Investigation of breakwater on flow pattern and shoreline stabilization in Karoun river Using software (CCHE2D)

محورهای موضوعی : Marine structures

بابک نیک خوی ¹ , امین بردبار ²

1 -
2 -

تاریخ دریافت : 1399/08/23 تاریخ پذیرش : 1400/05/26 تاریخ انتشار : 1398/03/11

کلید واژه: Simulation, شبیه سازی, Erosion, فرسایش, رودخانه, river, CCHE2D, drop, آبشکن,

چکیده مقاله :

One of the common methods of controlling river erosion is the use of impermeable culverts. In case of correct design and implementation, in addition to lateral erosion control, it leads to recovery and restoration Lands along rivers. If not implemented correctly and incorrectly designed, it may intensify erosion and destruction of arable soils. Perhaps the most important part of drop design is their location. There is no specific theory for determining the length of drops as well as their distance. In this study flow pattern was simulated around simple drops in the Karoun River between Ahvaz and Khorramshahr within 5 km south of Ahvaz. Installing the breaker in the outer arch due to slowing down Prevents erosion and thus stabilizes the beach. With the increase of discharge from 100 to 2000 cubic meters per second, the flow velocity has increased from 0.17 meters per second to 2.1 meters per second and with the installation of the drop, the flow rate has increased from 0.11 m / s to 0.57 m / s. Also, the shear stress increased from 0.08 N / m2 to 9.36 N / m2 and with the installation of the shear stress breaker, it increased from 0.03 N / m2 to 0.72 N / m2. The results of reducing the flow velocity and shear stress by installing a drop indicate the size of the impact area of the breaker on preventing erosion of the outer arch banks

چکیده انگلیسی:

از جمله روش‌های متداول کنترل فرسایش کناری رودخانه‌ها، استفاده از آبشکن‌های نفوذناپذیر می‌باشد که در صورت طراحی و اجرای صحیح، علاوه بر کنترل فرسایش کناری، منجر به بازیابی و احیای اراضی با ارزش حاشیه رودخانه‌ها می‌شود. آبشکن‌ها علاوه بر کنترل فرسایش کناری، منجر به بازیابی و احیای اراضی با ارزش حاشیه رودخانه می‌گردند  و در صورت عدم اجرای صحیح و طراحی غلط ممکن است باعث تشدید فرسایش و نابودی خاک‌های زراعی شوند. شاید بتوان گفت مهم‌ترین قسمت طراحی آبشکن‌ها، جانمایی آنها می‌باشد. برای تعیین طول آبشکن‌ها و همچنین فاصله‌ی آنها تئوری خاصی وجود ندارد. در این تحقیق به شبیه‌سازی الگوی جریان حول آبشکن‌های ساده در رودخانه کارون حد فاصل اهواز تا خرمشهر در محدوده 5 کیلومتری جنوب اهواز پرداخته شد. نصب آبشکن در قوس بیرونی به علت پایین آوردن سرعت، باعث جلوگیری از فرسایش و در نتیجه تثبیت ساحل می‌شود. با افزایش دبی از 100 تا 2000 مترمکعب بر ثانیه سرعت جریان از17/0 متر بر ثانیه به 1/2 متر بر ثانیه رسید و با نصب آبشکن سرعت جریان از 11/0 متر بر ثانیه به 57/0 متر بر ثانیه رسید. همچنین تنش برشی از 08/0 نیوتن بر متر مربع به 36/9 نیوتن بر متر مربع رسیده و با نصب آبشکن تنش برشی از 03/0 نیوتن بر متر مربع به 72/0 نیوتن بر متر مربع رسید. نتایج کاهش سرعت جریان و تنش برشی با نصب آبشکن بیانگر اندازه محدوده تاثیر آبشکن بر جلوگیری از فرسایش ساحل قوس بیرونی می‌باشد.

منابع و مأخذ:

کمان بدست، ا. (1389). راهنمای نرم افزار CCHE2D. انتشارات دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز.

نشریه سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور. (1383). فرسایش و رسوب گذاری در محدوده آبشکن‌ها. نشریه شماره 284.

نشریه سازمان مدریت و برنامه ریزی کشور. (1388). راهنمایی طراحی، ساخت و نگهداری آبشکن‌های رودخانه ای. نشریه شماره 516.

نیکنام، ع. (1391). شبیه سازی الگوی رسوب گذاری در مخزن سد دز با استفاده از نرم افزار CCHE2D. سومین همایش ملی مدیریت جامع منابع آب. دانشگاه  علوم کشاورزی و منابع طبیعی. 20 شهریور 1391، ساری، ایران.

Brian, D., Barkdoll, E., Members, A., Joob, O. and Fellow, A. (1999). Sediment Control at Lateral divert: Limits and enhancements To Vane Use. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 122 (7), PP: 862-870.

Johnson, P.A., Hey, R.D., Tessier, M., and Rosgen, D.L. (2001). Use of vanes for control of scour at vertical wall abutments. journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 127 (9), PP: 772-778.

Marelius, F. and Sinha, S.K. (1998). Experimental Investigation of Flow past Submerged Vanes. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 124 (5), pp: 542-545.

Odgaard, A. J. and Wang, Y. (1991). Sediment Management with Submerged Vanes, II: Application. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 117 (3), pp: 284-301.

Zhang, Y. (2005). CCHE2D-GUI – Graphical User Interface for the CCHE2D Model, User’s Manual. Technical Report No, The University of Mississippi.