عنوان : مطالعه تأثیر پارامترهای هندسی آبشکن و عمق کارگذاری ریپ رپ جهت محافظت از آبشکن در قوس 90 درجه

دانشکده: مهندسی علوم آب

گرایش تحصیلی: سازه‌های آبی

عنوان پایان‌نامه :

مطالعه تأثیر پارامترهای هندسی آبشکن و عمق کارگذاری ریپ رپ جهت محافظت از آبشکن در قوس 90 درجه

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
تعریف مسأله، فرضیه ها و اهداف:
یکی از بالاترین خسارات ناشی از حوادث غیر مترقبه،  پدیده فرسایش سواحل می باشد. یکی از وظایف دولتها کاهش اثرات بلایای طبیعی بوده می باشد . همین امر به روشنی لزوم یافتن راه حل اصولی برای کنترل و پیشگیری وکاهش خسارت ناشی از آنها را به اثبات می رساند.
مکانیزم رودخانه­ها به گونه­ای می باشد که مقطع یک رودخانه به مرور زمان دچار تغییرات شدید می­گردد. این تغییرات بویژه در قوس رودخانه­ها مشهودتر می باشد. فرآیندهای فرسایش ساحل به گونه مستقیم به مهاجرت جانبی آبراهه­های آبرفتی مربوط می­گردد. اندرکنش نیروهای فعال حاصل از جریان آب و نیروهای مقاوم به جریان ناشی از مواد بستر باعث فرسایش ساحل می­گردد.
در قوس رودخانه، نیروهای هیدرودینامیکی جریانهای ثانوی را به وجودمی­آورند که خطوط جریان سطحی را به سمت ساحل بیرونی و خطوط جریان نزدیک به بستر را به سمت ساحل داخلی منحرف می­سازند. در مقطع جریان درامتداد قائم، خطوط جریان مجاور ساحل بیرونی بطرف پایین و خطوط جریان پشته متمرکز داخلی به طرف بالا هستند در نتیجه پایداری ذره در نزدیکی ساحل خارجی بهم می­خورد و بستر رودخانه گود می­گردد و از طرف دیگر در مجاورت پشته متمرکز داخلی به پایداری ذره اضلافه می­گردد و تراز بستر افزایش پدا می­کند. آبشستگی در پنجه ساحل خارجی، خط­القعر را به سمت ساحل بیرونی قوس جابجا می­کند و شیب ساحل را افزایش می­دهد که در نهایت به شکست ساحل منتهی می­گردد.
با در نظر داشتن مطالب اظهار شده در خصوص هیدرولیک جریان در خم رودخانه­ها، قوس خارجی همواره تحت تاثیر بردارهای شدید سرعت بوده و دچار فرسایش می­گردد و در قوس داخلی رسوبگذاری ایجاد می­گردد همچنین از آنجا که تخریب ساحل در قوس خارجی می­تواند ضررهای زیادی را به همراه داشته باشد، حفاظت از این قسمت از ساحل بخش مهمی از مهندسی رودخانه را تشکیل می­دهد. جهت محافظت ساحل در قوس بیرونی روشهای متعددی هست که از آن جمله می­توان به موردها زیر تصریح نمود:
1- حفاظت ساحل بوسیله احداث آبشکن
2- حفاظت ساحل بوسیله احداث Bendway  
3-حفاظت ساحل بوسیله احداث دایک
4- حفاظت ساحل بوسیله پوشش گیاهی
5- حفاظت ساحل بوسیله پوشش سنگ چین (Riprap)
6- حفاظت ساحل بوسیله پوشش خاک و سیمان
7- حفاظت ساحل بوسیله پوشش توری سنگ ها و روکش ها
8- حفاظت ساحل بوسیله پوشش با کیسه های مخصوص مخلوط سیمان و خاک
9- حفاظت ساحل با بهره گیری از مصنوعات ژئوسنتتیک
10- حفاظت ساحل بوسیله اجرای دیوار حائل
بهره گیری از آبشکن یا اپی مانند بهترین و اقتصادی­ترین روش جهت محافظت سواحل در اغلب شرایط بوده و در اکثر نقاط دنیا مورد بهره گیری قرار می­ گیرد.
 « Bankheed ،Groin ،Groyne» کلمه ­ای فرانسوی می باشد. معادل آن در زبان انگلیسی «Epi» می باشد.
که در زیان فارسی آب شکن ترجمه شده می باشد. تأثیر آن این می باشد که جریان آب کناره رودخانه را به طرف وسط رودخانه هدایت می ‌کند و سرعت آب درکناره ها را کاهش میدهد و نیز قسمتی از آب رودخانه را بین اپی­ها به حالت سکون باقی میگذارد. در نتیجه، مواد محموله آب ته نشین می­گردد و رودخانه حالت پس رفتگی پیدا می­کند و کناره بتدریج تثبیت می­گردد.
