1-3-3. آبشکن­های باز ………………………………………………………………………………………………………………………. 13
1-3-4. آبشکن­های بسته …………………………………………………………………………………………………………………… 14
1-3-5. انواع آبشکن­های بسته از نظر قرارگیری نسبت به امتداد جریان ………………………………………………….. 15
1-3-6. مصالح ساخت آبشکن …………………………………………………………………………………………………………….. 16
1-3-7. طبقه بندی آبشکن­ها …………………………………………………………………………………………………………….. 17
1-4. تاریخچه علم رسوب …………………………………………………………………………………………………………………… 18
1-5. آبشستگی …………………………………………………………………………………………………………………………………. 20
1-5-1. فرایندهای آبشستگی ……………………………………………………………………………………………………………… 25
1-5-2. آبشستگی عمومی ………………………………………………………………………………………………………………….. 26
1-5-3. افت سراسری تراز بستر …………………………………………………………………………………………………………… 26
1-5-4. آبشستگی تنگ شدگی …………………………………………………………………………………………………………… 27
1-5-5. آبشستگی در خمیدگی ها ………………………………………………………………………………………………………. 28
1-5-6. آبشستگی در چند شاخه­ها ……………………………………………………………………………………………………… 28
1-5-7. آبشستگی موضعی …………………………………………………………………………………………………………………. 29
1-5-8. آبشستگی آب زلال ………………………………………………………………………………………………………………… 30
1-5-8. آبشستگی کل ……………………………………………………………………………………………………………………….. 32
1-5-8. آبشستگی استاتیکی و دینامیکی ……………………………………………………………………………………………… 32
1-6. اهداف ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 33
1-7. روش کار و محدوده تحقیق …………………………………………………………………………………………………………. 33
1-8. نحوه تدوین پایان نامه ……………………………………………………………………………………………………………….. 34
فصل دوم:
مروری بر منابع تحقیق
2-1. مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 36
2-2. طول و فاصله آبشکن­ها ………………………………………………………………………………………………………………. 38
2-3. جهت آبشکن …………………………………………………………………………………………………………………………….. 42
2-4. نفوذپذیری ………………………………………………………………………………………………………………………………… 45
2-5. ارتفاع آبشکن، حالت تاج، شکل دماغه آبشکن ……………………………………………………………………………….. 47
2-6. محاسبه زمان ……………………………………………………………………………………………………………………………. 48
2-7. اثر سرعت جریان ……………………………………………………………………………………………………………………….. 49
2-8. اثر اندازه رسوب …………………………………………………………………………………………………………………………. 51
2-9. مکانیسم آبشستگی ……………………………………………………………………………………………………………………. 52
2-10. مطالعه­های صورت گرفته بر آبشستگی در زمینه آبشکن­ها   …………………………………………………………… 54
2-11. رابطه­های آزمایشگاهی …………………………………………………………………………………………………………….. 60
فصل سوم:
مواد و روش تحقیق
3-1. مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 63
3-2. وسایل آزمایشگاهی مورد استفاده ………………………………………………………………………………………………… 63
3-2-1. معرفی فلوم آزمایشگاهی و سیستم جریان بسته آب ………………………………………………………………….. 63
3-2-2. موقعیت نصب آبشکن …………………………………………………………………………………………………………….. 64
3-2-3. توزیع اندازه ذرات …………………………………………………………………………………………………………………… 65
3-2-4. اندازه گیری دبی ……………………………………………………………………………………………………………………. 69
3-2-5. اندازه گیری عمق …………………………………………………………………………………………………………………… 70
3-2-6. مشخصات آبشکن بکار رفته در آزمایش ها ……………………………………………………………………………….. 70
3-2-7. تنظیم عمق در محل مورد نظر ……………………………………………………………………………………………….. 71
3-3. نحوه انجام آزمایش ها ………………………………………………………………………………………………………………… 72
3-3-1. تعیین سرعت آستانه حرکت ذرات بستر …………………………………………………………………………………… 72
3-3-2. تنظیم عمق جریان توسط دریچه انتهایی …………………………………………………………………………………. 74
