراحی آبشکن‌هاء رابطه پیلارزیک ول رد7 - )810 ردو و1 (۵۱-۶) ۳ص ۱[ *(0 0/1۵ 1۵) - 0۰/1 ومع)((ث 7 300 ۹۵( 10 ی و1 28 5110 4)1- 9-1( ۷ (۵۲-۶) ۵ لا < و1 (0.84-0.91) ۷ تخلخل سنگ‌ریزه‌های سبد (۰/۲۵ تا 4۰/۴ 5: چگالی نسبی سنگ» : ضریب شدت تلاطم (برای آبشکن‌ها معادل ۲ ۷: ثقل (متر بر مجذور ثانیه) است. رابطه (۵۱-۶) با آزمون و خطا حل می‌گردد. برای حفاظت پنجه در برابر آبشستگی و تامین انعطاف‌پذیری سازه» احداث پیش بندی با ضخامت حداقل ۵۰ سانتی‌متر و با طول حداقل ۲ برابر عمق آبشستگی (و بیش از ۷ برابر ضخامت آن) بر روی بستر در محل پنجه ضروری است [۳۷| در صورت لزوم جهت - روکش بتنی مفصل‌دار روکش بتنی صلب علاوه بر هزینه زیاد و پیچیدگی فنی» تخریب‌پذیر بوده و برای حفاظت سطحی آبشکن‌ها مناسب نمی‌باشد. روکش‌های نوع بالشتک‌های بتنی مفصل‌دار بوده, قابلیت انعطاف و نفودپذیری زیادی داشته و برای حفاظت پیوسته روکش و پنجه آبشکن می‌تواند مطرح گردد. مطابق شکل (۲۸-۶) هر بالشتک به‌صورت یک واحد بلوک‌های بتنی مسلح و پیش ساخته با ابعاد (۷/۵۳۵۷۱۰۰) سانتی‌متر می‌باشد. هر واحد روکش متشکل از بیست بالشتک با سطح کل (۱/۲۷۷/۵) متر بوده که توسط کابل با میل گردهای گالوانیزه و مقاوم در مقابل خوردگی به‌یکدیگر لولا می‌گردند. حد فاصل بالشتک‌ها حدود ۲/۵ سانتی‌متر است.» که این درز باعث شستشو مواد و فرسایش دیواره می‌گردد ازاین‌رو لبه‌های بالشتک را ترجیحا گوشه‌دار و ۷ شکل می‌سازند تا سطح درزها از ۰ درصد به ۱ درصد کاهش یابد به همین دلیل کاربرد لایه فیلتر (شنی یا زئوتکستایل) در زیر روکش بتنی ضروری می‌باشد. برای -------- صفحهٔ بعد -------- طراح ی آبشکن‌ها ستگی پنجه مطابق شکل (۲۸-۶) روکش با طول حداقل ۲ برابر عمق آبشستگی احتمالی در عرض بستر ترش می‌یاید [۱۲۸]. برای شرایط سرعت‌های زیاد (بیش از ۲/۴ متر بر ثانیه) و تلاطم شدید جریان» و برای رودخانه‌های بزر یادء مناسب بوده ولی برای رودخانه‌های کوچک توصیه نمی‌شود. زیرا هزینه آن زیاد و امکانات و تجهیزات پلان جزی شکل ۲۸-۶- روکش‌های بتنی مفصل‌دار برای حفاظت پیوسته روکش و پنجه آیشکن [۱۰۴ و ۱۳۸] زئوتکستایل استفاده می‌شوند. برای این منظورء مخلوط ماسه و سیمان (به‌صورت بتن رقیق با مقاومت کم) تحت ک فابریک تزریق و پمپاژ می‌گردد. برای حفاظت پنجه» روکش فابریک با طول حداقل ۲ برابر عمق آپشس تر موجود (مانند کف بند) گسترش می‌پاید. ۱۴۷ موجود (مانند فنی و اجرایی فشار به‌داخل تگی احتمالی -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای صنعتی به‌شمار می‌آید. مشخصات فنی و محدودیت‌های کاربرد ژئوتکستایل‌ها یا روکش‌های انعطاف‌پذیر مصنوعی" بر حسب کارخانه سازنده متفاوت همچنین در سایت اینترنتی شرکت های سازنده ارائه شده است. نمونه ژئوتکستایل‌های رودخانه‌ای در شکل (۲۹-۶) ارائه شده است. - روکش کیسه‌ای از کیسه‌های حاوی مخلوط (خاک- سیمان) یا (شن و ماسه- سیمان) می‌توان برای طراحی روکش سطحی و یا برای حفاظت پیوسته روکش و پنجه آبشکن مطابق شکل (۲۲-۶)» استفاده کرد. جزییات طراحی روش حفاظت کیسه‌ای, و مشخصات فنی ساخت و کارگذاری کیسه‌ها به‌تفصیل در بخش قبلی (۲-۹-۲-۶-الف) ارائه شده است [۱۲۰]. 1.7 1 1 شکل ۳۹-۶- نمونه زئوتکستایل‌ها برای حفاظت پیوسته روکش و پنجه آبشکن [۱۰۴] وقتی مصالح شن و ماسه در رودخانه و فرایندهای نفتی و قیری موجود باشد.ء از روکش أسفالت برای حفاظت سطح دیواره آبشکن (در تراز بالا تر از سطح متوسط کم آبی) استفاده می‌شود. این نوع روکش, انعطاف‌پذیری کمی داشته و نفوذناپذیر می‌باشد. مخلوط آسفالت ماسه‌ای گرم (حدود ۸۵ درصد ماسه, ۵ تا ۷ درصد فیلر نرم سیمانی یا رسی و ۸ درصد قیر)» با ضخامت ۱۲/۵ سانتی‌مترء و بر روی شیب (/۳]1: ۱۹) استفاده می‌شود. بستر آسفالت‌ریزی نیاز به فیلتر ریز دارد. ضخامت زیاد فوق به‌دلیل میزان فرسایش آسفالت ضخامت مطلوب ۵ سانتی‌متر را تامین خواهد کرد |[۱۲۸|. این روش برای سرعت جریان بیش از ۲ متر در ثانیه و نیز در دامنه دیوار پایین (در تراز کم‌تر از سطح متوسط کم آبی) مناسب نبوده, و به‌طورکلی دوام آن برای حفاظت سطحی آبشکن‌ها مورد تردید است. از معایب آن نفوذناپذیری سازه و احتمال تخریب آن در اثر نیروی تراوش آب بعد از وقوع سیلاب است. مگر آن‌که لوله‌های زه‌کشی با |] - 15 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تُسشسم - طراح ی اآبشکن‌ها ۳۹ - روکش تایر ماشین درصورتی که حفاظت پنجه و دیواره پایین آبشکن (تراز زیر سطح متوسط کم آبی) با روکش مقاوم (سنگ‌ریزه ای یا تورسنگی) انجام گردد.ء از لاستیک‌های اتومبیل می‌توان برای حفاظت سطح بالای دبواره استفاده نمود. در این روش مطابق شکل (4۳۲۰-۶ تایرهای فرسوده ماشین را کنار یکدیگر روی شیب دیواره چیده» و توسط کابل سیمی یا طناب و یا گاهی تیوب‌های فرسوده به هم وصل می‌کنند. شیب دیواره حداقل باید (211: 1۷ ) بوده و برای جلوگیری از لغزش یا شناور شدن روکش, هر واحد از تایرهای به هم بافته را از طریق یک لنگرگاه و سکوسازی در ساحل یا روی دیواره مهار می‌کنند [۱۳۸]. حداکثر طول هر واحد ۱۳/۵ متر است که از چهار گوشه مهار خواهد شد و گاهی میخ‌های چوبی به فواصل یک متری در لابلای تایرها کوبیده می‌شود |۱۰۲]. در اثر جریان‌های متناوب سیلابی» به‌تدریج با جذب رسوبات در فضای خالی تایرهاء شرایط برای تثبیت طبیعی و گیاهی روکش فراهم گردیده, قابلیت حفاظتی آن افزایش یافته و منظرگاه مناسبی نیز به‌وجود می‌آید. همچنین روکش تایرهای لاستیکی در برابر مواد جامد شناور و یخ انعطاف‌پذیری داشته و برای قایقرانی نیز ایمن‌تر می‌باشد. - روکش طبیعی از دیدگاه فنی- اقتصادی و زیست محیطی, استفاده از مصالح طبیعی در ساخت و کارکرد آبشکن‌ها مورد توجه می‌باشد. روکش حفاظت طبیعی آبشکن در سطوح مختلف ممکن است متفاوت باشد. به‌طور مثال, در پنجه و دیوار پایین از کیسه‌های توری حاوی ساختار ترکیبی آبشکن می‌تواند از نظر سازه‌ای پایدار» از نظر فنی و اجرایی ساده‌تر» از نظر اکولوزیکی و زیبایی مقبول‌تر و در عین حال اقتصادی‌تر نیز باشد. جزییات بیش‌تر در استفاده از مصالح طبیعی و طرح فنی آنها در کارهای رودخانه‌ای در مراجع شماره [۲ع۶ شکل ۳۰-۶- روکشس حفاظتی سطح دیواره آبشکن با تایرهای فرسوده ماشین [۱۳۸] دماغه آبشکن اغلب در معرض حمله جریان اصلی رودخانه بوده و آسیب‌پذیر می‌باشد. پنجه آبشکن نیز به‌طور دایم (حتی در جریان‌های کم آبی) در معرض قدرت جریان گردابی قرار داشته و فرسایش می‌یابد. آبشستگی پنجه آبشکن عامل اصلی در ناپایداری -------- صفحهٔ بعد -------- 2۰ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای ابشکن و کارکرد اصلی آن در آینده ضروری است. در غیر این‌صورت» عواقب تخریب آن در بازه رودخانه» جبران‌ناپذیر خواهد بود. به‌طور کلی متناسب با نوع مصالح و روش اجراء ساختار عمومی حفاظت پنجه مطابق شکل (۳۱-۶) ممکن است به پنج صورت - احداث دیواره سپری عمودی در پنجه دیواره تا عمقی بیش از عمق آبشستگی (و4) مانند دیواره سپری بتنی (شکل۶ -۳۱-ب) یا دیواره سپری فلزی (شکل ۳۱-۶- الف) - احداث کف بند افتان در محل پنجه مانند استقرار مصالح روکش دیواره بر روی بستر موجود با طول کافی برای انطباق تدریجی با تراز آبشستگی در آینده (شکل ۳۱-۶- ت) یا ادامه روکش انعطاف‌پذیر دیواره در زیر بستر تا عمق آبشستگی, - توسعه پنجه روکش دیواره تا عمقی بیش از عمق آبشستگی مانند ادامه روکش انعطاف‌پذیر در زیر بستر شکل(۳۱-۶- ج) یا ادامه تورسنگ در زیر بستر (شکل ۳۱-۶- ث) - احداث ترانشه پنجه با عمقی کم‌تر از عمق آبشستگی, نظیر ترانشه سنگ‌ریزه‌ای در پنجه روکش بتنی (شکل ۳۱-۶-ح) یا ترانشه سنگ‌ریزه‌ای در پنجه روکش سنگ‌ریزه‌ای (شکل ۳۱-۶-ج) - روش‌های دیگر حفاظت پنجه» نظیر مهار کیسه‌های سنگی و مصالح طبیعی در پنجه (شکل ۳۱-۶- د) یا شمع‌کوبی در پنجه (شکل ۳۱-۶-خ) راهکارهای عمومی و کاربردی حفاظت پنجه آبشکن‌ها به‌ترتیب در زیر ارائه می‌گردد: - حفاظت سنگ‌ریزه‌ای پنجه ساختار حفاظت سنگ‌ریزه‌ای پنجه آبشکن‌ها متناسب با شرایط رودخانه‌ها متفاوت است. گزینه‌های مختلف کاربردی برای حفاظت موثر پنجه در برابر آبشستگی به‌شرح زیر معرفی میگردند [۱۰۲ ۱۰۶ و ۱۳۸ ]. گزینه ۱- در رودخانه‌های فصلی» و نیز در شرایطی که پای دیواره رودخانه و آب شکن خشک باشد. لایه روکش سنگ‌ریزه‌ای دیواره آبشکن, با همان شیب و ضخامت سنگ‌ریزی حداقل تا تراز حداکثر آبشستگی در زیر بستر باید ادامه یاید. (۵۳-۶) 5 < 2 که در این رابطه: 5 عمق حداکثر آبشستگی در دماغه یا پیرامون وجوه جانبی آبشکن و 2۵ عمق سنگ‌ریزی در زیر تراز بستر موجود است. نمونه آن در شکل (۳۱-۶- پ) نشان داده شده است. گزینه ۲- اگر سنگ کف در محل احداث آبشکن و پنجه