مطالعه ای بر روی آب شستگی موضعی گروه پایه های پل با هدف توسعه روش های طراحی و بهبود معادلات پیش بینی کننده عمق آب شستگی در گروه پایه ها انجام شد. مجموعه ای از آزمایشات در شرایط جریان پایدار بر روی گروه پایه های سه تایی صورت گرفت. تمامی آزمایشات در شرایط آب زلال انجام شد. پارامترهای حاکم بر پدیده آب شستگی موضعی اطراف گروه پایه های پل عبارتند از: ویژگی های جریان، مشخصات رسوب و شکل و اندازه پایه ها. اثرات این پارامترها بر روی عمق بیشینه آب شستگی موضعی برای یک تک پایه در گذشته به شکل کاملی مورد بررسی قرار گرفته است. اگرچه هنگامی که معیارهای طراحی پایه های تکی به طور مستقیم به گروه پایه ها اعمال می شود، اثرات مهم گروه پایه ها شامل اثرات محافظتی، اثرات تقویتی و اثرات گردابه های نعل اسبی تشدید شونده نادیده گرفته می شود. علاوه بر آن، اثرات گروه پایه با تغییر در فاصله بین پایه ها (g) تغییر می کند. ابتدا آب شستگی موضعی بر روی تک پایه با سه قطر متفاوت انجام شد ( 6، 8 و 10 سانتیمتر). با استفاده از روابط طراحی معتبر برای تک پایه ها نظیر گروه پایه های سه تایی با تغییر در فواصل بین پایه ها مورد بررسی قرار گرفتند. در مورد این پایه های قرار گرفته در راستای جریان، پایه های پایین دست بوسیله پایه های بالادست محافظت می شوند و باعث کاهش عمق آب شستگی موضعی اطراف پایه های پایین دست می شود. همچنین اثرات تقویتی در پایه جلویی بسیار مهم است و باعث می شود که عمق آب شستگی موضعی در این پایه نسبت به تک پایه بیشتر گردد. علاوه بر آن، عمق آب شستگی موضعی در پایه های پایین دست، که از مقدار متناظر در تک پایه ها کمتر است، با افزایش فاصله نسبی بین پایه ها تغییر می کند. گردابه نعل اسبی تشدید شونده هنگامیکه پایه ها در یک راستا قرار گرفته باشند و فاصله نسبی بین پایه ها از 5 کمتر باشد، بر عمق آب شستگی موضعی تأثیر به سزایی دارد. در این محدوده از فاصله نسبی، گردابه نعل اسبی تشدید می شود و گودال آب شستگی موضعی عمیق تر می گردد. اگرچه با افزایش مقدار فاصله نسبی بین پایه ها این اثر کمرنگ می گردد. داده های بدست آمده در مورد گروه پایه ها با استفاده از مدل رگرسیون چندگانه مورد تحلیل قرار گرفتند تا رابطه ای برای پیش بینی عمق آب شستگی موضعی در پایه جلویی ایجاد شود. این مدل رگرسیونی شامل یک پارامتر بی بعد (g/d) مربوط به اثرات گروه پایه می باشد. نتایج نشان دادند که با جایگزینی مقدار (u?(u_c ) ? ) یا عدد فرود به جای (u?u_c ) در رابطه پیشنهادی شپارد و همکارانش در سال 2004، دقت این رابطه افزایش می یابد. رابطه پیشنهادی تخمین مناسبتر و منطقی تری دارد. علاوه بر آن، روابط پیشنهادی در این تحقیق نتایج مناسبتری برای تک پایه ها در مقایسه با روابط ملویل و چیو در سال 1997، اتما در سال 1999، ریچاردسون و دیویس در سال 2001 و شپارد در سال 2004 دارد. در انتها نیز یک مدل سه بعدی دینامیک سیالات محاسباتی به منظور شبیه سازی آب شستگی موضعی در آب زلال اطراف پایه های دایره ای مورد استفاده قرار گرفت. این مدل عددی فرض می کند که جریان حاوی رسوب مانند یک جریان دوفازی عمل می کند و از معادلات بسته مدل آشفتگی کی – اپسیلون برای پیش بینی پارامترهای آشفتگی در فاز مایع استفاده می کند. محدوده جریان دوفازی (آب در کانال با یک ناحیه ماسه ای در بستر کانال ) با استفاده از فرمول بندی چندفازی فلوئنت حل می شود که روش اویلرین در حل عمق آب شستگی موضعی اطراف گروه پایه ها نامیده می شود. در این تحقیق یک مدل آشفتگی کی – اپسیلون که با استفاده از عبارات اضافی تکمیلی و در برگیرنده انتقال مومنتوم آشفته بین فازی است، برای پیش بینی مقادیر آشفتگی در فاز مایع به کار گرفته می شود. سطح مشترک بین آب و ماسه در مطالعات آزمایشگاهی به عنوان مقدار متناظر با کسر حجمی ماسه 5/0 در مطالعات عددی انتخاب شد. تطابق خوب موجود بین نتایح شبیه سازی عددی و داده های آزمایشگاهی قابلیت اعتبار این مدل عددی را نشان میدهد.