انواع آبشکن:
آبشکن­ها از نظر نوع بهره گیری به موردها زیر تقسیم میشوند:
الف: آبشکن­های طویل غیر مستغرق )قابل بهره گیری در آبخیزداری(
ب: آبشکن­های کوتاه غیر مستغرق )قابل بهره گیری در آبخیزداری(
ج: آبشکن­های طویل مستغرق   (قابل بهره گیری در کشتیرانی)
د: آبشکن­های کوتاه مستغرق (قابل بهره گیری در کشتیرانی(
الگوی جریان برای دو آبشکن مستغرق و غیر مستغرق در شکل (2) ارائه شده می باشد.
آبشکن­ها، نسبت به زاویه استقرار با جهت جریان آب، نیز به تبیین زیر تقسیم­بندی می­شوند:
1- آبشکنهای برگردان یا منحرف کننده: نسبت به جریان آب بین 10 تا 15 درجه درجهت جریان آب ) به سمت پایاب)
2- آبشکن های بازدارنده: نسبت به مسیر جریان آب بین 10 تا 15 درجه در جهت عکس جریان آب ) به سمت سراب(
3- آبشکن های عمودی :زاویه معادل 90 درجه نسبت به مسیر جریان آب به سمت محور رودخانه.
در شکل (3) وضعیت قرار گرفتن آبشکن نسبت به راستای جریان نشان داده شده می باشد.
آبشکن‌های جذبی که در آن محور آبشکن به سمت پائین تمایل دارد و این امر موجب می گردد تا جریان آب به میدان آبشکن متمایل گردد. بعلاوه در این نوع آبشکن ساحل مقابل از انحراف جریان حاصله از سازه متأثر نمی‌گردد.
آبشکن‌های دفعی که در آن محور آبشکن به سمت بالا تمایل دارد. در این حالت غالباً جریان آب از محدوده آبشکن به سمت ساحل مقابل رانده شده و آنرا تحت تأثیر قرار می‌دهد.
آبشکن‌های برگردان که در آن فقط مسیر جریان بصورت محدود از اطراف سازه منحرف می گردد.
 آبشکنها بر اساس نفوذپذیری به سه دسته زیر تقسیم بندی می­شوند :
1- آبشکنهای تاخیری
2- آبشکنهای تاخیری- منحرف کننده 
3- آبشکنهای منحرف کننده 
از نظر ساختاری سازه آبشکن عموماً از پنج جزء مشخص شامل دماغه، بازو، ریشه، پیش‌بند و روکش تشکیل شده می باشد. در شکل (5) اجزای پنجگانه مزبور نشان داده شده می باشد.
مشخصات عمومی آبشکن‌ها:
عملکرد آبشکن‌ها از نظر فرسایش و رسوبگذاری عموماً تابعی از فاصله، طول، راستا و شکل آنها می‌باشد. چنانچه فاصله آبشکن‌ها بیش از حد لازم انتخاب گردید این احتمال هست که جریان رودخانه وارد میدان آبشکن گردیده و موجبات فرسایش کناره‌ها را فراهم آورد. بعلاوه این امر ایمنی آبشکن پایین دست را نیز به مخاطره می‌اندازد و مانع تشکیل لایه رسوبی یکپارچه در فضای بین آبشکن‌ها می گردد. شکل (6) وضعیت جریان را در محدوده آبشکن در حالتی که فاصله سازه‌ها بیش از حد متعارف می باشد نشان می‌دهد.
طبق مطالعه‌های انجام شده برای عملکرد مطلوب آبشکن‌ها (تشکیل لایه رسوبی و پایدارسازی کناره‌ها و برقراری جریان منظم در رودخانه) بهتر می باشد ارتباط ذیل رعایت گردد.
در این ارتباط L فاصله آبشکن‌ها (بر حسب متر)، C ضریب شزی و h عمق جریان (بر حسب متر) در رودخانه،  ضریب اصلاحی و g شتاب ثقل می‌باشد، برقراری ارتباط فوق موجب می گردد تا مطابق شکل (7) یک گرداب منفرد و فراگیر در میدان آبشکن تشکیل گردد. وقوع این حالت ترسیب یکنواخت‌تر مواد رسوبی در میدان آبشکن و عملکرد مطلوب آن را به دنبال دارد.
