متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی علوم آب

گرایش : سازه‌هاي آبي

عنوان : بررسي تأثير پارامترهاي هندسي آبشكن و عمق كارگذاري ريپ رپ جهت محافظت از آبشكن در قوس 90 درجه

دانشكده: مهندسي علوم آب

گرايش تحصيلي: سازه‌هاي آبي

عنوان پايان‌نامه :

بررسي تأثير پارامترهاي هندسي آبشكن و عمق كارگذاري ريپ رپ جهت محافظت از آبشكن در قوس 90 درجه

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعریف مسأله، فرضیه ها و اهداف:

یکی از بالاترين خسارات ناشي از حوادث غير مترقبه،  پدیده فرسایش سواحل مي باشد. يكي از وظايف دولتها كاهش اثرات بلاياي طبيعي بوده است . همين امر به روشني لزوم يافتن راه حل اصولي براي كنترل و پيشگيري وكاهش خسارت ناشي از آنها را به اثبات مي رساند.

مکانیزم رودخانه­ها به گونه­ای است که مقطع یک رودخانه به مرور زمان دچار تغییرات شدید می­گردد. این تغییرات بویژه در قوس رودخانه­ها مشهودتر است. فرآيندهاي فرسايش ساحل به طور مستقيم به مهاجرت جانبي آبراهه­هاي آبرفتي مربوط مي­شود. اندركنش نيروهاي فعال حاصل از جريان آب و نيروهاي مقاوم به جريان ناشي از مواد بستر باعث فرسايش ساحل مي­شود.

در قوس رودخانه، نيروهاي هيدروديناميكي جريانهاي ثانوي را بوجود مي­آورند كه خطوط جريان سطحي را به سمت ساحل بيروني و خطوط جريان نزديك به بستر را به سمت ساحل داخلي منحرف مي­سازند. در مقطع جريان درامتداد قائم، خطوط جريان مجاور ساحل بيروني بطرف پايين و خطوط جريان پشته متمركز داخلي به طرف بالا هستند در نتيجه پايداري ذره در نزديكي ساحل خارجي بهم مي­خورد و بستر رودخانه گود مي­شود و از طرف ديگر در مجاورت پشته متمركز داخلي به پايداري ذره اضلافه مي­شود و تراز بستر افزايش پدا مي­كند. آبشستگي در پنجه ساحل خارجي، خط­القعر را به سمت ساحل بيروني قوس جابجا مي­كند و شيب ساحل را افزايش مي­دهد كه در نهايت به شكست ساحل منتهي مي­شود.

با توجه به مطالب بيان شده در خصوص هیدرولیک جریان در خم رودخانه­ها، قوس خارجی همواره تحت تاثیر بردارهای شدید سرعت بوده و دچار فرسایش می­گردد و در قوس داخلی رسوبگذاری ایجاد می­گردد همچنين از آنجا که تخریب ساحل در قوس خارجی می­تواند ضررهای زیادی را به همراه داشته باشد، حفاظت از این قسمت از ساحل بخش مهمی از مهندسی رودخانه را تشکیل می­دهد. جهت محافظت ساحل در قوس بیرونی روشهای متعددی وجود دارد که از آن جمله می­توان به موارد زير اشاره نمود:

1- حفاظت ساحل بوسیله احداث آبشکن

2- حفاظت ساحل بوسيله احداث Bendway  

3-حفاظت ساحل بوسیله احداث دایک

4- حفاظت ساحل بوسیله پوشش گیاهی

5- حفاظت ساحل بوسیله پوشش سنگ چین (Riprap)

6- حفاظت ساحل بوسیله پوشش خاک و سیمان

7- حفاظت ساحل بوسیله پوشش توری سنگ ها و روکش ها

8- حفاظت ساحل بوسیله پوشش با کیسه های مخصوص مخلوط سیمان و خاک

9- حفاظت ساحل با استفاده از مصنوعات ژئوسنتتیک

10- حفاظت ساحل بوسیله اجرای دیوار حائل

استفاده از آبشکن یا اپی از جمله بهترین و اقتصادی­ترین روش جهت محافظت سواحل در اغلب شرایط بوده و در اکثر نقاط دنیا مورد استفاده قرار می­ گیرد.

 « Bankheed ،Groin ،Groyne» کلمه ­اي فرانسوي است. معادل آن در زبان انگلیسی «Epi» است.

كه در زيان فارسي آب شکن ترجمه شده است. نقش آن این است که جریان آب کناره رودخانه را به طرف وسط رودخانه هدایت میکند و سرعت آب درکناره ها را کاهش میدهد و نیز قسمتی از آب رودخانه را بین اپی­ها به حالت سکون باقی میگذارد. در نتیجه، مواد محموله آب ته نشین می­شود و رودخانه حالت پس رفتگی پیدا می­کند و کناره بتدریج تثبیت می­شود.

انواع آبشکن:

آبشکن­ها از نظر نوع استفاده به موارد زیر تقسیم میشوند:

الف: آبشکن­هاي طویل غیر مستغرق )قابل استفاده در آبخیزداري(

ب: آبشکن­هاي کوتاه غیر مستغرق )قابل استفاده در آبخیزداري(

ج: آبشکن­هاي طویل مستغرق   (قابل استفاده در کشتیرانی)

د: آبشکن­هاي کوتاه مستغرق (قابل استفاده در کشتیرانی(

الگوی جریان برای دو آبشکن مستغرق و غیر مستغرق در شکل (2) ارائه شده است.