رودخانه های موجود در طبیعت را می توان با توجه به اندازه ذرات سطح بستر به دو دسته شنی و ماسه ای تقسیم کرد. با توجه به غیر یکنواخت بودن ذرات در رودخانه های شنی برای بررسی میزان انتقال رسوب در آنها با چالش های بیشتری در مقایسه با رودخانه های ماسه ای روبرو هستیم. همچنین با توجه به خصوصیات جریان نیز رودخانه ها را به دو گروه فصلی و دایمی طبقه بندی می کنند. رودخانه های دایمی عموما در مناطق مرطوب وجود داشته و آب معمولا در تمام طول سال در آنها جریان دارد. تنش برشی و دبی عبوری از آنها کم و میزان بار بستر منتقل شده در آنها پایین است. یکی از خصوصیات بارز این رودخانه ها وجود لایه درشت دانه بر روی لایه زیرین می باشد که به لایه پوششی موسوم است. این لایه درشت دانه از مصالح بستر در مقابل شستگی محافظت می کند. در رودخانه های فصلی که در مناطق خشک و نیمه خشک به وجود می آیند، شاهد تعداد کمی سیلاب در طول سال هستیم. این سیلاب ها در مدت زمان کوتاهی با دبی بالا اتفاق افتاده و تنش برشی بالایی را در بستر ایجاد می کند. بنابر این میزان بار بستر منتقل شده در این رودخانه ها بالاست. تا کنون روابط زیاد و معروفی برای تخمین میزان انتقال رسوب در رودخانه های شنی ارائه شده که همگی یا دارای خطای زیادی بوده و یا از جامعیت برخوردار نیستند. همچنین بیشتر محققین برای از میانگین قطر ذرات بستر به عنوان نماینده ذرات بستر رودخانه در تمامی لحظات استفاده کرده اند که به نظر دارای خطای زیادی خواهد بود. در این تحقیق از اطلاعات به دست آمده از رودخانه های اوک کریک و نهال یاتیر برای تخمین میزان انتقال رسوب در رودخانه های با بستر شنی استفاده شده. این روابط به صورت بی بعد و با استفاده ا ز رگرسیون غیر خطی به دست آمده است. رودخانه اوک کریک یک رودخانه دایمی و دارای تنش برشی کم و رودخانه نهال یاتیر رودخانه ای فصلی دارای تنش برشی بالا می باشد که مجموعا رنج وسیعی از تنش برشی را در بر می گیرد و دارای جامعیت قابل قبولی می باشد. دراین روابط برای بی بعد کردن تنش برشی و بار بستر از میانگین ذرات موثر در هر لحظه استفاده شده است. در این تحقیق رابطه ای ارائه شده که در هر لحظه اندازه قطر میانگین ذرات بستر را نشان می دهد. در ادامه خطای رابطه پیشنهادی با استفاده از روش خطای میانگین محاسبه شده است. روابط معروف انتقال رسوب نیز مورد بررسی قرار گرفته است و با خطای آنها نیز با همان روش به دست آمده است. در نهایت مقایسه ای بین روابط معروف انتقال رسوب و رابطه پیشنهادی خطای کم و کارایی رابطه پیشنهادی را نشان می دهد.