تأثیر نشت رو به بالا بر میزان آب شستگی بستر پایین دست سازه های کنترل شیب

سازه ی کنترل شیب از جمله سازه های هیدرولیکی می باشد که به منظور تثبیت بستر رودخانه های با شیب تند با هدف کاهش انتقال رسوب بستر و یا در بستر کانال های خاکی، نظیر زهکش ها، کاربرد زیادی دارد. از جمله مسئله مهمی که عامل ناپایداری سازه می شود، آبشستگی موضعی پایین دست آن می باشد. از این رو مطالعات زیادی، عمدتاً در فلوم های کوچک، صورت گرفته است که منجر به ایجاد روابط متعددی برای پیش بینی عمق حفره فرسایشی شده است. با توجه به نتایج مختلف بدست آمده همواره برای طراحان این نگرانی وجود دارد که کدام رابطه برای طراحی از دقت بیشتری برخوردار است. ازطرفی در طول سالیان گذشته متغییرهای تاثیر گذار بیشتری بر پدیده آبشستگی شناسائی که به تدریج مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از متغییرهای بسیار مهم که هنوز تاثیر آن بر میزان آبشستگی بررسی نشده است، تاثیر نشت روبه بالا است. لذا در این تحقیق از طریق ساخت مدل فیزیکی سازه کنترل شیب با مقیاس نسبتا بزرگ و انجام آزمایش های متعدد در این مدل ابتدا با استفاده از سه نوع اندازه رسوب بستر و برقراری سه مقدار دبی مختلف وتحت شرایط سه عمق مختلف پایاب، پروفیل حفره آب شستگی، بدون منظور کردن نشت از بستر، اندازه گیری گردید. سپس با استفاده از داده های اندازه گیری تعدادی از روابط موجود مورد مقایسه قرار گرفت و مناسب ترین این روابط معرفی شدند. در سری دوم، آزمایش های فوق با منظور نمودن نشت از بستر(با تعداد پنج دبی) تکرار شد. هدف این سری از آزمایش ها بررسی تاثیر نشت آب از بستر می باشد که برای اولین بار در پائین دست جت های عمودی مورد بررسی قرار می گیرد. نشت از بستر معمولا در این سازه ها به دلیل اختلاف تراز سطح آب دو طرف سازه کنترل شیب و یا به دلیل اختلاف تراز سطح آب زیرزمینی اطراف رودخانه با سطح آب درون رودخانه بوجود می آید. نتایج این تحقیق نشان داد که میزان نشت از بستر بطور قابل ملاحظه ای باعث کاهش حداکثر عمق آبشستگی می شود در حالیکه ابعاد حفره آبشستگی بخصوص طول آن افزایش می یابد. نتایج این بخش از تحقیق نیز با نتایج تحقیقی که بر روی جت های افقی قبلا انجام شده است مقایسه گردید و نشان داده شد که نتایج این تحقیق با نتایج بر روی جت افقی بدون کف بند افقی منطبق ولی با نتایج بر روی جت افقی با کف بند متفاوت است. به منظور بررسی علل نتایج حاصله، اندازه گیری مولفه های سه بعدی سرعت در شرایط با و بدون نشت رو به بالا درون حفره آبشستگی انجام گردید. نتایج نشان داد که مولفه رو به پائین سرعت در نزدیکی بستر در شرایط نشت کاهش می یابد و این باعث کاهش نیروی بالابرنده و در نتیجه کاهش ابعاد حفره آبشستگی می گردد. دراین تحقیق روابطی برای ابعاد حفره آبشستگی در شرایط با وجود نشت رو به بالا ارائه گردیده است