مدل سازی ریاضی یک بعدی آبشستگی پایه های پل (مطالعه موردی: پل فلزی رودخانه اعلاء)

آبشستگی پایه های پل یکی از مهمترین عوامل تهدید کننده پایداری پل های احداث شده بر روی رودخانه ها می باشد. در اثر آبشستگی حفره هایی در اطراف پایه بوجود آمده و موجب می شود که پل در اثر یک سیل بزرگ ویران گردد.تا کنون مطالعات زیادی جهت تخمین عمق آبشستگی اطراف پایه های پل انجام پذیرفته است، که به علت پیچیدگی پدیده، هنوز راه حل واحدی که بتواند طراحان را قادر به تخمین عمق آبشستگی نماید ارائه نشده است. محققانی جون لارسون،گارد،نیل،شن،هانکو، بروزرز، ا لیوت و بیکر، رادکیوی و اتما، ملویل و ساترلند، چیو و جانسون هر کدام تحقیقات با ارزشی انجام داده و روی عوامل موثر بر عمق آبشستگی مطالعه نموده اند. خصوصیات جریان، شکل هندسی آبراهه و پایه و خصوصیات رسوب عوامل می باشند که توسط محققان فوق مورد بررسی قرار گرفته است. برای مدل سازی پارامترهای هیدرودینامیکی جریان (y,v…) در این تحقیق از اصل مدل faster استفاده شده است. این مدل در ابتدا توسط کاشفی پور(2001) به منظور شبیه سازی جریان و انتقال املاح در رودخانه و خلیج بسط داده شده و در این پروژه نیز با تلفیق مدل های تجربی آبشستگی قادر به شبیه سازی فرآیند آبشستگی و محاسبه عمق گودال شده است.مدل یک بعدی faster قادر به شبیه سازی جریان و انتقال املاح و رسوب در سیستم های رودخانه ای و خلیج در شرایط غیردائمی و زیر بحرانی می باشد.در این مدل می توان برای شرایطی که رودخانه تحت تاثیر جزرومد باشد استفاده کرد. برای شبیه سازی شرایط هیدرو دینامیکی جریان معادلات سنت ونان بصورت عددی حل شده اند. برای حل عددی معادلات پیوستگی و مومنتوم از الگوی کرانک نیکلسون به همرا روش staggered با اندازه شبکه متغییر استفاده شده است.بعد از حل عددی از معادلات حاکم بر جریان و کار کردن مدل با استفاده از خروحی های مدل که همان عمق و سرعت می باشد به محاسبه پارامترهای مجهول مدل های تجربی آبشستگی (ds) پرداخته می شود. در این تحقیق از مدل های برای محاسبه عمق آبشستگی استفاده شده که هرکدام براساس شرایط محلی که این فرمول در آنجا مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته،پارامترهای متفاوتی دارند ولی با پارامترهای که در همه ی این مدل ها موثر و ثابت می باشد پارامتر های هیدرودینامیکی جریان مثل yو vو سرایط فیزیکی پل و بستر جریان(شکل پایه ،دانه بندی کف) می باشد. در انتها با مقایسه خروجی های هر کدام از این مدل های تجربی تحت شرایط کاملا یکسان با هم وبا شرایط واقعی، به انتخاب فرمول مناسب طرح اقدام نموده ایم که در اینجا رابطه فروهلیچ بیش از همه به واقعیت نزدیک بود.