مدل سازی اثر صفحات مستغرق تخت و شکسته، بر کنترل فرسایش ساحل خارجی آبگیر رودخانه با استفاده از نرم افزار flow-3d (مطالعه موردی: آبگیر شهید اسکندری، رودخانه مارون)

مقاله مدل سازی اثر صفحات مستغرق تخت و شکسته، بر کنترل فرسایش ساحل خارجی آبگیر رودخانه با استفاده از نرم افزار flow-3d (مطالعه موردی: آبگیر شهید اسکندری، رودخانه مارون)

کنترل و جلوگیری از فرسایش پذیری در قوس خارجی و رسوب گذاری در قوس داخلی رودخانه ها همواره یکی از مهم ترین مسائلی است که مهندسین عمران (مهندسی آب) با آن مواجه هستند. این مسئله همواره جهت دست یابی به ظرفیت حداکثری (دبی بیشینه)، نگهداری رودخانه و کانال در یک عمق معین جریان، بهبود و اصلاح رژیم رودخانه ها و هم چنین جلوگیری از فرسایش سواحل مورد توجه می باشد. استفاده از صفحات مستغرق به شکل کنونی جهت کنترل فرسایش قوس خارجی توجه بسیاری از محققین داخلی و خارجی را به خود معطوف داشته است. مشکل کلی همواره در پیچ رودخانه ها، تغییر پروفیل عرضی سرعت جریان است که تحت تاثیر دبی رودخانه و شرایط کانال، موجب فرسایش قوس خارجی رودخانه می شود و وقتی که جریان آب به محدوده پیچ نزدیک می شود، در قوس خارجی رودخانه نیروی گریز از مرکز موجب یک جریان عرضی شده به طوری که غیریکنواختی در پروفیل قائم سرعت ترکیب و حداکثر سرعت جریان سطحی به طرف خارج و حداقل سرعت جریان در نزدیکی بستر به طرف داخل پیچ عمل می کند. این افزایش سرعت در ساحل خارجی باعث بالا رفتن تنش برشی و در نتیجه افزایش فرسایش ساحل می گردد. نتیجه این تغییرات، تقویت جدی چرخش عرضی (حرکت مارپیچی یا حلزونی) جریانات ثانویه در طول مسیر جریان است. این صفحات با تولید جریان چرخش ثانویه در جریان، مقدار و جهت تنش برشی بستر را تغییر داده و باعث بالا آمدگی بستر در محدوده صفحات و فرو افتادگی بستر در مجاورت صفحات و به طور کلی از فرسایش ساحل خارجی جلوگیری می نماید. در این پژوهش با انتخاب و مدل سازی هندسه کانال (آبگیر) قوسی شکل شهید اسکندری شهرستان بهبهان، منشعبه از رودخانه مارون و هم چنین استفاده از داده های سرعت و عمق جریان (داده ها توسط محقق در محل کانال و به صورت فیزیکی برداشت گردیده است)و شبیه سازی کانال در حالت قبل و بعد از نصب صفحات مستغرق در نرم افزار flow-3d انجام و نتایج سرعت و انرژی جریا ن در هر دو حالت مقایسه گردیده است. کلیه شبیه سازی ها در حالت بعد از نصب صفحات مستغرق نیز با 4 آرایش مختلف از صفحات مستغرق با یکدیگر مقایسه گردیده تا بهترین حالت کاهش انرژی جریان در این شبیه سازی مشخص گردد که نهایتا مشاهده گردید بهترین میزا ن کاهش انرژی جریان در این شبیه سازی ها به ترتیب متعلق به نمونه اول (صفحات 2 ردیفه موازی با زاویه 20 درجه و شکل تخت) و نمونه دوم (صفحات 2 ردیفه موازی با زاویه 20 درجه و شکل غیر تخت) و نمونه سوم (صفحات 2ردیفه با زاویه 30 درجه و شکل تخت)و نمونه چهارم (صفحات 2 ردیفه غیر موازی با زاویه 20 درجه و شکل تخت) می باشد.