آمار های موجود نشان دهنده سهم عمده آبشستگی تکیه‌گاه در تخریب پل‌ها می باشد. لذا حفاظت پل‌ها در مقابل آبشستگی از اهمیت خاصی برخوردار است. روش‌های پوششی نظیر سنگ چین کاربرد گسترده ای در حفاظت پل‌ها دارد و در مناطقی که تامین سنگ پرهزینه باشد از بلوک بتنی و یا موارد مشابه استفاده می‌شود. در این مطالعه برای اولین بار کاربرد المان‌های بتنی شش‌پایه در ارتباط با آبشستگی تکیه‌گاه‌ها در آزمایشگاه مورد مطالعه قرار گرفته ‌است. کارگذاری المان‌های شش‌پایه در تراکم‌های باز، متوسط و متراکم و همچنین در اعماق زیر بستر، روی بستر و حالت میانی در اطراف تکیه‌گاه ذوزنقه‌ای انجام شده است. به طور کلی نتایج نشان دهنده تاثیر قابل ملاحظه کارگذاری المان شش‌پایه در کنترل آبشستگی تکیه‌گاه پل در شرایط مختلف جریان می باشد، به طوریکه می تواند تا 100 درصد عمق آبشستگی راس تکیه گاه را کاهش دهد. همچنین نتایج نشان می دهد حداکثر کاهش عمق آبشستگی دماغه تکیه‌گاه در آرایش کارگذاری المان‌ها روی بستر و با تراکم حداکثر می باشد. در این حالت المان ها علاوه بر حفاظت تکیه گاه از طریق ایجاد پوشش منجر به دور کردن آبشستگی از راس تکیه گاه به سمت مرکز کانال نیز می گردند. Manuscript profile

مقدمه: در بسیاری از سازه‎های هیدرولیکی نیاز است تا انرژی جریان مستهلک گردد تا باعث فرسایش و یا تخریب سازه نگردد. در عمل روش های مختلفی جهت این امر وجود دارد که از جمله آنها پرش هیدرولیکی است. پرش هیدرولیکی در حالت های مختلفی از هندسه کانال و شرایط آن قابل وقوع است. در اثر پایین افتادن ناگهانی کف کانال که از آن به عنوان پله معکوس نیزنام برده میشود، طول پرش هیدرولیکی، اعماق مزدوج پرش، فشارهای هیدرودینامیکی در کف و دیگر مشخصات آن تغییر می کند. همچنین با استفاده از زبری در بستر حوضچه‎های آرامش از نوع پرش هیدرولیکی می توان طول پرش را کاهش داد.
روش­: این تحقیق با روش آزمایشگاهی انجام شد در این تحقیق شرایط پله معکوس و بستر زبر به صورت توام در پرش هیدرولیکی اعمال شده و تغییرات فشارهای هیدرودینامیکی در کف حوضچه آرامش مورد بررسی قرار گرفت.
یافته­ها: نتایج نشان داد که بحرانی ترین منطقه پرش از لحاظ بوجود آمدن حداکثر نیروهای هیدرودینامیکی و کاویتاسیون در این نوع حوضچه‌های آرامش در محدوده‌ی با طول بی‎بعد 10.44<x/y₁<13.43 می‎باشد. که x فاصله از ابتدای پرش و y₁ عمق اولیه پرش می باشد. همچنین نوسانات فشار با فاصله گرفتن از لبه پرش در پرش پله معکوس با بستر زبر، ابتدا افزایش یافته و پس از رسیدن به مقدار حداکثر سیر نزولی خود را طی میکند. 
نتیجه­گیری: در حالت کلی بهبود نوسانات در غالب بخشهای حوضچه آرامش از نوع پله معکوس و بستر زبر مشاهده گردید. نتایج تجربی ارائه شده می‎تواند در طراحی حوضچه آرامش با پله معکوس و بستر زبر، بر اساس ضخامت دالهای بتنی مورد نیاز برای اطمینان از پایداری پوشش های کف، مفید واقع شوند. Manuscript profile