بالا باشد» سنگ‌ریزی تا تراز سنگ کف انجام می‌شود. -------- صفحهٔ بعد -------- آبشکن‌ها دبواره سمری دبواره سمری (الف) (ث) (ج) (ج) (ح) دیواره چوبی پشتیبان شمع اصلی (خ) د) شکل ۳۱-۶- نمونه‌هایی از انواع روش‌های حفاظت دیواره و پنجه [۱۱۰] ۱۵) -------- صفحهٔ بعد -------- ۱2۳۲۳ راهنمای طراحی, ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای گزینه ۳- در شرایطی که سطح جریان کم آبی رودخانه یا سطح آب زیر زمینی نزدیک به کف بستر بوده و حفاری عمیق پی تا عمق ترانشه (ه) حداقل ۱ تا ۱/۵ متر» عرض کف ترانشه (ع) حداقل معادل عمق ترانشه و شیب جانبی ترانشه در سمت رودخانه حداقل (1.571: 17)خواهد بود. ضخامت سنگ‌ریزی از کف ترانشه (0)» حداقل معادل ضخامت لایه سنگ‌ریزی روی دیواره آبشکن (1) توصیه شده است. با توجه به عوامل تعریف شده در شکل (۳۲۲-۶) ابعاد زیر را می‌توان برای حفر ترانشه پنجه و سنگ‌ریزی در نظر گرفت: 28 < )1-1.5( 6-4 8 2۳15 )۵۴-۶( گزینه ۴- در شرایطی که سطح جریان کم آبی رودخانه بالا بوده ولی عمق آبشستگی زیاد نباشد. حفر ترانشه پنجه لازم نخواهد یک کف بند سنگ‌ریزه‌ای در پیرامون آبشکن ایجاد گردد. ححم سنگ‌ریزی باید به‌حدی تامین شود تا کف بند سنگ‌ریزی پنجه با به عوامل تعریف شده در شکل (۲۲-۶) ابعاد کف بند به‌صورت زیر خواهد بود: (۵۵-۶) 0۳.51 با 28-0 گزینه ۵- در شرایطی که سطح آب رودخانه بالا بوده و عمق آپشستگی زیاد باشد ولی امکان انحراف آب از فضای کار فراهم نباشد, ترانشه پنجه در پیرامون آبشکن حفر می‌گردد. مطابق شکل (۳۱-۶- چ)» ترانشه پنجه با عمق (۵) ۳ برابره با عرض کف (ع) سطح بستر موجود رودخانه سنگ‌ریزی می‌شود. با توجه به عوامل تعریف شده در شکل (۳۲-۶) ابعاد زیر را می‌توان برای این گزینه (۵۶-۶) 72۳1.5 0-28-31 هه 28-37 گزینه ۶- در مواقعی که عمق آبشستگی موضعی به‌ویژه در دماغه آبشکن زیاد باشدء با توجه به این که حفر پی در پنجه آبشکن آپشستگی موضعی می‌کاهد. براساس تحربیات. گسترش کف بند سنگ‌ریزه‌ای در سطح حفره فرسایش موضعی می‌تواند عمق آبشستگی موضعی را تا حدود ۵۰ تا ۶۰ درصد کاهش دهد [۱۰۲ و ۱۰۴]. در این‌صورت» ترانشه پنجه با عمقی معادل نیمی از عمق موضعی (٩ل)‏ و زاویه قرار مواد بستری رودخانه محاسبه می‌شود. با توجه به عوامل تعریف شده در شکل (۳۲-۶)» مشخصات زیر را می‌توان در نظر گرفت: (۵۷-۶- الف) +0 با 023 0 8<2 0.50 <8 (۵۷-۶- ب) 5 ,7200180 0 62 ۲ 01. 5 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل تسنسم - طراح یآبشکن‌ها ۱۳ گزینه ۷- در شرایطی که سطح آب رودخانه بالا بوده» عمق آبشستگی زیاد باشد.ء و امکان انحراف آب از فضای کار فراهم نگردد.ء حفر ترانشه پنحجه در پیرامون آیشکو میسر نخواهد بود. در آین‌صورت مطابق شکل (۲۱-۶-ت)» سنگ‌ریزی مستقیما در زیر بیش‌تری در پیرامون آبشکن ایجاد می‌گردد. براساس شکل (4۳۲-۶» ضخامت کف بند سنگ‌ریزه‌ای (0) حدود ۲ برابر ضخامت لایه سنگ‌ریزی روی دیواره آبشکن (]) و حداقل ۲ متر باید باشد. عرض دامنه کف بند (-]) در پیرامون آبشکن از روابط زیر قابل محاسبه (۵۸-۶) ۲<2 0۶21 3+ ,34 -< با 2+ م20 < با 4+ ,ل3 با (آ: عرض کف بند در محدوده دماغه آبشکن (متر» بآ: عرض کف بند در امتداد وجه بالا دست آبشکن (متر4» پبآ: عرض کف کیفیت مصالح سنگی و ضوابط لازم برای شکل و دانه‌بندی سنگ‌ها مشابه شرایط روکش سنگ‌ریزه‌ای می‌باشد. ولی اندازه شده در پیرامون آبشکن انجام یابدء استفاده از سنگ‌های گرد گوشه و قلوه‌ای محدودیتی ندارد [۱۰۶ و ۱۲۸]. گرچه استقرار فیلتر در پایداری بستر سنگ‌ریزی موثر است. ولی نیاز به فیلتر در پنحه محدودتر بوده و ممکن است حذف گردد. در هرحال» ضوابط طرح فیلتر مشابه شرایط روکش سنگ‌ریزه‌ای بوده و در بخش بعدی ارائه شده است. مثال‌های کاربردی از حفاظت پنجه آبشکن‌ها با مصالح سنگ‌ریزه‌ای ( با استفاده از گزینه شماره ۶) در شکل‌های (۳۳-۶) و (۳۴-۶) نشان داده شده است. شکل ۳۲-۶- مشخصات هندسی حفر ترانشه در پنجه آبشکن برای روش حفاظت سنگ‌ریزه‌ای -------- صفحهٔ بعد -------- ۵۴( راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری ابنشکن‌های رودخانه‌ای ۵ او 1 2 بستر طبیعی شکل ۳۴-۶- حفاظت سنگ‌ریزه‌ای دامنه پنجه در پیرامون دماغه آبشکن ]۲ شکل برای حفاظت پنجه آبشکن‌های نوع تورسنگ جعبه‌ای یا روکشی, دو راهکار پیشنهاد شده است (۳۵-۶). راهکار اول استفاده از تورسنگ جعبه‌ای در محل پنحه.ء مطابق شکل (۳۵-۶- الف) است. در این روش حفاظت پنجه در ترانشه‌ای به‌طول حداقل ۲ متر و -------- صفحهٔ بعد -------- راهکار دوم استفاده از کف بند تورسنگ در پیرامون پنجه آبشکن, مطابق شکل‌های (۳۵-۶الف) و (۳۶-۶) است. در این روش, تورسنگ با ضخامت حداقل ۵۰ سانتی‌متر و با طول حداقل ۲ برابر عمق آبشستگی (و بیش از ۷ برابر ضخامت آن)» در کف بستر قرار کاربرد روش حفاظت پنجه تورسنگی در رودخانه‌های با مواد بستری درشت‌دانه خطر پارگی تورهای سیمی را به‌همراه دارد. جزییات بیش تر در طرح تورسنگ‌ها و تمهیدات لازم برای کارایی ان در مراجع شماره [ ۲ ۱۴ ‎٩‏ و ۰ ] آرائه شده است. شکل ۳۵-۶- نمایش دو راهکار مختلف حفاظت پنجه با تورسنگ شکل ۳۶-۶- استفاده از روکشس تورسنگ به‌عنوان کف بند در پیرامون پنجه آبشکن ‎]۸٩[ -------- صفحهٔ بعد -------- 2۶ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای برای حفاظت پنجه می‌توان از کیسه‌های حاوی مخلوط مقاوم‌تر (خاک- سیمان) یا (شن و ماسه- سیمان) استفاده کرد (شکل۲۱-۶). کیسه‌ها در ترانشه پنجه, تا عمق آبشستگی و حداقل تا ۱/۵ متر زیر کف بستر مانند آجر چینی در هم قفل شده و منظم چیده می‌شوند. جزییات طراحی روش حفاظت کیسه‌ای و مشخصات فنی ساخت و کارگذاری کیسه‌ها به‌تفصیل در بند (۲-۹-۲-۶الف) آرائه شده است ۱۴۱ و ۱۳۸ د- طرح فیلتر برای کنترل نیروی تراوش و کاهش پدیده زیرشویی که منجر به شستشو و خروج مواد ریزدانه‌تر از دیواره رودخانه» بدنه خاکریز آبشکن و بستر رودخانه در محل پنجه آبشکن خواهد شد.ء استفاده از لایه فیلتر در حدفاصل مواد ریزدانه و درشت‌دانه ضروری است. کاربرد لایه فیلتر در موارد زیر باید بررسی گردد. - بین مواد دیواره رودخانه و مصالح درشت‌دانه‌تر بدنه آبشکن - بین مصالح بدنه آبشکن و روکش حفاظتی (نظیر روکش سنگ‌ریزه‌ای» تورسنگ و غیره) * از نظر پایداری: اندازه فضاهای خالی در مصالح فیلتر باید به‌حدی کوچک باشند تا از شستشو و حرکت ذرات خاک و مصالح زیرین لایه فیلتر به‌سوی خلل و فرج موجود در فیلتر جلوگیری گردد. * از نظر آبگذری: مصالح فیلتر باید به اندازه کافی ظرفیت انتقال آب (تراوش) داشته باشد تا قابلیت زهکشی مصالح زیرین لایه فیلتر را فراهم ساخته و از تاثیر نیروی هیدرواستاتیکی آب و فشار حفره‌ای بکاهد. ۰ ه ۰.۰ ه .۰ ۰ ۱ بدا ه .۰ ۰ ۰ ۲ به‌طور کلی دو نوع فیلتر وجود دارد: ۱- فیلتر دانه‌ای" (شنی) و ۲- فیلتر مصنوعی با زئوتکستایل ". - فیلترهای شنی فیلترهای دانه‌ای یا شنی به‌دلیل استفاده از مصالح طبیعی و رودخانه‌ای و دوام زیاد» به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. کار کرد فیلترهای شنی بستگی به دو خصوصیات پایداری و آبگذری مناسب آن دارد. درصورتی که مواد زیرین درشت‌دانه و نسبتا غیرچسبنده باشدء ضوابط خاصی برای اندازه و دانه‌بندی مصالح فیلتری ارائه شده است. مشخصات مواد لایه فیلتر " در مجاورت مصالح بستر آ به‌صورت زیر پیشنهاد شده است [۱۰۲ و ۱۰۶]: (۵۹-۶) 5 (۳1[101) ,12 ۱ 16 (۳11107) ,12 5 ۱ 5 (۳11101)ر.(] (1۵50) 1 (13۵50) ,1 (13250) و1 مشخصات مواد لایه فیلتر در مجاورت مصالح بستر یا مصالح سنگ‌ریزه‌ای به‌صورت زیر پیشنهپاد شده است: 25 (۱۹۱۵۲۵) ی( 10- (1۹10۲۵) ی( 5 0 (۳10۲۵]) ر(1 (۶۰-۶) : : : (۲ع۳111)بی۵] (۳11107) ,12 (۳11107)ر1 7 ([ع0۳3۷)) 07801۵7 -1 ۵[ 0001 -2 3- 7 4- 0 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسسم - طراح یآبشکن‌ها 14 حداقل اندازه مواد فیلتری ۵ میلی‌متر و حداکثر آن متناسب با اندازه مصالح سنگ‌ریزه‌ای می‌تواند ۷۵ تا ۹۰ میلی‌متر باشد. درصورتی که مواد زیرین (در دیواره و بستر رودخانه؛ یا مصالح هسته آبشکن) ریزدانه و چسبنده باشد. لایه فیلتری فوق کافی نبوده» یک لایه زیرین فیلتر ریزدانه با مشخصات زیر باید قرار گیرد یا از فیلتر زئوتکستایل استفاده گردد. (۶۱-۶) 0 1 ۰ << و1 براساس ضوابط فوق ممکن است بیش از یک لایه فیلتر مورد نیاز باشد. برای لایه‌های رویین» ضوابط مشروح در روابط(۵۹-۶) و (۶۰-۶) صادق خواهد بود. در شرایطی که مواد دیواره و بستر رودخانه یا مصالح بدنه اصلی آپشکن به‌حدی درشت‌دانه و با دانه‌بندی خوب باشد. اگر ضوابط زیر تامین گردد.