بررسی پدیده آبشستگی در محل پایه های پل با استفاده از مدل faster (مطالعه موردی پل مشراگه)

پل ها از جمله مهمترین سازه های رودخانه ای هستند. یکی از موثرترین عوامل تخریب پل ها، آبشستگی موضعی اطراف پایه پل می باشد. همه ساله پل های زیادی در سراسر جهان به دلیل در نظر نگرفتن نقش عوامل هیدرولیکی تخریب می شوند. بر این اساس برای یک طراحی مطمئن، تخمین دقیق عمق آبشستگی در اطراف پایه های پل ضروری به نظر می رسد. این مطالعه به منظور برآورد عمق آبشستگی در محل پایه های پل مشراگه صورت گرفت. پل فلزی مشراگه در نزدیکی شهرستان رامشیر بر روی رودخانه جراحی احداث گردیده است. ابتدا معادلات هیدرودینامیک جریان در رودخانه (معادلات سنت-ونانت) با استفاده از مدلfaster بصورت عددی حل شدند. داده های مورد نیاز برای مدلسازی دینامیک جریان شامل مقاطع عرضی، تعداد مقاطع، فاصله مقاطع از یکدیگر به صورت تجمعی، هیدروگراف سیل در بالادست، منحنی دبی- اشل در پایین دست و ضریب زبری منطقه می باشد. فرض بر این است که جریان در رودخانه زیربحرانی بوده و کلیه محاسبات از پایین دست به بالا دست انجام می شود. مهمترین خروجی های این بخش شامل دبی جریان، سرعت متوسط جریان و تراز سطح آب می باشد. روابط تجربی محاسبه عمق آبشستگی نیز به صورت زیر برنامه برای مدل تعریف شده اند. با استفاده از داده های شرایط هیدرولیکی، مشخصات هندسی پایه پل و مشخصات مربوط به مواد بستر، عمق آبشستگی در محل پایه ها بوسیله فرمول های معرفی شده و به ازای دبی های مختلف برآورد گردید. میزان عمق آبشستگی به ازای دبی با دوره بازگشت های 2 ساله، 5 ساله، 10ساله، 25 ساله، 100 ساله محاسبه شد. از آن جایی که دوره بازگشت متوسط سیل سالیانه 33/2 ساله است (گرید و همکاران، 1998) و آبشستگی محلی پیرامون پایه های پل نیز فرآیند نسبتاً سریعی است، بنابراین برای برآورد عمق آبشستگی در محل پایه های پل معمولاً دبی سیل با دوره بازگشت 2 ساله مد نظر قرار می گیرد. عمق اندازه گیری شده ی آبشستگی در محل پایه حدود 2 متر می باشد. مقایسه نتایج حاصل از روابط تجربی و مقدار واقعی اندازه گیری شده نشان می دهد روابط فروهلیچ (1996) و جانسون (1995) نتایج قابل قبولی را ارائه می-دهند و روابط جین – فیشر (1977)، ملویل- ساترلند (1988) و ملویل (1997) عمق آبشستگی را بیشتر از مقدار واقعی برآورد می کنند. نتایج بدست آمده از این تحقیق با نتایج بدست آمده از جانسون (1995)، گرید و همکاران (1998) و احمد و همکاران (2005) مطابقت دارد.