از عوامل عمده تخریب پل‌ها می توان به آبشستگی موضعی اطراف پایه‌های پل اشاره کرد . لذا برای کنترل این پدیده مطالعاتی صورت گرفته که روش هایی برای محافظت پایه‌ها ابداع گردیده است. از جمله روش‌های موثر می توان به استفاده از نصب طوقه ، کابل و ایجاد شکاف در پایه اشاره نمود. از انجایی که ایجاد شکاف در پایه پل هم از لحاظ اجرایی و هم از نظر بهره برداری مشکلاتی را ایجاد می کند و نیز اثر کابل پیچی دور پایه‌ها نیز اثر نسبتا کمی در کاهش آبشستگی دارد ، لذا در این تحقیق به صورت آزمایشگاهی به بررسی اثر روکش‌های شکاف‌دار و مارپیچ‌دار و طوقه‌های دندانه دار که از ترکیب طوقه و کابل و شکاف ایجاد شده در طوقه به وجود آمده‌اند، بر میزان عمق آبشستگی پایه پل‌ها پرداخته شده است ، که در بهترین حالت طوقه‌های دندانه‌دار توانستند به مقدار 83 درصد حداکثر عمق آبشستگی را اطراف پایه کاهش دهد . Manuscript profile

       درحوضچه­های آرامش با شیب معکوس در پایین دست سطوح شیبدار، معمولا قسمتی از پرش بر روی سطح شیبدار منتقل می­شود، و در عمل بیشتر پرش نوع B-F اتفاق می­افتد. خصوصیات پرشB –F در سطوح شیبدار، از جمله نسبت عمق­ها و طول غلتابی، می­تواند کمک شایانی به طراحی مناسبت­تر و ارزان­تر حوضچه ی آرامش پایین­دست باشد. دراین تحقیق ابتدا با استفاده از تحلیل ابعادی و انگاره خود- تشابهی ناقص معادله­ی کلی جهت محاسبه ی نسبت عمق­های مزدوج استخراج شد. آزمایش­ها در مدلی با سه شیب مختلف برای نهر بالادست (5/13، 5/21 و 5/29 درجه) با حوضچه­های آرامش در سه شیب (05/0-، 1/0- و 15/0- درصد) انجام شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش شیب حوضچه ی آرامش نسبت عمق­های مزدوج کاهش می­یابد بطوری که در شیب 15/0- درصد، و برای یک موقعیت پرش ثابت (5/0E₀=)، نسبت عمق­های مزدوج حدود شصت درصد نسبت به شیب 05/0- کاهش پیدا کرد. طول غلتاب پرش نیز بررسی گردید و برای محاسبه ی آن رابطه ای کلی برحسب افت نسبی کارمایه درداخل پرش استخراج شد. نتایج نشان دادند که معادله طول غلتابی مستقل از شیب نهر بالادست وحوضچه ی آرامش است. در نهایت، با استفاده از داده­های آزمایشگاهی این  تحقیق، ضرایب روابط کلی به­ دست آمد و درصد متوسط خطای معادله­های کلی جهت محاسبه ی نسبت عمق­ها و طول غلتابی به ترتیب 72/8 و 31/13 درصد محاسبه گردیدند. Manuscript profile

چکیده
مقدمه: پرش هیدرولیکی در انتهای شوت­ ها و بسیاری از سازه ­های هیدرولیکی ایجاد می گردد و در این پدیده جریان از حالت فوق بحرانی به زیر بحرانی تبدیل می­شود. وقوع پدیده پرش هیدرولیکی منجر به ایجاد افت انرژی در مجاری روباز می­گردد. افزایش میزان افت انرژی می تواند به کاهش ابعاد حوضچه آرامش و صرفه اقتصادی منجر گردد.
روش­: در تحقیق حاضر به منظور بررسی پارامترهای پرش هیدرولیکی، به صورت آزمایشگاهی اثر زبری و شیب معکوس در کاهش عمق ثانویه و طول پرش هیدرولیکی، مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور اثر دو نوع زبری با شکل مثلث و لوزی در مقایسه با سطح صاف در شیب معکوس در بازه صفر تا 0.1 درصد و در اعداد فرود بین 1/4 تا 99/10 مورد ارزیابی قرار گرفت.
یافته­ ها: نتایج آزمایشات نشان داد که زبر نمودن بستر با المان های لوزی و مثلثی به ترتیب 6/9 و 1/9 درصد در کاهش عمق نسبی پرش هیدرولیکی و 8/43 و 8/52 درصد در کاهش طول نسبی پرش هیدرولیکی موثر واقع شده است. همچنین شیب معکوس فقط در کاهش طول نسبی پرش هیدرولیکی موثر بوده و در شیب 1/0 درصد به میزان 2/17 درصد طول نسبی پرش هیدرولیکی کاهش یافت. در نهایت بکارگیری توامان زبری و شیب معکوس در بهترین حالت در شیب 75/0 درصد و با زبری مثلثی باعث کاهش 8/56 درصد طول نسبی پرش هیدرولیکی گردید.
نتیجه­ گیری: نوع زبری در افزایش میزان افت انرژی پرش هیدرولیکی موثر می باشد.تاثیر همزمان اعمال زبری بستر و ایجاد شیب معکوس می تواند میزان افت انرزی در پدیده پرش هیدرولیکی را افزایش دهد. لذا با کاربرد توامان زبری بستر و شیب معکوس می توان با ایجاد افت انرژی بیشتر، صرفه اقتصادی ایجاد نمود. Manuscript profile