ء نیاز به لایه فیلتر نخواهد بود. 5 (م1۹16۲۵) ,12 ا 10 (1۹16۳۵) ,12 5 (۶۲-۶) (3250) ید (13280) ی 12 5 برای تعیین دانه‌بندی مصالح فیلتری, ابتدا منحنی دانه‌بندی مواد زیرین بستر و نیز منحنی دانه‌بندی مصالح رویین بر روی یک مختصات توزیع اندازه درات رسم گردیده» سپس براساس رابطه (۵۹-۶) دامنه پوش فیلتر مجاور مواد زیرین و براساس رابطه (۶۰-۶) دامنه پوش فیلتر مجاور مواد زیرمصالح رویین رسم گردیده و در نهایت از همپوشانی حاصل,» پوش دانه‌بندی فیلتر مورد نیاز به‌دست می‌آید. منحنی دانه‌بندی فیلتر باید در محدوده همپوشانی فوق قرار گرفته و بهتر است موازی با منحنی دانه‌بندی مواد بستر و مصالح رویین باشد. نمونه کاربردی این روش در شکل (۳۷-۶) نشان داده شده است. در روش فوق اگر همپوشانی صورت نگیرد.ء کاربرد بیش از یک لایه فیلتری (به‌ترتیب از لایه ریزتر به درشت‌تر) ضروری خواهد بود |1۱۰۶ حداقل ضخامت لایه فیلتر ماسه‌ای ۱۰ سانتی‌مترء و برای فیلتر شنی ۱۵ تا ۲۲/۵ سانتی‌متراست. حداکثر ضخامت لایه فیلتر در رودخانه‌های با جریان دایمی, اگر امکان انحراف جریان رودخانه فراهم نباشد» می‌توان مواد فیلتر شنی را در داخل روکش‌های تشکی تور سیمی ریز بافت قرار داده و مانند روکش‌های تور سنگی بر روی دیواره یا کف بستر مستقر نمود | ۴۵| - فیلترهای مصنوعی فیلترهای مصنوعی یا ژئوتکستایل‌ها از مواد و بافت‌های رشته‌ای پلیمری و مصنوعی ساخته می‌شوند. فیلترهای مصنوعی در حدفاصل مصالح دیواره یا هسته آبشکن و لایه سنگ‌ریزی» تورسنگ و غیره استفاده می‌شوند. بیش‌ترین کاربرد این نوع فیلتر فابریکی بر روی مواد ریزدانه و چسبنده است. قابلیت انعطاف و مقاومت کششی» نفودپدیری و سهولت استفاده و اجرا در رودخانه‌های با جریان دایمی از مزایای این محصول صنعتی به‌شمار می‌آید. شکل (۲۸-۶) نمونه کاربرد فیلتر مصنوعی را در زیر روکش سنگ‌ریزه‌ای» جهت اجرا در شرایط پرآبی رودخانه نشان می‌دهد. مشخصات فنی و محدودیت‌های کاربرد ژئو تکستایل‌ها یا روکش‌های انعطاف‌پذیر مصنوعی" بر حسب کارخانه سازنده متفاوت بوده» و براساس شرایط مورد نیاز باید انتخاب گردد. جزییات فنی لازم برای انتخاب ژئو تکستایل» در مراجع شماره [۷ و ۸۰| و همجنین در سایت اینترنتی شرکت های سازنده ارائه شده است. |[- 1 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۵/۸ راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری ابنسکن‌های رودخانه‌ای وج 100 ۳ را رت نی ی 1 ی رت اک 2 رک ار ر ۳ و ی و ۳ رک 10 10 101 10 10 اندازه سنگ ها 1۲ شکل ۳۷-۶- نمونه پوش دانه‌بندی فیلتر شنی برای پایداری بستر روکشس سنگ‌ریزه‌ای [۱۰۶] وی ۶۳ ام ۹ هه ی و ۵ و موه را ای ی زر ی یو ۳۳ ده وکام سا ۰ ۱ 1 ار ۹ 1 را شکل ۳۸-۶- کاربرد فیلتر زئوتکستایل زیر روکش سنگ‌ریزه‌ای جهت اجرا در شرایط پرآبی رودخانه [۷] عموما به محدوده ساحل بالا و حریم رودخانه کم‌تر از اراضی دشت ساحلی اهمیت داده می‌شود. درحالی که بهره‌برداری از رودخانه, پایداری یا شدت فرسایش دیواره رودخانه و ایمنی و کارکرد سازه‌های حفاظت و تثبیت دیواره‌های رودخانه (به ویژه آبشکن‌ها)» مستقیما تحت تاثیر عوامل تخریبی و نحوه کاربری نوار ساحل بالای رودخانه (یا حریم رودخانه) است. در این بخش ابتدا عوامل بیرونی فرسایش و تخریب دیواره‌ها همراه با راهکارهای تعدیل اثرهای این عوامل و سپس روش‌های مهم مدیریت حفاظت دیواره و حریم رودخانه برای ایمنی کار کرد سامانه آبشکن‌ها ارائه می‌گردد [۳۷۱]. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل نسسم - طراح یآبشکن‌ها ۱2۹ - کاهش نیروی تراوش دیواره‌ها: نیروی تراوش سبب ایجاد پدیده زیرشویی و لغزش دیواره‌ها می‌گردد. وقتی سطح آب در اراضی حاشیه رودخانه بالا باشد.ء با احداث زهکش حایل به‌موازات رودخانه» تراوش دایمی آب از دیواره‌ها کنترل می‌گردد. اگر این پدیده ناشی از هرز آب آبیاری اراضی و یا بارش باشدء آبراه زهکش سطحی و اگر ناشی از بالا بودن سفره آب زیرزمینی نسبت به سطح کم آبی رودخانه باشد.ء آبراه زهکش عمیق احداث می‌گردد. پر کردن چاله‌ها و گودی‌ها در اراضی ساحلی نیز موثر می‌باشد. - کاهش ترک و شکاف‌ها: خاک‌های چسبنده با کاهش رطوبت و تر و خشک شدن با در اثر ذوب و انحماد خاک. دچار ترک و شکاف می‌شوند. در مناطق خشک از طریق پوشش گیاهی روی اراضی ساحلی و یا مالچ پاشی, تبخیر از سطح خاک را کاهش داده و شدت تغییرات دمای خاک می‌کاهند. - افزایش مقاومت خاک: مقاومت توده خاک از طریق پیوند بین ذرات بالا می‌رود. برای این منظور از تزریق سیمان یا دیگر در لایه‌های افقی خاک) توسعه یافته است. روش اخیر برای حفاظت ساحل بالا و حریم رودخانه به تنهایی توجیه ندارد. طریق روکش‌های ساختمانی نیز مقاومت لغزشی را افزایش می‌دهد. کاشت درختان با ریشه عمیق و قائم نیز مقاومت برشی خاک را در دیواره‌های کوتاه افزایش خواهد داد. روش اخیر از نظر فنی» اقتصادی و اکولوژیکی باید مورد توجه باشد. ۳-۳-۶- مدیریت حفاظت سطح دیواره رودخانه پوشش گیاهی در حفاظت سطح دیواره و در طول بازه احداث آبشکن‌ها روش موثر و برتری محسوب می‌گردد. ولی چون سطح دیواره به‌طور متناوب در معرض جریان سیلابی قرار می‌گیرد. آزاین‌رو باید گیاهان با ریشه‌های قوی و خزنده و با اندام بیرونی انعطاف‌پذیر و ارتجاعی انتخاب شوند. یک پوشش چمنی خوب می‌تواند سرعت جریان را روی دیواره تا ۹۰ درصد کاهش دهد. برای این منظور گیاهان علفی و کوتاه» با سطح تراکم زیاد و سریع الرشد. در ترکیب با گیاهان خشبی و درختچه‌های کوتاه و انعطاف‌پذیرء پوشش مناسبی را فراهم می‌کند. گیاهان علفی نقش حفاظت سطحی دیواره را در کوتاه مدت به‌عهده گرفته تا زمینه مناسب برای استقرار و تثبیت دراز مدت درختان در سطح و ساحل بالای رودخانه فراهم گردد |۲۷ و ۱۲۸|. ۳-۳-۶ مدیریت حفاظت اراضی ساحلی و حریم راهکارهای اصلی در حفاظت ساحل بالا و حریم رودخانه به‌ترتیب زیر پیشنهاد گردیده است |۳۷ و ۱۲۸]: - در ساحل بالای رودخانه» موثرترین و اقتصادی‌ترین روش ایجاد پوشش گیاهی مناسب به‌صورت ترکیبی از گیاهان علفی» بوته‌ها و ردیف درختان است. ولی چون این بخش به‌ندرت در معرض آب قرار می‌گیرد و تبخیر سبب تجمع املاح در سطح خاک خواهد شد. لذا انتخاب گونه‌های مقاوم به خشکی و شوری و مراقبت آنها از عوامل مهم در استقرار گیاهی به‌شمار می‌آید. همچنین پوشش گیاهی مانند یک نوار سبز از گسترش فرسایش ممانعت می‌کند. درصورتی که دیواره رودخانه کوتاه باشد» کاشت درختان با ریشه عمیق و قائم در ساحل بالای رودخانه می‌تواند پنجه دیواره را از خطر آبشستگی محافظت نماید. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۰( راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبشسکن‌های رودخانه‌ای - ایجاد پوشش گیاهی با کاشت گیاهان علفی و به‌ویژه درختان» علاوه بر کنترل فرسایش سطحی, مرز طبیعی و حریم رودخانه را تثبیت و از تجاوزات مصون می‌کند. در ایالت یوتا (آمریکا)» عملیات درختکاری به‌صورت نواری با عرض ۸ تا ۶ متر در حریم رودخانه بسیار موفقیت آمیز بوده است. - کنترل تردد دام از رودخانه و ممنوعیت عبور ماشین‌آلات از نزدیکی دیواره‌هاء از اقدامات دیگر حفاظت ساحل بالا به‌شمار می‌رود. استفاده از نرده و سیم خاردار برای کنترل عبور دام و ماشین‌آلات موثر خواهد بود. برای کنترل گاو و اسب ۳ تا ۴ ردیف سیم خاردار و برای بز و گوسفند یک ردیف سیم خاردار یا طناب‌کشی کفایت خواهد کرد. - مدیریت کاربری و کشت اراضی در حاشیه‌های رودخانه به‌منظور کاهش هرز آب سطحی» فرسایش و همچنین کنترل آلوده کننده‌های رودخانه موثر است. - بهبود روش‌های آبیاری به‌منظور کاهش هرز آب آبیاری» فرسایش سطحی و نیز کاهش تلفات انتقال آب در نهرها بسیار موثر و ضروری است. در شرایط جریان کم آبی رودخانه که مصادف با فصل آبیاری نیز می‌باشد.