نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محمد رستمی ¹
• نیما روحانی ²
• حمیدرضا شیبانی ³

¹ استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایرانپژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

² دانشجوی دکترای مهندسی عمران-آب و سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه قم

³ استادیار گروه عمران، دانشگاه پیام نور

چکیده

ورود تنه­ درختان به رودخانه‌­ها و انتقال آن‌ها به پایین‌­دست در مواقع سیلابی باعث تجمع و انسداد دهانه پل­‌ها و در نتیجه کاهش ظرفیت عبور سیلاب  می‌­شود. کاهش ظرفیت عبور سازه­‌های تقاطعی شرایط را برای ورود سیلاب به اراضی حاشیه رودخانه فراهم می­‌کند. از آنجا که بررسی چنین مکانیزمی در طبیعت و زمان وقوع سیلاب بسیار مشکل است، بنابراین، ضرورت دارد تا حرکت تنه­ درختان در طول مسیر رودخانه و تاثیر ساختار سازه­های هیدرولیکی تقاطعی بر تله‌اندازی آن‌ها در نتیجه مطالعات آزمایشگاهی، مورد بررسی قرار گیرد. به همین منظور در این پژوهش، فرایند انسداد دهانه پل‌ها به‌وسیله الوار شناور به‌صورت آزمایشگاهی در یک کانال مستطیلی با قابلیت تغییر شیب بررسی شده است. آزمایش‌ها بر اساس تغییر طول الوار شناور، تغییر ساختار ظاهری تنه (صاف و یا با شاخه)، نحوه ورود الوار به کانال (به‌صورت تجمعی یا تک‌تک)، تغییر در تراز سطح جریان آب بالادست پل و همچنین، در شرایط وجود و عدم وجود پایه پل انجام پذیرفت. ورود هر حالت از الوار به داخل کانال 10 بار تکرار و سپس احتمال گرفتگی دهانه پل در آن حالت محاسبه شد. نتایج نشان داد که زمانی که سطح آب بالادست پل، هم تراز سطح زیرین عرشه پل باشد، احتمال انسداد از 13 درصد تا 93 درصد برای حالت پل بدون پایه و از 33 درصد تا 100 درصد برای حالت پل با پایه تغییر می‌نماید. بررسی‌ها نشان داد، افزایش طول و تعداد الوار شناور روی آب، تغییر ساختار ظاهری تنه از صاف به شاخه دارشاخه، وجود پایه در پل و همچنین، افزایش تراز سطح آب بالادست پل نسبت به تراز سطح زیرین عرشه سبب افزایش احتمال انسداد می‌شود.

کلیدواژه‌ها

• احتمال انسداد
• الوار شناور
• تراز سطح جریان آب
• سازه پل
• مدل آزمایشگاهی

عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the effect of bridge geometry configuration on blocking probability by floating driftwood in flow

نویسندگان [English]

• Mohammad Rostami ¹
• Nima Rohani ²
• Hamdi Reza Sheybani ³

¹ Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran

² PhD Student, Hydraulic Structure,Qom University, Iran

³ Assistant Professor, Faculty of Civil Engineering, Payam-e-Noor University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Login driftwoods into the river flow and their accumulation in the upstream of the bridge will decrease the flow carrying capacity of the bridge. Blockage may cause a strong reduction in the flow rate through the bridge and therefore a strong increase in upstream water level which may lead to flooding or nearby urbanized areas. Drift woods either accumulates at a single pier, or it spans between two or more piers or it gets blocked at the bridge deck. Since the evaluation of such a mechanism in nature and in flood time is very difficult and limited knowledge is currently available on the likelihood of bridge blocking by the driftwoods, therefore, it is necessary to evaluate experimentally the movement of the driftwoods through the river flow and the effect of bridge characteristics on driftwood accumulation and blockage. The main purpose of this experimental study is to analyze the driftwood blocking probability at bridge depending on drift dimensions, driftwood shape (single log and log with branches), flow characteristics, method of driftwood entry into the flow and bridge characteristics. Tests were carried out in an inclinable rectangular flume and a bridge with guard rails was installed into the flume. The tests were performed by different length of driftwood, smooth and with branches, the number of entering driftwood to the channel flow (individual or aggregate), in the presence and absence of bridge pier and with three levels of water flow in the upstream face of the bridge. Entering each case of driftwoods has been repeated 10 times and then bridge clogging probability has been determined.  The results showed that in case of water level come to low cord of the bride's deck , the clogging probability a bridge with and without pier changed from 13% to 93% and 33% to 100 respectively. The results showed that lengthening and increasing the number of driftwood and trunk with branches, the presence of the pier, and finally the rising water flow will increases the clogging possibility.

کلیدواژه‌ها [English]

• Bridge structure
• Experimental Model
• Floating driftwood
• Flow water level
• Likelihood of blocking