نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• ادیب حاج محمدی ¹
• محمد ذونعمت-کرمانی ²
• مجید رحیم پور ²

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه باهنر کرمان، ایران

² دانشیار گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه باهنر کرمان، ایران

چکیده

آبشستگی موضعی در اطراف لوله‌ های عبوری از بستر رودخانه­ها به­دلیل تحمیل خسارت­های زیاد اقتصادی، زیست­محیطی و اجتماعی که در پی دارد همواره مورد توجه محققان و طراحان این سازه­ها بوده است. این پژوهش با هدف بررسی جامع­ الگوی جریان، مکانیزم آبشستگی و توسعۀ زمانی چالۀ آبشستگی در اطراف لوله­های مستغرق تحت جریان یک­سویه، در آزمایشگاه تحقیقاتی هیدرولیک و سازه­های آبی بخش مهندسی آب دانشگاه شهید باهنرکرمان اجرا شد. آزمایش­ها برای دو حالت لوله منفرد و دوتائی موازی در فاصله­های مختلف از یکدیگر و در شرایط هیدرولیکی متفاوت صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که در اثر برخورد جریان با لولۀ منفرد، فرآیند آبشستگی با شکل­گیری یک جریان نشتی زیرسطحی از بالادست
به­سمت پایین‌دست لوله آغاز می‌شود و بعد از آن شکل‌گیری فرسایش تونلی و عبور جت جریان از زیر لوله عامل اصلی توسعۀ طولی و عمقی چاله آبشستگی است. در حالت دوتائی موازی، بسته به فاصلۀ بین دو لوله، پروفیل­های مختلفی برای چالۀ آبشستگی مشاهده می‌شود. نشان داده شد که با تغییر فاصلۀ نسبی بین دو لوله از S/D=0 به S/D=2، حداکثر عمق آبشستگی برای دبی 28 لیتر بر ثانیه به‌ترتیب 50 درصد و 44 درصد افزایش  می‌یابد. در این حالت (دوتائی)، اندرکنش جریان و لوله­ها، سبب تضعیف گردابه­های تشکیل شده در اطراف لوله­ها می‌شود و بدین­ترتیب عمق آبشستگی، در مقایسه با حالت لوله منفرد، کمتر است به­طوری­که حداکثر عمق آبشستگی در حالت لوله منفرد، 27/1 برابر مقدار متناظر آن در حالت لوله­های دوتائی است.

کلیدواژه‌ها

• آبشستگی موضعی
• الگوی جریان
• لوله های مستغرق
• مدل آزمایشگاهی

عنوان مقاله [English]

Physical Modeling of Scour below Single and Double Submerged Pipes

نویسندگان [English]

• adib hajmohamadi ¹
• Mohammad Zounemat-Kermani ²
• Majid Rahimpour ²

¹ University Shahid Bahonar Kerman, College Agriculture, Department of water Engineering Kerman, Iran

² Department of Water Eng., Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.

چکیده [English]

Due to considerable economic, environmental and social impacts, scouring around pipelines has been focus of consideration by different researchers and designers of hydraulic structures. Presentresearch was carried out to investigate the flow pattern, scour mechanism, and temporal evolution of scour hole around the submerged pipes at the Hydraulic Laboratory of Department of Water Engineering located in Shahid Bahonar University of Kerman. The experiments were performed for single pipe and two parallel pipes (double pipes) with different spacing and hydraulic conditions. The results showed that, when water flows around the pipe, the scour process started by establishment the piping flow from pipe upstream side to downstream side.  Next, the tunneling erosion was occurred and a flow jet passed below the pipeline, which was the main factor for the development of scour hole. In the case of double pipes, depending on the spacing between the two pipes, different profiles were observed at the scour hole. For both cases of single and double pipes, by increasing the flow discharge, the depth of the scour hole increased. In addition, the observations revealed that the scour depth for single pipe was always more than the double pipes. In the case of double pipes, the interactions between flow and pipes weakened the vortices strength.  Under this circumstance, the depth of scour hole at single pipe was less than double pipes, so that, for the discharge of 28 L/s, the maximum scour depth of the single pipe was 1.27 times more than that of the double pipes.

کلیدواژه‌ها [English]

• Experimental Model
• Flow pattern
• Local Scour
• Submerged Pipes