علاوه بر فاصله، طول آبشکن‌ها نیز در عملکرد رفتاری آنها از نظر فرسایش و رسوبگذاری موثر می باشد. براساس تحقیقات انجام شده در آزمایشگاه هیدرولیک دلفت هلند  نسبت  مناسب تشخیص داده شده می باشد، و از این رو انتخاب آبشکن‌های کوتاه چندان مطلوب نمی‌باشد چه باعث افزایش نسبت مزبور می گردد. ممک و ولوسنی همچنین ارتباط کلی ذیل را در انتخاب L و b پیشنهاد کرده‌اند :
در این ارتباط B عرض کنترل شده رودخانه (شکل 7) و L و b به ترتیب فاصله و طول آبشکن‌ها می‌باشد. همانطوریکه از ارتباط (2) بر می‌آید در انتخاب طول و فاصله آبشکن‌ها بعضی از محققین در نظر داشتن عرض رودخانه (B) را نیز توصیه نموده‌اند. در جدول (1) نسبت‌های پیشنهادی برای  و  توسط بعضی از منابع درج گردیده می باشد.
راستای آبشکن‌ها نسبت به مسیر جریان نیز تأثیر عمده‌ای در عملکرد آنها از نظر جابجایی و انتقال مواد رسوبی دارد. براساس تحقیقات انجام شده توسط آکانتیس و همکاران آبشکن‌هایی که رو به پایین ساخته می شوند (آبشکنهای جذبی) از نظر اندازه رسوبگذاری در میدان آبشکن ومسئله فرسایش در محدوده سازه از عملکرد خوبی برخوردارند. در جدول (2) زاویه انحراف آبشکن‌ها نسبت به امتداد جریان براساس نظریه کارشناسان مختلف ارائه شده می باشد. در این جدول مطابق شکل (8) علامت  معرف زاویه انحراف آبشکن می باشد.
براساس مطالعه‌های انجام گرفته آبشکن‌های دفعی موجب تشدید فرسایش در دماغه و ایجاد چاله فرسایشی عمیق‌تری می شوند. از آنجائیکه یکی از اهداف احداث آبشکن برقراری شرایط لازم برای ترسیب مواد رسوبی درمیدان آبشکن می‌باشد. پس در طراحی آبشکن‌ها این مسئله مورد توجه قرار می‌گیرد. آبشکن‌های دفعی در مقایسه با آبشکن‌های قائم موجب افزایش رسوبگذاری(بخصوص در جناح پایین دست) میدان آبشکن می گردد. در این نوع آبشکن‌ها با تشکیل یک گرداب فعال (هسته چرخشی) مواد معلق موجود در آب در میدان آبشکن (و بویژه در محدوده بالادست) آبشکن) ترسیب می‌نماید (چگونگی رسوبگذاری در محدوده آبشکن‌های دفعی و جذبی در شکل (9) نشان داده شده می باشد). آبشکن‌های جذبی برای حفاظت سواحل فرسایشی رودخانه چندان مناسب نمی‌باشند. در این نوع آبشکن‌ها جریان فعال نفوذی به میدان آبشکن اغلب موجب تخریب و فرسایش کناره‌ها گردیده و به نوبه خود سلامت سازه آبشکن را نیز به مخاطره می‌اندازد. آبشکن‌های قائم نیز محدوده حفاظتی کمتری را پوشش می‌دهند. از اینرو آبشکن‌های دفعی در مقایسه با سایر انواع آبشکن‌ها برای حفاظت کناره‌ها از خطر فرسایش و همچنین شکل گیری اهداف رسوبگذاری و تشکیل لایه رسوبی ضخیم در فضای بین سازه‌ای مناسب می‌باشند.در زمینه آبشستگی پای آبشکن تحقیقات زیادی  صورت گرفته و روابطی را جهت تعیین حداکثر عمق آبشستگی در پای آبشکن ارائه کرده­اند اما همچنان به عنوان یکی از مسائل مورد توجه مهندسی رودخانه به حساب می­آید.
یکی از نواقص اکثر این تحقیقات بهره گیری از فلوم مستقیم در آزمایشگاه بوده می باشد. همانطور که اظهار گردید از آبشکنها جهت حفاظت سواحل در خم رودخانه­ها بهره گیری می­گردد و با در نظر داشتن ماهیت پیچیده جریان در خم رودخانه نمی­توان اطلاعات مربوط به کانالهای مستقیم را برای رودخانه­های طبیعی بکار برد. بدلیل تشابه مکانیزم آبشکن و پایه پل، الگوی جریان و آبشستگی در اطراف این دو سازه شباهت زیادی به یکدیگر دارند.
تعداد صفحه : 64
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد: بررسی انتقال آب به روش پمپاژ از سرشاخه های رودخانه باستفاده از نرم افزارمتلب

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

دسته‌ها: عمران