
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,411 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,272 |
توسعه مدل عددی یک بعدی رسوبگذاری با دانهبندی غیر یکنواخت در حوضچههای ترسیب با استفاده از روش تنصیف زمان | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 28، شماره 3، مهر 1400، صفحه 27-47 اصل مقاله (1.87 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2022.19239.3470 | ||
نویسندگان | ||
مریم تیموری یگانه1؛ محمد مهدی حیدری* 2؛ رسول قبادیان3 | ||
1گروه مهندسی آب دانشگاه رازی، کرمانشاه | ||
2گروه مهندسی آب-پردیس کشاورزی و منابع طبیعی-دانشگاه رازی-کرمانشاه | ||
3گروه مهندسی آب دانشگاه رازی کرمانشاه | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: روشهای مختلفی برای جلوگیری از ورودی رسوبات معلق به کانالهای آبیاری وجود دارد که یکی از این روشها, احداث حوضچههای ترسیب در ابتدای شبکه آبیاری میباشد. سرعت آب در این سازه باید آنقدر کم باشد که رسوبات معلق تا قطر مشخصی در حوضچههای ترسیب تهنشین شود و غلظت رسوبات در جریان خروجی حوضچه کاهش یابد. راندمان ترسیب که نسبت غلظت رسوبات خروجی به ورودی است باید قبل از طراحی حوضچه ترسیب با توجه به ابعاد هندسی سازه، خصوصیات هیدرولیکی و مشخصات رسوبات ورودی تعیین شود تا برای مدیریت و بهرهبرداری از آن برنامهریزی شود. هدف از این تحقیق، ارائه مدل عددی یک بعدی رسوبگذاری در حوضچه ترسیب با در نظر گرفتن دانهبندی رسوبات ورودی است که علاوه بر تخمین راندمان تلهاندازی در حوضچه، تغییرات کف حوضچه، دانهبندی رسوبات خروجی از حوضچه و غلظت رسوب در هر مقطع را نیز محاسبه میکند. مواد و روشها: در این تحقیق به منظور شبیه سازی رسوبگذاری در حوضچه ترسیب ابتدا یک مدل عددی توسعه یافت و سپس به بررسی تاثیر عوامل هندسی حوضچه بر راندمان تلهاندازی رسوب پرداخته شد. در مدل عددی یک بعدی توسعه یافته، معادلات حاکم بر جریان و رسوب به ترتیب حل گردید. برای صحت سنجی نتایج مدل عددی از دادههای آزمایشگاهی البارودی (1969) که شامل یک حوضچه ترسیب مستطیلی به طول 2446/1 متر و عرض 4572/0 متر میباشد استفاده گردید. البارودی برای دبیهای مختلف مقدار 200 میلی گرم بر لیتر رسوب با قطر مشخص را به درون حوضچه ترسیب وارد و بعد از مدت زمان مشخصی مقدار غلظت خروجی از حوضچه را اندازهگیری کرد. همچنین از دادههای صحرایی حوضچه رسوبگیر نکوآباد اصفهان (شتاب بوشهری و همکاران، 2010) به منظور صحت سنجی استفاده گردید. یافتهها: نتایج صحت سنجیهای راندمان تلهاندازی نشان داد که مقدار متوسط ریشه دوم میانگین مربع خطا مدل عددی برای آزمایشات البارودی (1969) 15/6 درصد و برای حوضچه ترسیب سمت چپ و راست بهترتیب 13/8 و 77/6 درصد میباشد. همچنین راندمان تلهاندازی برای کلیه ذرات رسوب و برای هر گروه ذرات نسبت به طول حوضچه مورد بررسی قرار گرفت نتایج نشان داد که با افزایش فاصله از ابتدا حوضچه، مقدار راندمان ترسیب افزایش مییابد به طوری که در انتهای حوضچه حدود 6/38 و 7/29 درصد رسوبات به ترتیب در حوضچه چپ و راست تهنشین میشود. تراز کف حوضچه ترسیب نیز بدلیل تهنشینی رسوبات تغییر مییابد. میزان این تغییرات در کف حوضچههای ترسیب در ابتدای سازه بدلیل غلظت بالای رسوبات ورودی بیشتر از انتها میباشد. میزان این تغییرات در کف حوضچههای ترسیب سمت چپ و راست با استفاده از شبیه سازی مدل عددی تحقیق حاضر بعد از مدت سه ماه به ترتیب حدود 4/23 و 20 سانتیمتر بدست آمد. نتیجه گیری: پس از توسعه و صحتسنجی مدل عددی، عملکرد حوضچههای تهنشینی نکوآباد و مدل آزمایشگاهی البارودی با استفاده از مدل عددی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که متوسط راندمان تلهاندازی رسوب برای حوضچه ترسیب سمت چپ و راست 5/36 و 3/27 درصد میباشد. بنابراین مقدار زیادی رسوب به داخل شبکه آبیاری وارد میشود. به منظور اصلاح حوضچههای ترسیب نکوآباد و افزایش راندمان تلهاندازی رسوب میتوان طول، عرض و یا عمق حوضچه را افزایش داد. بدین منظور با افزایش یکی از متغیرهای فوق و ثابت نگه داشتن بقیه پارامترها، مدل عددی اجرا و راندمان تلهاندازی محاسبه شد. نتایج نشان داد که افزایش طول حوضچه ترسیب سمت چپ و افزایش عرض حوضچه سمت راست سد نکوآباد بیشترین تاثیر را بر راندمان تلهاندازی دارد. | ||
کلیدواژهها | ||
حوضچه ترسیب مستطیلی؛ راندمان تله اندازی؛ مدل عددی یک بعدی؛ رسوبات غیریکنواخت | ||
مراجع | ||
1.Ali, K.M.M., and Lim, S.Y. 1986. Local scour caused by submerged wall jets. Proceedings of the Institution of Civil Engineers. 81: 4. 607-645.