مطالعه‌ی حاضر به منظور بررسی اثر زبری جداره‌ی نهر مستطیلی بر فراسنجهای هیدرولیکی جریان در قوس 90 درجه تند با نسبت شعاع انحنای خط مرکزی به عرض 2 انجام شد. آزمایشها به ازای سه زبری جداره‌ی 5/0، 2 و5 میلی متر در عدد فرود ثابت 17/0 انجام گرفت. در هر آزمایش، و در طول قوس، مؤلفه‌های سه بعدی سرعت جریان با استفاده از سرعت‌سنج JFE ALEC در 480 نقطه اندازه‌گیری شد. ترسیم بردارهای سرعت و الگوی جریان با استفاده از نرم‌افزارهای Surfer و Ttecplot انجام گرفت. نتایج نشان دادند که در لایه‌ی نزدیک سطح آب، خطوط جریان به سمت جداره‌ی بیرونی، و در لایه‌ی نزدیک کف، خطوط جریان به سوی جداره‌ی داخلی کشیده شده‌اند، که با افزایش زبری جداره، انحراف خطوط جریان افزایش یافته است. ناحیه‌ی پر سرعت در محدوده‌ی 30 تا 60 درجه بیشتر به سمت جداره‌ی داخلی، و در امتداد عمق توزیع شده است، که از موقعیت 60 درجه به بعد به سمت جداره‌ی خارجی کشیده می‌شود. هسته‌ی اصلی جریان ثانویه نزدیک جداره‌ی داخلی دیده شد که به ازای هر سه زبری جداره در ناحیه‌ی 60 درجه‌ی قوس شکل گرفت. افزایش زبری باعث به تاخیر افتادن استهلاک هسته‌ی جریان ثانویه در انتهای قوس گردیده است. افزایش زبری جداره باعث افزایش تنش برشی بستر در نواحی پر تنش شده است. همچنین، محدوده‌ی 70 تا 80 درجه‌ی قوس به عنوان ناحیه‌ی با بیشترین قدرت جریان ثانویه تعیین گردید. در یک مقطع عرضی، با افزایش زبری جداره‌ی نهر، قدرت جریان ثانویه کاهش یافته است. Manuscript profile

حوضچه‌ی‎های آرامش از نوع پرش آبی با افتادگی کف ناگهانی به منظور کاهش طول پرش و اطمینان از وقوع پرش در ابتدای حوضچه‌ی در پایین دست دریچه‌ها کاربرد دارند. ممکن است در این نوع حوضچه‌ی چهارنوع پرش تشکیل شود که مهمترین آن نوع  Bمی‌باشد.از طرفی، ثابت شده‌است که زبری بستر نیز می‌تواند به کاهش بیشتر طول پرش و عمق پایاب کمک کند. از این رو، در تحقیق حاضر پرش نوع  Bبر روی بستر زبر با افتادگی ناگهانی با کاربرد شبیه سه بعدی FLOW-3D شبیه‌سازی و با داده‌های حاصل از شبیه آزمایشگاهی مقایسه شد. خصوصیات پرش، از جمله عمق مزدوج، توزیع سرعت، و تنش برشی بستر از دو شبیه عددی و فیزیکی استخراج و مقایسه شدند. برای شبیه سازی عددی پرش نوع B از روش حجم سیال در تحلیل جریان آزاد و شبیه RNG k-ε استفاده شد. نتایج به‌دست آمده نشان دادند که شبیه آشفتگی RNG k-ε در مقایسه با شبیه k-ε در شبیه‌سازی پرش آبی با افتادگی ناگهانی با بستر زبر نسبت به سایر شبیه‎های آشفتگی از دقت بیشتری برخوردار است. در مقایسه با پرش کلاسیک و بستر صاف، نتایج نشان دادند که در پرش با افتادگی ناگهانی و بستر زبر عمق مزدوج کاهش می‌یابد، که می‌تواند ناشی از افزایش تنش برشی به‌دلیل وجود زبری و افتادگی ناگهانی باشد. Manuscript profile