تعیین زمانی آبشستگی پایین دست جت های ریزشی با استفاده از شبیه سازی آزمایشگاهی

پدیده آبشستگی یک جریان دو فازی شامل آب و رسوب می باشد که به روش نظری کمتر مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است و عموماً از مطالعات صحرایی یا آزمایشگاهی برای شبیه سازی شرایط خاص استفاده شده است . درک و استنباط از فرایند های فیزیکی و مدل کردن حرکت آب و رسوب دررودخانه ها , مصب ها و سواحل در سالهای اخیر پیشرفت های زیادی داشته است . اگر چه این پیشرفت ها به سیستم های مدل های آماده ریاضی منجر شده است , لیکن این تحقیقات , موضوعات پژوهشی جدیدی را هم مطرح ساخته اند ,که یکی از این موضوعات تعامل زمانی بین جت های ریزشی و رسوب در یک رودخانه می باشد . تحقیقات حاضر بر اساس آزمایشات صورت گرفته روی مدل فیزیکی شامل مدل جت برخوردی و رسوب شکل گرفته است . در این تحقیق به بررسی تغییرات پروفیل طولی و عرضی حوزه آبشستگی , بررسی تغییرات ابعاد حفره آبشستگی و تغییرات ابعاد برآمدگی رسوبات ناشی از حفره آبشستگی در پایین دست آن در اثر تغییرات پارامتر های ارتفاع ریزش و عمق پایاب در زمان پرداخته شده است . بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی عمق و عرض حفره آبشستگی و نیز ارتفاع برآمدگی رسوبات با افزایش زمان افزایش می یابد . اما نقطه قابل توجه روند تاثیر زمان و تاثیر عمق پایاب می باشد که جای بررسی و توجیه بسیار دارد . برای هر جت لوله ای با زوایه های افقی ،45 درجه و90درجه مختلف که ذارای سطح مقطع یکسان می باشند تحت 3 دبی مختلف و ارتفاع های ریزش cm 40 ,cm60 , cm80 و عمق های پایاب cm 4 ، cm 8 ، cm 12 در نظر گرفته شد و آزمایشات در زمانهای 5 , 10 و 30 دقیقه برداشت و مورد تحلیل قرار گرفت . در این آزمایشات حداکثر عمق آبشستگی hs , حداثر عرض حفره آبشستگی ws حداکثر طول حفره ls و طول کل تاثیر گرفته از پدیده lst و نیز حداکثر ارتفاع تپه حاصل از آبشستگی hm برداشت گردید . انتخاب ابعاد فوق پس از چند آزمایش مقدماتی صورت گرفت تا بتوان از این طریق به تحلیل فرمول dot که یک فرمول تجربی مهم بدست آمده توسط اداره حمل و نقل ایالات متحده می باشد , پرداخت . در بررسیهای مقدماتی مشخص شد که تاثیر زاویه ریزش و درصد تغییرات ارتفاع پایاب فوق العاده موثرتر از تاثیر درصد تغییرات ارتفاع ریزش می باشد . و نیز نتیجه گیری شد که تغییرات ارتفاع پایاب و زاویه ریزش بیشترین تاثیر را بر عمق حفره می گذارند و کمترین تاثیر را بر طول و طول کل در مجموع مشخص گردید طول و طول کل بسیار زودتر به حد نهایی و تعادل خود در زمان می رسند. در انتها با جایگذاری مقادیر ثابت و مقادیر بدست آمده مشخص شد که فرمول dot علی رغم اینکه فرمول نسبتاً مناسبی جهت تخمین ابعاد آبشستگی در زمان مناسب می باشد , لیکن تاثیر ارتفاع پایاب را که بسیار مهمتر از تاثیر ارتفاع پایاب می باشد در خود جای نداده است و علاوه بر آن تحت زاویه 45 و 90 درجه مورد بررسی قرار گرفت و نتایج قابل توجه ای کسب شد . جهت اصلاح فرمول dot در تخمین نتایج این آزمایشات , ضرایب اصلاحی ارائه گردید . واژه های کلیدی : جت های برخوردی , آبشستگی , فرمول dot , ارتفاع ریزش , ارتفاع پایاب , زمان