بررسی آزمایشگاهی آبشستگی پیرامون آبشکن تحت جریان غیردائمی

این تحقیق آزمایشگاهی به بررسی آبشستگی پیرامون آبشکن تیغ های منفرد تحت جریان غیردائمی می پردازد. ابتدا تعدادی آزمایشات دائمی با هدف مقایسه با نتایج آبشستگی غیردائمی انجام گرفت. در ادامه آزمایشات آبشستگی در شرایط جریان غیردائمی، با هدف بررسی تاثیر پارامترهای موثر هیدروگراف از قبیل شدت جریان پیک، زمان تداوم، زمانپیک، شکل، حجم و تعداد هیدروگراف انجام شد. نتایج نشان میدهد که عمق آبشستگی نهایی ناشی از عبور هیدروگراف همواره کمتر از عمق آبشستگی ناشی از جریان دائمی متناظر با پیک هیدروگراف است. همچنین نتایج حاکی از آن است که شدت جریان پیک بر عمق آبشستگی ناشی از عبور هیدروگراف تاثیر بسزایی دارد، بطوریکه با افزایش ۱۵ درصدی شدت جریان پیک (افزایش دبی پیک از ۶۰ تا ۸۰ لیتر بر ثانیه)، حداکثر عمق آبشستگی به میزان ۴۰ تا ۵۵ % افزایش می یابد، که این میزان افزایش به ازای زمان های تداوم مختلف، متفاوت است. شدتجریان پیک هیدروگراف بر سایر
پارامترهای آبشستگی نیز تاثیر چشمگیری دارد. زمان تداوم هیدروگراف نیز جزو پارامترهای موثر بر عمق آبشستگی است، بطوریکه با افزایش ۶ برابری زمان تداوم، عمق آبشستگی ۴۷ تا ۶۵ % افزایش مییابد که این میزان افزایش به ازای شدت جریان پیک های بالا، کمتر است. همچنین مقادیر عرض و طول حفره آبشستگی ناشی از جریان دائمی و هیدروگراف، با یک نسبت مشخصی با عمق آبشستگی در ارتباط هستند. نتایج نشان میدهند در اکثر موارد نرخ افزایش طول و عرض آبشستگی در شاخه صعودی هیدروگراف شدید میباشد اما با افزایش زمان
تداوم، تاثیرپذیری ابعاد حفره از شاخه نزولی افزایش مییابد. عمده ی پیشروی پشته نیز در شاخه نزولی اتفاق می افتد و علیرغم افزایش اندک عمق آبشستگی در شاخه نزولی، تاثیر این شاخه در پروفیل حفره چشمگیر است. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد، با وجود افزایش عمق آبشستگی ناشی از عبور هیدروگراف متوالی، همچنان اختلاف چشمگیری با عمق آبشستگی جریان دائمی (با شرایط شدتجریان پیک هیدروگراف اما با زمان آزمایش کمتر از تداوم هیدروگراف متوالی) دارد. در مورد هیدروگراف های هم حجم نیز عمق آبشستگی نهایی، دارای اختلافات قابل ملاحظه ای می باشد، بویژه در هیدروگراف هایی که دارای شدت جریان پیک متفاوت می باشند، این اختلاف بیشتر است. در ادامه دو روش جهت محاسبه ابعاد حفره آبشستگی در شرایط جریان غیردائمی پیشنهاد شد. در روش نخست محاسبه پارامترهای آبشستگی ناشی از عبور هیدروگراف با استفاده از معادلات عمق آبشستگی در جریان دائمی مورد توجه قرار گرفت. در روش دوم رابطهای مستقل از عمق آبشستگی جریان دائمی، با تکیه بر خصوصیات هیدروگراف، ارائه گردید. نتایج نشان داد که هر دو روش دارای دقت مناسبی است. در این تحقیق از مدل پل های کردن هیدروگراف نیز برای محاسبه ابعاد حفره آبشستگی در شرایط جریان غیردائمی استفاده شد که نتایج این مدل حاکی از آن است که با افزایش زمان تداوم هیدروگراف، 
تغییرات دبی و شدت جریان برای هر پله کندتر اتفاق میافتد، این موضوع تغییرات زمانی عمق آبشستگی ناشی از مدل پلهای هیدروگراف را به حالت هیدروگراف واقعی نزدیکتر می سازد، لذا این مدل برای محاسبه عمق آبشستگی نهایی ناشی از هیدروگراف های با زمان تداوم بالا توصیه می گردد.