ء تلفات آب آبیاری باعث اشباع شدن دیواره‌ها و ایجاد نیروی تراوش شده و با توسعه پدیده زیرشویی به‌تدریج زمینه گسیختگی دیواره‌ها را فراهم می‌سازد آزاین‌رو لازم است که اولا مسیر آبراه‌ها و نهرهای آبیاری در فاصله مناسبی از دیواره‌های رودخانه (خارج از حریم) قرار گرفته و حتی‌الامکان پوشش یافته باشند ثانیا با احداث زهکشی‌هایی به‌موازات رودخانهء آب‌های اضافی را کنترل نموده و از مواضع معینی به رودخانه هدایت نمود. نمونه راهکار حفاظت ساحل بالا و حریم رودخانه» در سامانه آبشکن‌های شکل (۳۹-۶) نشان داده شده است. بستر رودخانه مس راهنما سم سپس پچ ۳ ۳ ص۷۷ ۳ کب ۷ ۷ ۷ ۷۷ بر : اکالفیتوس ۷ ۷ : 1 ۶ یا یا یک یه مک یک پی 0 ی اب لاد ایساکآ + تس ۱ 2۱۵۷/۷۷/۵ ی کمک کی اد : مُرغ و شبدر شیرین ۱ ۳* وه لب بو ند با ۵ +2۱ ۱ کر اراضی ساحلی الف -پلان رودخانه | اراضی ساحلی ۳۳۳۳۴ ۳ حریم رودخانه . ! بستر رودخانه ٍ ب- مقطع عرضی رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۷ ۱ ۰ صول فنی و مراحل ساخت آیشکن‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها ۶۳ ۱-۷- کلیات اجرای طرح ساماندهی بازه رودخانه با آبشکن‌ها از پیچیده‌ترین و دشوارترین کارهای رودخانه‌ای به‌شمار می‌آید. ازاین‌روء برنامه کار رودخانه‌ای تنها تابع ملاحظات اقتصادی یا تنش‌های اجتماعی نبوده» بلکه محدودیت‌های انطباق با شرایط طبیعی رودخانه» امکان‌پذیری اجرای طرح و ایمنی مراحل کار در سامانه رودخانه تعیین کننده‌تر هستند. پیش‌بینی واقعی زمان پروژه» مراحل و زمان‌بندی اجراء هزینه‌های ساخت. اثرهای منفی اجرای پروژه بر سامانه رودخانه» بهره‌برداران و محیط زیست در مرحله ساخت و جلوگیری از تخریب‌های احتمالی و گاهی فاجعه آمیز. ضروری می‌باشد. به‌طور کلی» رعایت اصول زیر در برنامه ساخت آبشکن‌ها در سامانه رودخانه باید مورد نظر قرار گیرد: - تعیین بازه زمانی کار و برنامه زمان‌بندی مراحل مختلف ساخت براساس شرایط جریان رودخانه, امکان‌پذیری عملیات اجرایی» کم‌ترین تاثیرات منفی بر سامانه حیاتی رودخانه و تامین حداقل نیاز بهره‌برداران و حقابه زیست محیطی - تعیین روش انحراف آب و تامین شرایط لازم برای میدان ساخت آبشکن‌ها براساس نوع, اندازه و شرایط جریان رودخانه. مسایل زیست محیطی و اجتماعی - تامین بودجه پروژه متناسب با برنامه زمان‌بندی و با پیش‌بینی لازم برای حوادث محتمل رودخانه‌ای - اجرای سامانه دسترسی به رودخانه, تامین مصالح مورد نیاز و استقرار کارگاه و تجهیزات لازم قبل از شروع بازه زمانی کار در داخل رودخانه - استفاده از استانداردهاء ضوابط و تجربیات موجود و نیز ملاحظات زیست محیطی در مراحل ساخت - پیش‌بینی روند و مراحل اجرای پروژه منطبق بر روش برنامه‌ریزی مسیر بحرانی (/۲۳۸) - در این فصل, موارد مهم در طرح و برنامه ساخت آبشکن‌های رودخانه‌ای به‌ترتیب زیر مورد بررسی قرار می‌گیرد: - نیروی انسانی فنی و کارآمد - راه دسترسی, احداث و تحهیز کار گاه - منابع قرضه - ملاحظات زیست محیطی - سامانه انحراف آب - الگوی ساخت آبشکن‌ها - مراحل حفاری و ساخت آبشکن - پاکسازی و بهسازی بستر رودخانه و حفاظت دیواره بالا و حریم رودخانه - زمان‌بندی اجرای طرح» متره و برآورد و تدوین برنامه اجرا -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای ۲-۷- نیروی انسانی فنی پیمانکار باید ترکیب نیروی انسانی فنی و کارآمد را برای مراحل مختلف کار تامین و معرفی نماید. مسوولین کارگاه و مهندسان باید از دانش و تجربیات لازم در کارهای آبی و به‌ویژه کارهای رودخانه‌ای برخوردار باشند. به‌کارگیری نیروی کار محلی در امور فنی و به‌ویژه در امور غیرفنی و نیز اجاره ماشین‌آلات محلی همراه با کاربران آن موجب تاثیرات مثبت و حمایت‌های روانی در هنگام اجرا خواهد شد. دستگاه نظارت بر اجرای طرح باید از مهندسان مجرب در کارهای رودخانه‌ای (از سوی مشاور اصلی طرح) تعیین گردد. ناظر مقیم باید نقش کلیدی در کیفیت اجرای پروژه ارزیابی استمرار کار در شرایط بحرانی و حوادث غیرمترقبه را به‌عهده داشته و درعین حال نسبت به سختی کار و یا عدم امکان اجرا آگاه باشد. ۳-۷- راه‌های دسترسی, احداث و تجهیز کارگاه اولین مرحله پیدا کردن راه مناسب و یا ساخت راه دسترسی به بازه رودخانه مورد نظر است. در مرحله بعد نوبت به احداث و تحهیز کار گاه می رسد که پایگاه اصلی افراد و ماشین آلات در طول دوره اجرای پروژه می‌باشد. موارد مهم در استقرار راه دسترسی و احداث و تجهیز کارگاه در زیر مورد بحث قرار می‌گیرند. ۱-۳-۷ راه دسترسی به رودخانه خصوصیات کلی در انتخاب راه دسترسی برای اجرای پروژه ساماندهی رودخانه عبارت از کم هزینه بودن ساخت و نگهداری مسیر, کم‌ترین آسیب به طبیعت و محیط زیست منطقهء عدم تنش اجتماعی و محلی و مسیر مناسب برای رفت و آمد ماشین‌آلات سنگین, راه مناسب برای تردد ماشین‌آلات باید دارای مشخصات عمومی زیر باشد: - انتخاب مسیر نباید تعارضی با مالکیت خصوصی و یا مشکلات اجتماعی محل داشته باشد. در غیر این‌صورت» اهالی به تناوب و یا نابهنگام مانع از عبور ماشین‌آلات شده» به تجهیزات آسیب وارد نموده و باعث توقف پروژه خواهند شد. - در تقاطع راه با آبراه‌های طبیعی و یا نهرهای آبیاری و زهکشی, باید تمهیدات لازم (ساخت ابنیه‌های فنی: پل» کالورت., آبگذر و غیره) صورت گیرد. در غیر این‌صورت راه به تناوب تخریب خواهد شد. - در آماده‌سازی بستر راه تا حد ممکن باید از حذف یا آسیب به پوشش گیاهی و درختان منطقه جلوگیری شده و حداقل دست خوردگی در حاشیه مسیر به وجود آورد تا در هنگام وقوع رگبارها و سیل, از فرسایش کناره‌ای و در نتیجه تخریب راه جلوگیری گردد. - مواد بستر راه باید از مصالح درشت‌دانه (سنگ‌ریزه و شن درشت) باشد. خاک ریزدانه» مواد آلی و لجن در مسیر باید برداشته شود. اگر مصالح زیر ساخت مسیر برای تردد ماشین‌آلات سنگین مناسب نباشدء مصالح مناسب درشت‌دانه باید از منابع قرضه تامین گردیده و برای زیرسازی و روسازی راه استفاده گردد. در غیر این‌صورت ماشین‌آلات در گل فرو رفته و مشکلات بسیار را برای بیرون آوردن آنها همراه با صرف زمان باید متحمل شد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها ۵ - باید از سواحل با شیب ناپایدار رودخانه دوری نمودو یا شیب دیواره را اصلاح نمود. در غیر این‌صورت» بر آثر وزن ماشین‌آلات بر روی دیواره بالای رودخانه و افزایش سربارء احتمال سقوط ماشین‌آلات به رودخانه وجود خواهد داشت. ۲-۳-۷ محل احدات کار گاه - در انتخاب محل مناسب برای احداث کارگاه باید شرایط زیر به‌طور کلی تامین گردد. - در صورت آمکان, محل احداث کارگاه باید به جاده اصلی و نیز امکاناتی از جمله برق نزدیک باشد. - موقعیت کارگاه و استقرار ماشین‌آلات باید تا جای ممکن به فضای کار رودخانه نزدیک باشد. همچنین در دسترسی به محل پروژه» تا حد امکان از مناطق مسکونی و روستاها برحذر باشد. میزان تردد ماشین‌آلات و عوامل اجرای طرح به حداقل کاهش یافته و از تداخل با ترافیک محلی و مزاحمت مردم منطقه حتی‌الامکان پرهیز گردد. به‌هرحال مشکلات اجتماعی باید قبل از اجرای طرح با کمک فرمانداری, شورای دهستان و دهداران حل و فصل گردد. - محل احداث کارگاه باید به‌حد کافی از رودخانه دور بوده و از نظر ارتفاعی بلند باشد.ء تا از ایمنی لازم در هنگام سیلاب - کارگاه باید در محوطه باز با چشم‌انداز کافی احداث گردیده و از نظر ایمنی و زیست محیطی مقبول باشد. - زمین کارگاه باید از مقاومت لازم برای رفت و آمد ماشین‌ها برخودار بوده و دچار پستی و بلندی نگردد. - زمین احداث کارگاه باید با شیب ملایم بوده و یا تسطیح گردد. - فضای کارگاه برای استقرار نیروی کارء ماشین‌آلات و انبار و انباشت مصالح کافی باشد. ۳-۳-۷ تجهیزات کار گاه ۱-۳-۳-۷ ماشین‌آلات مورد نیاز با توجه به ححم گسترده کار و عملیات سنگین, ماشین آلات و تحهیزات مورد نیاز را می‌توان به چند دسته‌ی حفار» سنگ شکن, الف - ماشین‌های حفار سنگ‌های بزرگه برای تسطیح و یا سکوبندی بستر ساخت بدنه آبشکن و همچنین احداث راه دسترسی و تهیه بستر محل - لودره لودر برای برداشت مصالح از منابع قرضه (از رودخانه و یا معادن دیگر) بارکردن مصالح در کمپرسی‌ها برای حمل به محیط کار و همچنین برای سنگ‌ریزی به‌کار می رود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۶ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای - گریدر: گریدر برای تسطبح و اصلاح شیب راه دسترسی و محل احداث گارگاه استفاده می‌گردد. - بیل مکانیکی: بیل مکانیکی برای حفاری ریشه آبشکن (در اتصال به دیواره رودخانه» حفر پی بستر آبشکن در بستر رودخانه» حفر ترانشه آبشستگی در پای شیب جانبی و دماغه آبشکن و نیز استقرار مصالح روکش آبشکن به‌کار می‌رود. به‌طور کلی حفاری‌های با عرض کم و منظم وعمق زیاد با بیل مکانیکی انجام می‌گردد. پاکسازی بستر و استقرار مصالح بدنه و روکش آبشکن استفاده می‌گردد. ب- ماشین‌های سنگ شکن وسایل و تجهیزات مکانیکی و یا دستی برای سنگ شکنی جهت تامین مصالح سنگی با اندازه و دانه‌بندی معین (برای آبشکن‌های سنگ‌ریزه‌ای) و یا تهیه فیلتر مناسب (سرند و یا سنگ شکن) لازم می‌باشد. چ- ماشین آلات حمل و نقل کمپرسی‌های با ظرفیت‌های مختلف برای حمل مصالح عمومی» دامپتراک برای حمل سنگ معدنی, کامیون مخصوص برای حمل بتن آماده به محلء ماشین وانت برای حمل وسایل سبک» ماشین برای رفت و آمد کارگران و ماشین‌های شاسی بلند و کمک‌دار جهت بازدیدهای اولیه و راهیابی در محل‌های صعب العبور و حاشیه رودخانه مورد نیاز خواهند بود. پمپ با ظرفیت‌های مختلف برای تخلیه آب‌های اضافی از محل پی و بستر ساخت آبشکن‌ها لازم خواهد بود [۱۰۲]. انواع سرند جهت تهیه فیلتر»ه صفحات فلزی برای سپرکوبی احتمالی, ماشین بتن ساز جهت ساخت بتن مورد نیاز و وسایل دیگر بر حسب نیاز طرح باید مورد نظر قرار گیرد. ساخت آبشکن‌ها ناگزیر با وجود جریان آب انجام می‌پذیرد. در این شرایطء مطابق شکل‌های (۱-۷) و(۲-۷) از شناور یا بارج به‌عنوان سکوی استقرار ماشین آلات سنگین به‌عنوان مخزن و حمل مصالح و برای استقرار مصالح در موقعیت ساخت آبشکن استفاده می‌گردد |۱۰۲۱ و ۱۰۴]. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها ۳۷ لیا ی خِ ۱ ۱ نز وا ای ‌ِ اک هر ره هه فا هتصو وهوم ام هه بط 6 فا قرف مه سی‌ وی مه ۹ ۰ ۳ ها 8 ۹ _ تسم مج رک ۹ ز ۰ ۹97 ۹ : ۹8 مرو چا میتی شوگ ۸ ۹۲ فقطم شش رای ما امه نتم کسو منخج رن از | 1 ‎٩۷‏ 4 یی کزان هس رم ال ۱ ۹ هد کت وود ۳ 0۳ هار و ما 1 ی ارو ما ریت۵ اک درا ها را سیخ 1 1 ۱ ۱ ۱ 21 اما 8 هه وه .۹۵۳ ۲ یشوه ه عچه اش ی ها در کی ۰ در از #ق هویم موجه وه : و ۰ 1 1 لک وا مد دس همه سرد اه بسن سس ین کاس نا انا ی 1 ۸1 سر 1 ر فار ام نا سید من سوم َ ی 1 ای را 0 کت رارصا هس 21 د ر9 1 ۳ پاچ و ۳ 3و 2 و۱ ردان ۷ ۹ و 1( ۸ ایهم و و را 9 ماب ی« ۳ ان ۹ ۳ کم 2 روز 0 بر وا رس یپ 2 پم ار اه اچ دا و ار در همت ال ج حق نو را رند د یادواره هم سد رک در را ۳و هم اچ وا هر من هه 4 0 82 هر سس ۳ 7 و ۴ 2 هزار ۹ ار ی 9 ۵ را بو وراه مج ان زا بر اک ی ۱ کیک ی لمخم ور او نو وتا نا 6 کا ریب و ۷9000 مرا و ان نج ان را که رح رها 1 8۸ بل لا/ 1 سل سا ۲ لس زک این سس هخا کر سم ست رک رت اد ۱ 1 نک ۱ ۱ سف یختن مصالح وت م و ۵ ۲ زیصمر ریختن مصالح با لوله ریختن مصالح از کف شناور اکنا شا أ ۱ ای گرم مش ۱ 6 ۱ اه ۱ ۱ ز / ۳ ۱ ۱ : لا له ۱ 76 ۱ ی شکل ۲-۷- کاربرد انواع سناور جهت حمل و تخلیه مصالح برای ساخت ابشکن‌ها ۲-۳-۳-۷ محل انباشت مصالح محل انباشت مصالح باید تا جای ممکن به محدوده احداث ابشکن‌ها نزدیک بوده و مزاحم مسیرهای دسترسی نباشد. برای این که از هر طرف مصالح قابل دسترسی بوده و لودر و ماشین‌های دیگر قدرت مانور بیش‌تری داشته باشند» محل انباشت مصالح تا حد ممکن باید در فضای باز قرار گیرد. محل انباشت مصالح ممکن است در محدوده کارگاه و یا در دسترس موقعیت کاری انتخاب شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۸ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای این محل ممکن است در سیلابدشت رودخانه (در ساحل محل احداث آبشکن‌ها) قرار داشته و حتی به‌گونه‌ای آرایش یابد که بتواند به‌عنوان دیواره محافظ در برابر جریان سیل احتمالی قرار گیرد. در رودخانه‌های عریض و فصلی (یا در فصل کاری خشک)» ممکن است که مصالح در بستر رودخانه قرار گیرد و آرایش آن به‌گونه‌ای باشد که بدون تداخل در گردش کاری به‌عنوان خاکریز انحراف جریان نیز عمل نماید. در هر حال, موقعیت محل انباشت مصالح و فعالیت ماشین‌آلات حمل و نقل نباید به‌گونه‌ای باشد که به محیط زیست و حیات جانداران صدمه‌ای وارد نماید. دیگر امکانات مانند مخزن سوخت. تعمیرگاه و غیره با توجه به بزرگی کار و دوری از شهر لازم می‌گردد. با توجه به این که معمولا ۴-۷ منابع قرضه همان‌گونه که در بند (۱-۹-۲-۶) شرح داده شد.ء یکی از معیارهای اصلی در انتخاب نوع آبشکن» سهولت تامین مصالح مناسب استحصال و ارزش اقتصادی برداشت و حمل و انتقال آن به موقعیت اجرای آبشکن‌ها ضروری است. منابع قرضه باید فراوان و ۱-۴-۷- نوع و محل تامین مصالح قرضه نوع و محل تامین منابع قرضه با توجه به مصالح مورد نیاز عبارت است از: ۱-۱-۴-۷ معدن کوهی معدن کوهی برای تامین قطعات سنگ بزرگ (برای بدنه و به‌ویژه روکش آبشکن)» مخلوط درشت‌دانه (برای بدنه آپشکن)» فیلتر دانه‌ای و نیز برای تامین سنگدانه جهت ساخت بتن استفاده می‌گردد. ۲-۱-۴-۷- معدن رودخانه‌ای از رودخانه معمولا برای استحصال مخلوط درشت‌دانه برای بدنه آپشکن و یا مواد فیلتری ماسه استفاده می‌گردد. این مصالح از کف رودخانه (جزایر و بارهای رسوبی و یا رسوبات موجود در پیچ داخلی) و یا مواد حاصل از حفاری ترانشه پنجه آبشکن‌ها تامین -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفنم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها ۸۳۹ می‌گردد. رودخانه‌های عریض و یا شریانی با مواد بستری درشت‌دانه (شنی و درشت‌تر) از نظر تامین مصالح ایده‌آل و اقتصادی ۲-۱-۴-۷- منابع جنگلی برای تامین تیرک‌های چوبی و ترکه‌ها به‌عنوان مصالح طبیعی و اقتصادی از جنگل استفاده می‌گردد. ۴-۱-۴-۷ منابع صنعتی و متفرقه مصالحی مانند تورسنگ» ژئوتکستایل (به‌صورت تشک‌های کیسه‌ای پا فیلتر)» کیسه‌های شنی و مصالح دیگر از مراکز صنعتی (داخلی یا خارجی) و یا کارگاه‌های کوچک‌تر داخلی قابل دسترسی خواهد بود. برداشت مصالح از معادن کوهی, رودخانه‌ای و یا جنگلی باید با کسب مجوز از مراجع قانونی (وزارت نیرو منابع طبیعی» محیط زیست و استانداری) باشد. همجنین, عبور ماشین‌های حمل مصالح قرضه به محل پروژه یکی از مشکلات اجتماعی است که باید قبل از اجرای طرح با کمک شورای دهستان و دهداران حل و فصل گردد. ۲-۴-۷ کنترل کیفیت منابع قرضه کیفیت مصالح ساخت از محل منابع قرضه قبل از اجرا باید تایید گردیده و در هنگام اجرا نیز با نظارت دستگاه نظارت به‌طور پیوسته کنترل گردد. جزییات آزمون‌های لازم برای ارزیابی کیفیت مصالح قرضه در بند (۲-۲-۵) و استانداردهای کیفیت مصالح مصرفی در مرحله ساخت آبشکن‌های رودخانه‌ای در بند (۱-۹-۲-۶) آرائه شده است. به‌طور مثال, مهم‌ترین خصوصیات کنترل کیفیت مصالح سنگی عبارت از چگالی, درصد جذب آبء آزمون مقاومت فشاری» سایش و حلالیت شیمیایی» به‌ویژه کنترل ضوابط مربوط به شکل و دانه‌بندی سنگ‌ها است. ۵-۷- ملاحظات زیست محیطی ملاحظات زیست محیطی زیر در انتخاب روش اجرا و مراحل ساخت آپشکن‌ها باید مورد نظر قرار گیرد ‎,٩[‏ ۶۴و ۱۱۰]. ۱-۵-۷- جلوگیری از آلودگی آب در مرحله انحراف آبء پاکسازی بستر بازه رودخانه» حفر پی و آماده‌سازی بستر کار و ساخت بدنه آبشکن‌هاء حتی‌المقدور باید از ۲-۵-۷- جلوگیری از آسیب به زیست بوم و پناهگاه پرندگان و سایر جانوران و حذف گیاهان حاشیه رودخانه) پرهیز گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۰ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبشسکن‌های رودخانه‌ای ۳-۵-۷- زمان‌بندی اجرا دوره زمانی اجرا به گونه‌ای باید برنامه‌ریزی گردد که حداقل تاثیرات را بر حیات آبزیان و جانوران وابسته به سامانه رودخانه داشته باشد. به‌طور مثال, زمان اجرا منطبق بر فصل تولید مثل جانوران یا رشد و نمو گیاهان نباشد. هرچند که انطباق این شرایط با سهولت اجرای کار در فصل کم آبی رودخانه مشکل است. ۴-۵-۷ محدودیت ترافیک و جلوگیری از آلودگی صوتی سر و صدای ناشی از عملیات اجرایی باید در حد مجاز برای مناطق مسکونی اطراف و در حد ایمنی و راحتی جانداران باشد. همجنین میزان تردد ماشین آلات به کارگاه و محل اجرای طرح نیز باید برنامه‌ریزی گردیده و به حداقل ممکن کاهش یابد. در عین حال» پیش‌بینی لازم برای تردد مناسب مردم و احشام محلی در محدوده اجرای طرح و آبشخور رودخانه فراهم گردد. با احداث راه دسترسیء ساخت و تجهیز کارگاه و تامین مصالح اولیه» مهم‌ترین مرحله کارء آماده‌سازی میدان ساخت آبشکن‌ها در رودخانه از طریق انحراف آب » خشک کردن محدوده عملیات رودخانه‌ای و تامین شرایط اجرا با حضور جریان آب است. آماده‌سازی بستر کار رودخانه‌ای تابعی از عواملی مانند رژیم جریان در رودخانه (دایمی یا فصلیء سیلابی یا معتدل) اندازه رودخانه (عرض و عمق)» محدودیت طبیعی و توپوگرافی در انحراف موقت جریان رودخانه» موقعیت بازه (محدوده مسکونی شهری» روستایی» صنعتی» کشاورزی و غیره) و محدودیت‌های اجتماعی و زیستی» اهمیت رودخانه (شهری» صنعتی» مرزی و غیره) و محدودیت‌های ملی و منطقه‌ای» مدت زمان اجرای طرح و هزینه پروژه است. ساماندهی رودخانه و ساخت آبشکن‌ها در مقایسه با احداث سدهای مخزنی و انحرافی کم هزینه بوده و بازه زمانی اجرای آن نیز کم‌تر است. آزاین‌رو. می‌توان از روش‌های کم هزینه‌تر و با ریسک بیش‌تر استفاده نمود. به‌طورکلی بازه زمانی اجرای کار در رودخانه باید در دوره کم آبی» حتی‌الامکان یک ساله و با کم‌ترین ریسک سیل انجام گیرد. به‌طورکلی از لحاظ صعوبت کارء اجرای طرح رودخانه‌ای با شرایط وجود آب با عمق ۰/۵ تا ۱/۰ متر تفاوت چندانی با شرایط اجرا در خشکی ندارد. ولی اجرا در شرایط خشکی» سبب تامین پایداری بیش‌تر آبشکن‌ها همراه با حجم مصالح مصرفی کم‌تر خواهد بود. شرایط اجرا در اعماق بیش‌تر از یک متر نیازمند روش‌های خاص است |1۱۱۰ برای آماده‌سازی شرایط اجرای کار در رودخانه, دو روش عمومی با انحراف آب و بدون انحراف آب وجود دارد. هر یک از این دو روش بسته به شرایط خاص