طراحی هندسه آبشکن ها با منظور داشتن اثر رسوب به کمک بهینه سازی ریاضی

آبشکن های رودخانه ای، از سازه های مهم ساماندهی رودخانه به شمار می آیند. آبشکن ها سازه های متقاطع یا عرضی هستند که از دیواره رودخانه به سمت محور جریان توسعه یافته و کارایی اصلی آنها، انحراف جریان از کناره رودخانه و هدایت آن به سمت مجرای اصلی است. علی رغم کاربرد گسترده آبشکن ها، هنوز ضوابط عمومی برای طراحی مطمئن آبشکن ها ارائه نشده و کاربرد نتایج تجربی و نیمه تجربی موجود برای شرایط محدودی توصیه شده است. در این مطالعه به منظور ارائه نتایج تحلیلی در خصوص هندسه و آرایش بهینه آبشکن ها با توجه به هدف حداقل آبشستگی و حداکثر رسوب گذاری، طول و فاصله مناسب برای آبشکن ها متکی بر روش های ریاضی بهینه سازی ارائه گردید. بدین منظور ابتدا با شبیه سازی مدل رسوب گذاری و آبشستگی پیرامون آبشکن ها، هندسه مورد نظر تعیین و سپس با اتصال مدل تحلیل گر رسوب ssiim و مدل بهینه ساز الگوریتم ژنتیک، آرایش بهینه آبشکن ها تهیه گردید. نتایج تحقیق در حوزه مدل های ارائه شده نشان داد طول بهینه آبشکن 20% عرض کانال بوده که با توصیه نشریه 311-الف وزارت نیرو انطباق مناسبی دارد. از طرفی نسبت فاصله بهینه به طول آبشکن 8/5 برآورد گردید که این مقدار نیز با توصیه نشریه 311-الف وزارت نیرو همخوانی دارد. در نهایت بهینه سازی همزمان طول و فاصله برای آبشکن بالادست نشان داد که مقادیر بدست آمده در محدوده ارائه شده در تحقیقات پیشین قرار دارد.