3-3-3. آزمایش­های اولیه تعیین زمان تعادل ……………………………………………………………………………………….. 75
3-3-4. انجام آزمایش های اصلی ………………………………………………………………………………………………………… 77
3-4. آنالیز ابعادی ……………………………………………………………………………………………………………………………… 78
3-5. الگوی جریان …………………………………………………………………………………………………………………………….. 80
3-5-1. الگوی جریان در اطراف یک آبشکن …………………………………………………………………………………………. 80
3-5-2. الگوی جریان در بین دو آبشکن ………………………………………………………………………………………………. 82
3-6. آزمایش های مربوط به عمق آبشستگی و سری آزمایش ها …………………………………………………………….. 84
فصل چهارم:
مشاهدات و تجزیه و تحلیل
4-1. تغییرات زمانی فرسایش و رسوبگذاری در طول دوره 23 ساعته ……………………………………………………… 87
4-2. الگوی جریان اطراف آبشکن ها ……………………………………………………………………………………………………. 89
4-3. رابطه عمق آبشستگی با قطر متوسط ذرات …………………………………………………………………………………… 92
4-4. تغییرات حداکثر عمق آبشستگی با عدد فرود ……………………………………………………………………………….. 94
4-5. اثر فاصله بر روی حداکثر عمق آبشستگی نسبی ……………………………………………………………………………. 95
4-6. اثر فاصله بین آبشکن­ها بر روی حداکثر عمق آبشستگی برای ذرات ثابت …………………………………………. 97
4-7. فرسایش و توپوگرافی بستر …………………………………………………………………………………………………………. 98
4-8. ارائه رابطه برازشی به منظور برآورد حداکثر عمق آبشستگی …………………………………………………………… 104
فصل پنجم:
نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات
5-1. نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………. 107
5-2. پیشنهادها ……………………………………………………………………………………………………… 109
منابع ……………………………………………………………………………………………………………………… 111
پیوست الف: سایر نمودارها ………………………………………………………………………………………………. 115
پیوست ب: عکس های اضافی ……………………………………………………………………………….. 122
چکیده
جهت انحراف جریان از ساحل فرسایش پذیر رودخانه و حفاظت دیواره خارجی رودخانه ها از سازه هایی مختلف، بایستی استفاده نمود و از آن جمله می توان گفت که آبشکن­های بسته یا نفوذناپذیر از جمله سازه­های حفاظتی هستند که برای این منظور و حفاظت از حواشی آسیب­پذیر رودخانه یا ایجاد شرایط مساعد پاکسازی مسیر از انباشته­های رسوبی در رودخانه­های با بار بستر زیاد استفاده نمود. در این نوع سازه­ها سرعت جریان آب در میدان آبشکن تقلیل یافته و با ترسیب مواد رسوبی شرایط لازم پایداری در امتداد کناره­ها فراهم می­گردد. در عین حال سازه­های آبشکن، هر چند با هدف رسوبگذاری و جلوگیری از فرسایش کناره­ها و تثبیت موقعیت رودخانه احداث می­گردند اما خود تحت تأثیر فرسایش ناشی از تمرکز جریان بخصوص در قسمت دماغه می­باشند. در قسمت دماغه، افزایش تنش­های حاصله از افزایش سرعت و وقوع جریان چرخشی منجر به تشکیل چاله آبشستگی گردیده و سلامت و استحکام سازه را به مخاطره می­اندازد. در این تحقیق با مطالعه آزمایشگاهی بر روی سری آبشکن های L شکل در شرایط آب زلال، آزمایشاتی با سه نوع دانه بندی مختلف، با تغییر در میزان دبی ورودی در سه حالت مختلف و با سه فاصله متغییر بین آبشکن ها انجام گرفته است و نتایج تحقیق نشان می دهد که در یک فاصله ثابت بین آبشکن ها هر چقدر دبی افزایش یابد میزان عمق آبشستگی افزایش می یابد. همچنین تغییر فاصله بین آبشکن­ها اثر قابل توجه­ای بر میزان عمق آبشستگی ایجاد شده در طول آبشکن اولی ایجاد نمی­کند، بلکه بر روی فرسایش و رسوبگذاری بین آبشکن ها تاثیر می گذارد. در یک دبی ثابت با افزایش فاصله بین آبشکن­ها، میزان نسبت عمق آبشستگی به عمق جریان روند کاهشی دارد و بیشترین میزان عمق آبشستگی در طول آبشکن اول اتفاق می­افتد. همچنین در یک دانه بندی ثابت، با افزایش عدد فرود جریان، میزان نسبت عمق آبشستگی به عمق جریان روند افزایشی دارد.
فصل اول: کلیات