رودخانه و طرح و ساخت آبشکن‌هاء به گزینه‌های مختلفی به‌شرح زیر تقسیم می‌گردد: ۱-۶-۷- روش‌های ساخت با انحراف آب رودخانه ۱-۱-۶-۷ احداث دیواره هادی در این روش» یک دیواره هادی برای انحراف جریان در بستر رودخانه از بالادست اولین آبشکن و به‌صورت عصایی مطابق شکل -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها )۱۳ زهکشی مطابق شکل‌های فوق لازم است. گستره عرضی دیواره باید در حدی باشد که فضای کار در محل پنجه دماغه آبشکن کافی بوده و باعث کاهش شدید عرض رودخانه و افزایش زیاد عمق آب و سرعت جریان نگردد. ارتفاع دیواره با توجه به رژیم جریان در فصل کاری و کم آبی رودخانه و با توجه به موقعیت و اهمیت طرح با احتساب حداکثر سیل با دوره برگشت ۲ تا ۵ سال تعیین می‌گردد. این روش بیش‌تر در رودخانه‌های با عمق و سرعت جریان کم و با عرض زیاد و در فصل کم آبی» برای ساخت اولین آبشکن استفاده می‌گردد. برای ساخت دیواره هادی, از مصالح خاکی با رودخانه‌ای و مواد حاصل از حفر ترانشه زهکش می‌توان استفاده کرد. در رودخانه‌های بزرگ و دایمی (عریض و یا عمیق و با سرعت زیاد) که امکان اجرای دیواره با مصالح خاکی یا مخلوط درشت‌دانه نمی‌باشدء اجرای دیواره سنگ‌ریزه‌ای و یا جاگذاری تورسنگ‌های جعبه‌ای یا بلوک‌های بتنی توسط دراگ لاین انجام می‌یابد. در این حالت مطابق شکل (۳-۷- پ) ممکن است که مجرای زهکشی در نوار پیرامون آبشکن (جهت زهکشی بستر ساخت آبشکن) احداث شده و با پمپاژز به فضای بیرونی کار تخلیه گردد. با احداث اولین آبشکن» آبشکن اول به‌عنوان سازه انحراف جریان آب برای ساخت آبشکن بعدی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. در این‌صورت» دیواره هادی اولیه برداشته شده و از مصالح آن برای تکمیل سامانه انحراف آب توسط آب شکن ساخته شده (با رعایت الگوی عصایی در شکل ۳-۷- ب) استفاده می‌گردد. سپس» این الگوی حفاظتی به‌ترتیب برای ساخت آبشکن‌های بعدی تکرار خواهد شد. ۲-۱-۶-۷ احداث مجرای هادی جریان کم آبی در این روش» یک مجرای هادی مطابق شکل (۳-۷-ت) از بالادست اولین آبشکن برای انحراف و هدایت جریان کم آبی در جریان در بازه زمانی کار رودخانه‌ای تعیین می‌گردد. ارتفاع کف مجرای هادی بهتر است که پایین‌تر از تراز کف ترانشه پنجه آبشکن باشد تا نقش زهکشی بستر کار را نیز به‌عهده گیرد. این روش در رودخانه‌های فصلی,» با عمق و سرعت جریان خیلی کم و در فصل خشک یا کم آبی استفاده می‌گردد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۵ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار ی آبشکن‌های رودخانه‌ای (الف) جربان (پ) شکل ۳-۷- روش‌های انحراف آب در بستر رودخانه برای ساخت آبشکن‌ها -۳-۱-۶- انحراف موقتی و موضعی رودخانه در این روش رودخانه به‌طور موضعی و به‌صورت حلقوی مطابق شکل (۴-۷) از بالادست بازه مورد نظر متحرف شده و در فاصله‌ای در پایین‌دست مجددا به محرای طبیعی و اصلی خویش باز می‌گردد |۶۴۱|. انحراف جریان ممکن است مطابق شکل (۴-۷- الف) به‌طور کامل صورت یافته و بازه اجرای کار خشک گردد. این روش بیش‌تر برای رودخانه‌های با بده پایه کم نسبت به سیل متوسط سالانه مناسب است. ساخت آبشکن‌ها به‌ویژه در دو سمت رودخانه ساده‌تر بوده و نیاز به پمپاژ آب از محل ترانشه پنجه ر بشکه" ها نیز کم‌تر شده و امکان ساخت هم‌زمان تمام آبشکد ها وجود خواهد داشت. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها ۳۳ گاهی نیز ممکن است مطابق شکل (۴-۷- ب)» مجرای انحرافی تنها برای عبور جریان‌های پرآبی تا سیلابی در نظر گرفته شده» و جریان‌های کم آبی و حیاتی همچنان در رودخانه اصلی و در بازه کاری برقرار باشد. در این حالت, احداث یک محرای هادی نظیر شکل (۳-۷- ت) برای هدایت جریان کم آبی در بستر رودخانه ضروری خواهد بود. این روش بیش‌تر برای رودخانه‌های با بده پایه باللا نسبت به سیل متوسط سالانه (تغییرپذیری کم‌تر رژیم جریان در طول سال) مناسب است |۶۴ در هر دو صورت فوق» ظرفیت مجرای انحرافی رودخانه معادل حداکثر سیل محتمل در دوره زمانی ساخت آبشکن‌ها باید باشد. البته مجاز پروژه در بازه زمانی ساختء دوره بازگشت سیل محتمل و بده نظیر آن با کاربرد روش‌های هیدرولوژی تعیین می‌گردد. شکل شماره در طرح مجرای انحرافی» خصوصیات جریان و توان رودخانه نباید تفاوت قابل ملاحظه‌ای با شرایط نظیر در رودخانه اصلی داشته باشد در غیر این‌صورتء ناپایداری بازه جدید سبب افزایش فرسایش بستر رسوب‌گذاری در پایین‌دست شده» به ماهی‌ها و گیاهان و به بسیاری از جانوران می‌گردد ۶۴۱ پرهزینه‌ترین روش انحراف آب بوده و از محدودیت‌ها و نامطمئنی‌های طبیعی, زیستی و اجتماعی نیز برخوردار است. آزاین‌رو حتی‌الامکان از انتخاب این روش در ساماندهی رودخانه‌ها و ساخت آپشکن‌ها باید اجتناب نمود. رودخانه اصنی با دو انتهای بسته (الف) (ب) -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۷۳۴ راهنمای طراحی, ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای شکل ۵-۷- انحراف موضعی رودخانه وال (هلند) از طریق یک آبراهه طبیعی برای ساخت آبشکن‌ها [۱۴۵] ۲-۶-۷ روش‌های ساخت بدون انحراف آب رودخانه در رودخانه‌های بزرگ و دایمی (عریض» عمیق و با بده پایه زیاد) و یا در صورت وجود محدودیت‌های خاص (مانند رودخانه‌های مرزی» شهری و یا رودخانه‌های کشتیرانی عموما امکان انحراف رودخانه یا انحراف آب در بستر رودخانه فراهم نمی‌باشد. در این‌صورت عملیات ساماندهی و ساخت آبشکن‌ها در شرایط جریان طبیعی رودخانه در فصل کم آبی و در طول یک سال باید انجام در شرایط جریان آبء باید از مصالح ساختمانی با قطعات بزرگ و سنگین مانند سنگ‌های بزرگ» تورسنگ‌های جعبه‌ای, بلوک‌های بتنی (که در صورت نیاز برای تامین وزن کافی با کابل سیمی یا میله فولادی به‌هم متصل می‌گردند) یا کیسه‌های محتوی مخلوط ماسه و سیمان استفاده می‌شود. همچنین ممکن است آبشکن به‌صورت شمع‌ها یا دیواره سپری دو ردیفه (چوبی, فلزی با بتنی)» همراه با استقرار سنگریزه‌ها در حد فاصل بین دو ردیف ساخته شود. علاوه برآن» کاربرد فیلترهای دانه‌ای به‌صورت آزاد در آب جاری با سرعت و عمق زیاد ممکن نخواهد بود. برای این منظورء مواد فیلتری را می‌توان در تورسیمی تشکی با چشمه‌های ریز قرار داد مانند روکش تورسنگی بر روی بستر ساخت بدنه و ریشه آبشکن مستقر نمود و در صورت لزوم از میله‌های مهاری برای استقرار موقت آن بر روی بستر استفاده کرد. گزینه دیگر می‌تواند استفاده از روکش فیلتری ژئوتکستایل باشدء که با کمک میله‌های مهاری بر روی بستر به‌طور موقت استقرار یابد. در هر دو صورت» موقعیت لایه فیلتر (تورسنگی یا ژئوتکستایل) با استقرار مصالح اصلی آبشکن تثبیت خواهد یافت. همچنین با وجود جریان آب» عملا امکان حفر ترانشه پنجه آبشکن جهت حفاظت خاص در برابر آبشستگی فراهم نخواهد بود. در این شرایط می‌توان از گزینه‌های (۴) یا (۷) ارائه شده در بند (۲-۹-۲-۶-ج)» و مطابق شکل (۳۱-۶- ت) و (۳۱-۶- چ) استفاده نمود. در این حالت» مصالح بیش‌تری (به‌میزان ۱/۵ تا ۲ برابر بیش‌تر از شرایط کار در خشکی) با اندازه‌های بزرگ‌تر (حدود ۱/۵ برابر اندازه مصالح بدنه آبشکن) لازم بوده» که به‌صورت سکو در پیرامون دماغه و وجوه بالادست و پایین‌دست آبشکن قرار می‌گیرند. با -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آیشکن‌ها ۵ گذشت زمان و توسعه حفره آبشستگی پیرامون آبشکن» مصالح سکو به‌تدریج در بستر فرو رفته و به‌طور طبیعی استقرار یافته و حفاظت لازم در برابر آپشستگی را فراهم می‌سازد |1۱۰۴ وقتی سنگ‌ریزی از سطح آب به‌داخل آب جاری ریخته می‌شود. سنگ‌ها به‌فاصله‌ای در جهت پایین‌دست جابجا خواهند شد. میزان متوسط جابجایی سنگ‌های ریزشی (-]) بر حسب عمق موضعی آب (4۷ سرعت متوسط عمقی یا سرعت متوسط (0[]) و اندازه شاخص سنگ‌ها (10) از رابطه نیمه‌تجربی زیر (در سامانه واحدی بین‌المللی) قابل ارزیابی می‌باشد |۱۰۴۱ | 1 ]- 0.25۷17 2 )۱-۷( سنگ‌ریزی توسط دراگ لاین» بیل مکانیکی و یا ترکیبی از کمپرسی و لودر انجام می‌گیرد. در این صورت. حداقل شیب سنگ‌ریزی معادل (211: 1۷) باید باشد. به‌منظور اطمینان از پایداری آبشکن» سهولت اجرا و برای نگهداری و یا بازسازی احتمالی در نظر گرفته شود. جزییات بیش‌تر در بند (۲-۷-۲-۶) ارائه شده است. برای ساخت آبشکن‌ها بدون انحراف آب در رودخانه‌های بزرگ» یکی از سه روش اسکله‌ریزی, استفاده از شناور و روش ترکیبی به‌شرح زیر انتخاب می‌گردد. انتخاب هر یک از این سه روش به شرایط خاص رودخانه و طرح بستگی داشته و ماشین آلات, تحهیزات و مهارت‌های خاص خود را طلب می‌کند. در این روش مطابق شکل (۶-۷)» مراحل ساخت آبشکن به‌صورت گام به گام از ساحل بالای رودخانه به‌سمت میانه رودخانه