2.Daneshfaraz, R., Chabokpour, J., and Dasineh, M. 2019. The experimental investigation of the maximum depth and length of the created pit holes due to the bed material removal under subcritical flow condition. Journal of Water and Soil Conservation. 26: 1. 111-130. (In Persian)
3.Dasineh, M. 2017. Laboratory review of the transfer of pits made under the influence of riverbed. Master's Thesis. Maragheh University. Civil Engineering Department. (In Persian)
4.Haghnazar, H., Hashemzadeh, B.A., Amini, R., and Saneie, M. 2019. Experimental study on appropriate location of river material mining pits regarding extraction and utilization. Journal of Mining and Environment.10: 1. 163-175.
5.Haghnazar, H., Sangsefidi, Y., Mehraein, M., and Tavakol, D.H. 2020. Evaluation of infilling and replenishment of river sand mining pits. Environmental Earth Sciences. 79: 362.
6.Lade, A.D., Deshpande, V., Kumar, B., and Oliveto. G. 2019. On the morphodynamic alterations around bridge piers under the influence of instream mining. Water. 11: 8. 1676.
7.Lade, A.D., Deshpande, V., and Kumar, B. 2019. Study of flow turbulence around a circular bridge pier in sand mined stream channel. Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Water Management. 173: 5. 217-237.
8.Lee, S.O., Seungh, K., and Sturm, T.W. 2004. Comparison of laboratory and field measurements of bridge pier scour. 2nd International Conference on Scour and Erosion, Singapore.
9.Li, J., Qi, M., and Jin, Y. 2013. Experimental and numerical investigation of riverbed evolution in post-damaged conditions. Proceeding of 2013 IAHR World Congress, China.
10.Majedi, M.A., Daneshfaraz, R., and Valizadeh, S. 2019. Experimental study of river sand and gravel mining on scouring pattern around pier group. Journal of Hydraulics. 143: 3. 1611-1633. (In Persian)
11.Majedi, M.A., Daneshfaraz, R., Abraham, J., and Valizadeh, S. 2021. Effects of hydraulic characteristics, sedimentary parameters, and mining of bed material on scour depth of bridge pier groups. Journal of Performance of Constructed Facilities. 35: 2. 04020148.
12.Masjedi, A., Bajestan, M.S., and Kazemi, H. 2010. Effects of bridge pier position in a 180 degree flume bend on scour hole depth. Journal of Applied Sciences. 10: 8. 670-675.
13.Mehdizade, S., Ghorghi, M., and Shadi, A. 2020. Assessment of effective indexes for optimal site selection of river material mining, case study: Talvar River in Kurdistan province. Journal of Watershed Engineering and Management. 12: 1. 153-165. (In Persian)
14.Melville, B.W. 1997. Pier and abutment scour: integrated approach. Journal of Hydraulic Engineering. 123: 2. 125-136.
15.Melville, B.W., and Chiew, Y.M. 1999. Time scale for local scour at bridgepier. Journal of Hydraulic Engineering. 125: 1. 59-65.
16.Raudkivi, A.J., and Ettema, Robert. 1983. Clear water scour at cylindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering. 109: 3. 338-350.
17.Saneie, M., Ghafouri , M.A., Davoudi, M.H., and Amiri, E. 2011. Effects of gravel and sand mining location on scour bridge pier. 4th Iran Water Resources Management Conference, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran. (In Persian)
18.Shen, H.W. 1969. Mechanics of local scour: supplement, methods of reducing scour. Colorado State University, Engineering Research Center Fort Collins Co. United States 80523. 39. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 420 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 278 |