انجام گیرد. شیوه اجرای کار مشابه ساخت اسکله‌ها و موج شکن‌های دریایی است. ابتدا اولین آبشکن از بالادست مورد نظر قرار در مرحله بعدء تاج ریشه آبشکن سکوی مناسبی برای استقرار ماشین‌آلات بوده که امکان استقرار مصالح را در امتداد بدنه آبشکن (از پای دیواره به‌سمت میانه رودخانه) فراهم می‌سازد. بدین ترتیب» ساخت آبشکن به‌صورت گام به گام تا موقعیت دماغه پیشرفت می‌کند. متناسب با عمق رودخانه و سطح آب در هنگام اجراء ممکن است تراز تاج اسکله‌ریزی در امتداد طولی آبشکن در چند مرحله (ابتدا تا تراز سطح آب و سپس در سطوح بالای آب) ساخته شود. با ساخت اولین آبشکن, انحراف و جدایی جریان به‌طور طبیعی برای فضای پایین‌دست فراهم آمده و شرایط هیدرولیکی جریان برای اجرای آبشکن بعدی تعدیل می‌گردد که به نوبه خود برای با توجه به سابقه کارهای دریایی در ایران» تجربه ساخت به روش آسکله‌ریزی یا سکوبندی بیش‌تر بوده و در شرایط جریان به‌سهولت قابل انجام است. در این روش استفاده از دراگ لاین برای کنترل بهتر مصالح ریزشی در زیر آب مناسب‌تر است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۶ راهنمای طراحی» ساخت و نگهداری آبنسکن‌های رودخانه‌ای ۲-۲-۶-۷ روش استفاده از شناور در این روش از شناور یا بارج به‌عنوان سکوی متحرک برای استقرار ماشین‌آلات و مصالح ساخت استفاده می‌شود. از شناورهای موجود.ء با اصلاحاتی می‌توان برای کارهای رودخانه‌ای استفاده نمود. در کاربرد شناورها جهت اجرای آبشکن‌ها در میانه رودخانه و از سطح آب موارد زیر باید مورد توجه قرار گیرد [۹۶] - دید کافی برای ایمنی کار در هنگام اجرا فراهم باشد. شرایط مه‌آلود ممکن است برای شناور و یا تاسیسات حاشیه رودخانه - اگر رودخانه کاربری ترابری دارد» عملیات اجرایی باید امکان تردد شناورها را با ایمنی کامل فراهم نماید. _ شرایط جریان؛ موج و باد باید برای شناور مناسب بوده و باعت اختلال در عملیات استقرار مصالح در زیر آب و9 پایداری - عملیات اجرا در زیر آب با دیده بانی غواصان کنترل گردیده تا مصالح و روکش‌ها در هنگام ریختن جابجا نشوند. ۳-۲-۶-۷ روش ساخت ترکیبی در این روش مطابق شکل (۶-۷)» ترکیبی از عملیات اسکله‌ریزی از خشکی (ساحل بالای رودخانه) با اجرا از درون آب (با استفاده از شناور) به‌ کار گرفته می‌شود. انتخاب روش ترکیبی بستگی به شرایط رودخانه» امکانات موجود و محدودیت زمانی در اجرای سریع آپشکن‌ها دارد. را ر ه ربشه دراگ ۸ ابشکن آبشکن در حال ساخت اساس یا 9 را شناور ‏ |۳۴1۵ ۲ 11 ۴ هه هد << شکل ۶-۷- روش ساخت آبشکن‌ها بدون انحراف آب رودخانه به روش اسکله‌ریزی گام به گام -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها ۱۳۷ آرایش و الگوی ساخت آبشکن‌ها با توجه به اصول و توصیه‌های زیر انتخاب و برنامه‌ریزی می‌گردد. - همه آشکن‌ها لزوما به‌طور هم‌زمان ساخته نمی‌شوند. - ابتدا اولین ردیف آبشکن در بالادست بازه رودخانه باید به‌طور کامل ساخته شود. آبشکن اول به‌طور مستقل کارایی خود را در سامانه رودخانه خواهد داشت. - آبشکن‌های دیگر به‌ترتیب از بالادست به پایین‌دست ساخته شوند. در این‌صورت» سامانه آبشکن‌های احدائی در هر مرحله اجرا به‌طور مستقل از کارایی لازم برخوردار خواهد بود. - اگر آبشکن‌ها در دو سمت رودخانه طرح گردیده, ساخت آبشکن‌ها باید به‌ترتیب از بالا به پایین‌دست و در دو سمت مقابل» در طی یک فصل کاری انجام یابد. ساخت آبشکن‌ها در یک سمت در سال اول و تکمیل ساخت آبشکن‌های سمت مقابل در فصل کاری سال بعد» ممکن است برای سمت مقابل (به‌ویژه در رودخانه‌های شریانی) خطرساز بوده و یا از نظر اجتماعی با مشکلات همراه باشد. - رعایت توالی ساخت آبشکن‌ها در یک فصل کاری ضروری نیست. ممکن است که آبشکن‌ها با توجه به روش انحراف آب و یا دسترسی به ماشین‌آلات و مصالح, با الگوهای مختلف (مانند الگوی یک در میان؛ زیگزاگی و مختلط) اجرا گردد. - الگوی ساخت باید انعطاف‌پذیر باشد. به‌دلیل نامطمئنی‌های طرح از نظر پتانسیل رسوب‌گذاری» گاهی پیشنهاد می‌شود که آبشکن‌های میانی ابتدا به‌صورت یک در میان اجرا گردد. سپس با ارزیابی کار کرد آپشکن‌ها در طی چند سیل (و حداکثر با گذشت دو سال) نسبت به لزوم ساخت آبشکن‌های باقی‌مانده و یا اصلاح آرایش آنها تصمیم گرفت. - الگوی ساخت باید بهینه و درعین حال مطمئن باشد. گاهی ممکن است که هم‌زمان با ساخت اولین آبشکن بالادست. مراحل پاکسازی و حفاری بستر ساخت آیشکن‌های پایین‌دست همراه با حفاظت ریشه و پنجه آیشکن‌ها انجام یابد. در این حالت با توقف کار یا با پایان فصل کاری رودخانه, خسارات قابل توجهی به اقدامات انجام شده وارد نگردیده و در عین حال پایداری بستر رودخانه و بستر ساخت آبشکن‌ها برای مراحل اجرای بعدی در فصل کاری آینده تامین می‌گردد. شکل (۷-۷) ساخت آبشکن‌ها در دو سمت رودخانه راین در هلند را نشان می‌دهد. برای ساخت سامانه آبشکن‌ها (با توجه به نوع رودخانه» روش انحراف آب و دسترسی به ماشین‌آلات و مصالح) الگوها و آرایش‌های مختلفی به شرح زیر به‌کار می‌رود: ۱-۷-۷ ساخت اولین ردیف آبشکن‌ها اولین ردیف آبشکن‌ها در بالادست بازه رودخانه باید به‌طور کامل در ابتدا ساخته شود. ساخت آبشکن‌ها در دو سمت مقابل باید در طی یک فصل کاری انجام یابد. ساخت اولین آبشکن یا اولین ردیف آبشکن‌هاء تجربه لازم را برای مدیریت ساخت دیگر آبشکن‌ها فراهم ساخته و در مرحله بعدی اجرا نیز به‌عنوان سازه انحراف آب برای ساخت آبشکن پایین‌دست موثر خواهد بود. آبشکن اول به‌طور مستقل کارایی کامل خود را در سامانه رودخانه داشته و در صورت توقف اجراء کار کرد آن راهنمای خوبی برای اصلاح طول» فاصلهء امتداده شکل دماغه و شدت حفاظت پنجه در برابر آبشستگی در مراحل بعدی اجراء خواهد بود. -------- صفحهٔ بعد -------- مره راهنمای طراحی,» ساخت و نگهداری ابنسکن‌های رودخانه‌ای ۲-۷-۷ الگوی ساخت یک در میان در این الگوی ساخت مطابق شکل (۸-۷)» آبشکن‌های ردیف اول و آخر در نظر گرفته شده, ولی آبشکن‌های میانی (واقع در حد فاصل اولین و آخرین ردیف) به‌صورت یک در میان اجرا می‌گردند. روند اجرا به‌صورت ساخت اولین ردیف آبشکن‌ها و سپس ساخت ردیف‌های یک در میان از بالادست به‌سمت پایین‌دست خواهد بود. این روش در شرایطی که آبشکن‌ها در یک سمت و یا در دو سمت رودخانه قرار گیرند. کاربرد دارد. اگر آبشکن‌ها در دو سمت رودخانه طرح گردیده, ساخت آبشکن‌های هر ردیف در دو سمت مقابل, در طی یک فصل کاری باید انجام یاب (شکل ۸-۷ فرضیه اصلی در انتخاب این نوع الگوی ساخت. نامطمئنی‌های موجود در برآورد بار رسوبی رودخانه و پتانسیل رسوب‌گذاری در میدان آبشکن‌هاء کاهش شدت تاثیرات بر بازه رودخانه و امکان تعدیل زمان اجرا و هزینه‌های ساخت است. از این‌رو پیشنهاد می‌شود. آبشکن‌های میانی ابتدا به‌صورت یک در میان اجرا و سپس با ارزیابی کارکرد آنها در طی چند سیل (و حداکثر با گذشت دو سال) نسبت به لزوم ساخت آبشکن‌های باقی‌مانده و پا اصلاح آرایش آنها تصمیم گرفت. همچنین در شرایطی که طول فصل کاری و امکانات فنی و بودجه برای آجرای کامل طرح در دوره یکساله محدود باشد. آزاین‌روش می‌توان استفاده نمود. به‌عبارت دیگر, سیمای کلی طرح در مرحله اول ساخت و در زمان کم‌تری جانمایی می‌شود. سپس در مرحله دوم» نسبت به تکمیل یا اصلاح طرح اقدام می‌گردد. این الگو برای رودخانه‌های با بار رسوبی زیاد و مواد زیاد شناور جامد و گیاهی» مناسب و توصیه می‌شود. ولی در رودخانه‌های با کاربری کشتیرانی» فاصله زیاد بین آبشکن‌ها ممکن است مانع از توسعه عمق مورد نیاز شناورها باشد. ۳-۷-۷ الگوی ساخت زیگزاگی این روش در شرایطی که آبشکن‌ها در دو سمت رودخانه قرار گیرند. کاربرد دارد. در این الگوی ساخت مطابق شکل (۸-۷)» آیشکن‌های سمت مقابل به‌طور هم‌زمان ساخته نشده و با تناوب زیگزاگی آرایش می‌یابند. فرضیه اصلی در انتخاب این نوع الگوی ساخت, تعدیل زمان اجرا و هزینه‌های ساخت است. به‌طوری که تنها نیمی از آپشکن‌ها در مرحله اول و در طول یک فصل کاری یک‌ساله اجرا شده و تکمیل و یا اصلاح طرح منوط به ارزیایی کارکرد آپشکن‌ها در طی چند سیل (و حداکثر با گذشت دو سال) می‌گردد. این الگوی ساخت ممکن است که برای رودخانه‌های عریض, کم عمق و شریانی, و یا رودخانه‌های ماربیجی با نسبت عرض به عمق زیاد مناسب باشد. ولی مطابق شکل (۸-۷) در رودخانه‌های با کاربری کشتیرانی» به‌دلیل امکان توسعه پیچانرودی مسیر خطالقعر (یا خط کشتیرانی)» و شستشوی رسوبات در حد فاصل آبشکن‌ها مناسب نخواهد بود. ۴-۷-۷ الگوی ساخت مختلط در ساماندهی یک بازه رودخانه با آبشکن‌هاء ممکن است که ترکیبی از الگوهای ساخت یک در میان و یا زیگزاگی استفاده گردد. در شرایطی که بازه رودخانه مورد نظر ترکیبی از مسیرهای مستقیم و پیچ‌ها بوده و تغییرات عرضی در طول بازه زیاد باشد. از الگوی‌های متفاوت در هر زیر بازه می‌توان استفاده کرد. به‌طور مثال در بازه‌های با عرض کم‌تر و با با راستای مستقیم؛ الگوی ساخت -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم - اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها ۱۳۹ آبشکن‌ها در دو طرف رودخانه استفاده گردد. الگوی ساخت زیگزاگی الگوی ساخت یک در میان شکل ۸-۷- الگوهای ساخت آبشکن‌ها در رودخانه ی ر ر رو -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۰ راهنمای طراحی» ساخت و نگهدار یآبشسکن‌های رودخانه‌ای ۸-۷- مراحل ساخت آبشکن‌ها ۱-۸-۷ حفاری بستر آبشکن عملیات آماده‌سازی بستر ساخت آپشکن‌ها باید با حداقل به‌هم خوردگی بستر و آن هم تنها در محدوده احداث آپشکن‌ها صورت گیرد. برای این منظور باید از ماشین‌آلات مناسب و از مدیریت بهینه جهت انتخاب بهترین راه دسترسی به‌داخل رودخانه و بستر کار استفاده نمود. برای یک حفاری مناسب در بستر رودخانه جهت ساخت آبشکن باید مراحل زیر را به‌ترتیب اجرا نمود: ۹-۱-۸-۷- پاکسازی بستر و دیواره رودخانه برای ساخت آبشکن‌ها باید محدوده اطراف آن را از گیاهان و آشغال و نخاله‌ها پاکسازی نمود. زیرا این مواد که بیش‌تر منشا آلی دارند باعث نشست پی و ایجاد شکاف در بدنه آپشکن بعد از ساخت خواهند شد. ۲-۱-۸-۷ برداشت لایه‌های ضعیف و نشست‌پذیر ظرفیت باربری کم ریزدانه بودن لایه‌ها و یا قابلیت انحلال و روانگرایی مواد سطحی و زیر سطحی باعث نشست‌های نامتجانس» زیرشویی و ناپایداری آبشکن خواهد شد. لایه‌های ضعیف تا حد امکان باید برداشت گردد. مواد زیر سطحی نامناسب (از نوع خاک‌های آلی و یا لای» باتلاقی» واگرا و یا رگه‌های گچی در نیمرخ خاک) باید برداشت گردیده و یا در صورت عمیق بودن به‌نحو مقتضی اصلاح و تحکیم یابد. به‌طور مثال با ریختن مخلوط درشت‌دانه قلوه‌سنگ و تخته سنگ (بدون مواد ریزدانه) و ایجاد تراکم نسبی» در صورت نیاز با افزودن هک یا مواد سیمانی (بتن غرقابی) بستر مناسبی ایجاد کرد. روش‌های دیگر تحکیم بستر بسته به اهمیت پروژه و نوع و مصالح آبشکن می‌تواند مورد نظر قرار گیرد. ۳-۱-۸-۷ اصلاح شیب دیواره رودخانه در بازه مورد نظر ممکن است دیواره طبیعی رودخانه ناپایدار» پای شیب فرسایش یافته و یا زاویه شیب زیاد باشد. برای جلوگیری از لغزش شیب و فرسایش دیواره در آینده (که ممکن است باعث خالی شدن اطراف ریشه آبشکن, فرار آب از پشت آبشکن و جدا شدن ریشه آبشکن از دیواره گردد)» بهتر است که قبل از شروع حفاری بستر» شیب دیواره‌ها اصلاح و به‌طور طبیعی پایدار گردد. در شرایطی که ارتفاع دیواره رودخانه زیاد باشدء اصلاح شیب ممکن است همراه با سکوبندی باشد. ۴-۱-۸-۷ آماده‌سازی بستر آبشکن جهت کاهش عمق و گستره حفاری» کم‌تر شدن هزینه عملیات حفاری و ساخت بدنه آبشکن و حفظ بستر طبیعی رودخانه» بهتر است بستر رودخانه در امتداد آبشکن به‌صورت پلکانی و سکوبندی آماده گردد. ۵-۱-۸-۷ حفر ترانشه دیواره آبشکن سازه‌ای است که از دو طرف (دیواره رودخانه و کف بستر) با زمین تماس داشته و جهت ایمنی باید در دیواره و بستر قفل گردد. اگر هر یک از این اتصالات ضعیف یا قطع گردد» سبب ناپایداری کلی آبشکن خواهد شد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل هفتم -اصول فنی و مراحل ساخت آبشکن‌ها )۸ قفل‌شدگی ریشه آبشکن به‌ویژه برای حفاظت در مراحل اولیه کار کرد آبشکن, یک اقدام اساسی است. مشخصات عمومی حفاظت ریشه آبشکن» جهت تعیین عمق و گستره عرضی و طولی حفر ترانشه دیواره» در بند (۳-۲-۶) ارائه گردید. ترانشه دیواره رودخانه از نظر سهولت اجرا بهتر است به‌صورت سکوبندی حفر گرددء تا عمق کافی برای استقرار مواد فیلتری و مصالح روکش حفاظتی فراهم گردد. ۶-۱-۸-۷ حفر ترانشه آبشستگ ترانشه پنجه در پیرامون آبشکن زمینه اصلی برای قفل‌شدگی بدنه آبشکن در کف بستر را فراهم می‌کند. ایمنی آبشکن در برابر (در بند ۲-۹-۲-۶-ج) تعیین می‌گردد. در شرایط اجرای کار در خشکی و یا کم آبی. ترانشه پنجه حفر و آماده می‌گردد. برای این کار عموما از بیل مکانیکی برای حفر ترانشه یا عمق مورد نیاز استفاده می‌گردد. یکی از موارد اجرایی مهم در ساخت آبشکن‌هاء ترتیب مراحل ساخت آبشکن‌ها است. در این صورت می‌توان برنامه‌ریزی‌های مدیریتی را برای استفاده بهینه از زمان و استفاده از ماشین‌آلات به‌منظور کاهش هزینه طرحء اجرای به موقع و منطبق با زمان‌بندی طرح انجام داد. ترتیب مراحل زمانی اجرای یک آبشکن به‌شرح زیر است: ۱-۲-۸-۷ اجرای ترانشه آبشستگی روش‌های حفاظت پنجه آبشکن‌ها در بند (۲-۹-۲-۶-ب) تشریح گردیده است. با حفر و آماده‌سازی ترانشه پنجه در پیرامون قفل‌شدگی بدنه آبشکن در کف بستر انجام می‌گردد. علاوه بر آن در صورت لزوم» فیلتر مناسب در کف ترانشه براساس مشخصات ۲-۲-۸-۷ اجرای ریشه آبشکن قفل‌شدگی ریشه آبشکن در دیواره و یکپارچگی سازه‌ای آن با بدنه آبشکن یک اقدام اساسی است. مشخصات عمومی حفاظت ریشه آبشکن؛ در بند (۳-۲-۶) ارائه گردیده است. با حفر و آماده‌سازی ترانشه دیواره رودخانه (ترجیحا به‌صورت سکوبندی)» ریشه آبشکن با مصالح اصلی هسته بدنه, مواد فیلتری و مصالح روکش حفاظتی اجرا می‌گردد. این مرحله همراه با قسمت اول (اجرای ترانشه آبشستگی) و یا بعد از آن انجام می‌شود. ۳-۲-۸-۷ اجرای بدنه آبشکن با اجرای ریشه و حفاظت پنجه پیرامون آبشکن در دو مرحله قبل, موقعیت قرارگیری آبشکن به‌طور کامل مشخص و زمینه برای اجرای بدنه آبشکن آماده می‌گردد. بدنه آبشکن ممکن است از مصالح همگن یا از مصالح ترکیبی ساخته شود. به‌طورکلی» ساخت -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۲ راهنمای طراحی؛ ساخت و نگهدار یآبشکن‌های رودخانه‌ای آبشکن‌ها با مصالح همگن (در ریشه» بدنه» پنجه و روکش آبشکن) به‌معنای پایداری بیش‌تر سازه نبوده و عموما نیز غیراقتصادی می‌باشد. این نوع ساختار بیش‌تر در رودخانه‌های بزرگ و دایمی (که امکان انحراف کامل آب فراهم نباشد) و عموما با استفاده از سنگ‌های با اندازه بزرگ» تورسنگ جعه‌ای یا قطعات بزرگ بتنی انتخاب می‌گردد. آبشکن‌هایی که با هسته مخلوط درشت‌دانه رودخانه‌ای پا مصالح پرکننده دیگر (نظیر کیسه‌های خاکی) و با روکش حفاظتی مقاوم طرح و ساخته می‌شوند. می‌تواند پایدار بوده و اقتصادی‌تر نیز باشد. انواع مصالح ساخت بدنه آبشکن» کیفیت مصالح و ضوابط فنی لازم؛ در بند (4-۲-۶) ارائه شده است. ساختار بدنه آبشکن بستگی به نوع مصالح و روش ساخت متفاوت بوده و برای هر گزینه به‌طور مجزا و تفصیلی در بند (۲-۹-۲-۶-الف) ۴-۳-۸-۷ اجرای فیلتر و روکش درصورتی که هسته اصلی بدنه آبشکن از مصالح مخلوط خاکی ساخته شده باشدء نیاز به فیلتر و روکش حفاظتی خواهد بود. در این موردء فیلتر و روکش حفاظتی هم‌زمان با ساخت بدنه آبشکن, با اجرای لایه به لایه از سطح پایین انجام می‌گردد. روش ساخت مشابه با اجرای لایه به لایه سدهای کوچک خاکی است. ۵-۲-۸-۷ اجرای تاج آبشکن مرحله پایانی؛ اجرای تاج آبشکن با مصالح فیلتری و روکش حفاظتی بدنه است. ارتفاع و عرض تاج آبشکن به‌ترتیب براساس ضوابط ارائه شده در بندهای (۶-۲-۶) و (۷-۲-۶) تعیین می‌گردد. در مرحله اول ساخت. ممکن است به‌دلیل کاهش تاثیرات سریع ریخت‌شناسی و یا نامطمئنی طرح در توجیه اقتصادی,» تاج آبشکن تا درصدی از ارتفاع نهایی طراحی شده اجرا شود. ارتفاع باقی‌مانده تا نزدیکی ارتفاع دیواره اصلی رودخانه اجرا شود. به‌هرحال روش اجرای مرحله‌ای تاج آبشکن ریسک‌پذیر بوده و به‌دلیل خطرات احتمالی ناشی از استغراق آبشکن‌ها (درست بعد از ساخت) و تخریب ریشه و بدنهء باید با توجیه کافی برای کارفرما همراه باشد. ۹-۷- پاکسازی و ب‌هسازی بستر رودخانه بعد از انجام مراحل اجرا در هر فصل کار و نیز در پایان پروژه بقایای خاکریزهای انحراف آب و مقدار قابل توجهی مواد حاصل از حفاری‌ها باقی می‌ماند. پاکسازی بستر برای جلوگیری از ناهنجاری‌های جریان در آینده و ایمنی کار کرد آبشکن‌ها ضروری است. دور کردن مصالح باقی‌مانده عموما وقت و هزینه زیادی را در بر دارد. این مصالح ممکن است در فضای حد فاصل آبشکن‌ها و کناره دیواره رودخانه پخش گردد.ء به‌طوری که برای مراحل ساخت تکمیلی استفاده گرددء یا به تثبیت طبیعی کناره رودخانه کمک نماید. ۱۰-۷ حفاظت دیواره بالا و حریم رودخانه ایمنی و کار کرد آپشکن‌ها مستقیما تحت تاثیر عوامل تخریبی و نحوه کاربری نوار ساحل بالای رودخانه (یا حریم رودخانه) است. در مراحل ساخت پروژه» حفاظت و تثبیت ساحل بالا و حریم رودخانه نباید کمرنگ» حذف و یا به مرحله بهره‌برداری و نگهداری پروژه انتقال داده شود. اصول و راهکارهای اجرایی حفاظت حریم رودخانه به تفصیل در بند (۳-۶) ارائه شده است.