آبشکن­ها، نسبت به زاویه استقرار با جهت جریان آب، نیز به شرح زیر تقسیم­بندي می­شوند:

1- آبشکنهاي برگردان یا منحرف کننده: نسبت به جریان آب بین 10 تا 15 درجه درجهت جریان آب ) به سمت پایاب)

2- آبشکن هاي بازدارنده: نسبت به مسیر جریان آب بین 10 تا 15 درجه در جهت عکس جریان آب ) به سمت سراب(

3- آبشکن هاي عمودي :زاویه معادل 90 درجه نسبت به مسیر جریان آب به سمت محور رودخانه.

در شكل (3) وضعيت قرار گرفتن آبشكن نسبت به راستاي جريان نشان داده شده است.

آبشكن‌هاي جذبي كه در آن محور آبشكن به سمت پائين تمايل دارد و اين امر موجب مي‌گردد تا جريان آب به ميدان آبشكن متمايل گردد. بعلاوه در اين نوع آبشكن ساحل مقابل از انحراف جريان حاصله از سازه متأثر نمي‌گردد.

آبشكن‌هاي دفعي كه در آن محور آبشكن به سمت بالا تمايل دارد. در اين حالت غالباً جريان آب از محدوده آبشكن به سمت ساحل مقابل رانده شده و آنرا تحت تأثير قرار مي‌دهد.

آبشكن‌هاي برگردان كه در آن فقط مسير جريان بصورت محدود از اطراف سازه منحرف مي‌گردد.

 آبشکنها بر اساس نفوذپذیری به سه دسته زير تقسيم بندي مي­شوند :

1- آبشکنهای تاخیری

2- آبشکنهای تاخیری- منحرف کننده 

3- آبشکنهای منحرف کننده 

از نظر ساختاري سازه آبشكن عموماً از پنج جزء مشخص شامل دماغه، بازو، ريشه، پيش‌بند و روكش تشكيل شده است. در شكل (5) اجزاي پنجگانه مزبور نشان داده شده است.

مشخصات عمومي آبشكن‌ها:

عملكرد آبشكن‌ها از نظر فرسايش و رسوبگذاري عموماً تابعي از فاصله، طول، راستا و شكل آنها مي‌باشد. چنانچه فاصله آبشكن‌ها بيش از حد لازم انتخاب شد اين احتمال وجود دارد كه جريان رودخانه وارد ميدان آبشكن گرديده و موجبات فرسايش كناره‌ها را فراهم آورد. بعلاوه اين امر ايمني آبشكن پايين دست را نيز به مخاطره مي‌اندازد و مانع تشكيل لايه رسوبي يكپارچه در فضاي بين آبشكن‌ها مي‌شود. شكل (6) وضعيت جريان را در محدوده آبشكن در حالتي كه فاصله سازه‌ها بيش از حد متعارف است نشان مي‌دهد.

طبق بررسي‌هاي انجام شده براي عملكرد مطلوب آبشكن‌ها (تشكيل لايه رسوبي و پايدارسازي كناره‌ها و برقراري جريان منظم در رودخانه) بهتر است رابطه ذيل رعايت شود.

در اين رابطه L فاصله آبشكن‌ها (بر حسب متر)، C ضريب شزي و h عمق جريان (بر حسب متر) در رودخانه،  ضريب اصلاحي و g شتاب ثقل مي‌باشد، برقراري رابطه فوق موجب مي‌گردد تا مطابق شكل (7) يك گرداب منفرد و فراگير در ميدان آبشكن تشكيل گردد. وقوع اين حالت ترسيب يكنواخت‌تر مواد رسوبي در ميدان آبشكن و عملكرد مطلوب آن را به دنبال دارد.

علاوه بر فاصله، طول آبشكن‌ها نيز در عملكرد رفتاري آنها از نظر فرسايش و رسوبگذاري موثر است. براساس تحقيقات انجام شده در آزمايشگاه هيدروليك دلفت هلند  نسبت  مناسب تشخيص داده شده است، و از اين رو انتخاب آبشكن‌هاي كوتاه چندان مطلوب نمي‌باشد چه باعث افزايش نسبت مزبور مي‌گردد. ممك و ولوسني همچنين رابطه كلي ذيل را در انتخاب L و b پيشنهاد كرده‌اند :

در اين رابطه B عرض كنترل شده رودخانه (شكل 7) و L و b به ترتيب فاصله و طول آبشكن‌ها مي‌باشد. همانطوريكه از رابطه (2) بر مي‌آيد در انتخاب طول و فاصله آبشكن‌ها بعضي از محققين توجه به عرض رودخانه (B) را نيز توصيه نموده‌اند. در جدول (1) نسبت‌هاي پيشنهادي براي  و  توسط بعضي از منابع درج گرديده است.

راستاي آبشكن‌ها نسبت به مسير جريان نيز تأثير عمده‌اي در عملكرد آنها از نظر جابجايي و انتقال مواد رسوبي دارد. براساس تحقيقات انجام شده توسط آكانتيس و همكاران آبشكن‌هايي كه رو به پايين ساخته مي‌شوند (آبشكنهاي جذبي) از نظر ميزان رسوبگذاري در ميدان آبشكن ومسئله فرسايش در محدوده سازه از عملكرد خوبي برخوردارند. در جدول (2) زاويه انحراف آبشكن‌ها نسبت به امتداد جريان براساس نظريه كارشناسان مختلف ارائه شده است. در اين جدول مطابق شكل (8) علامت  معرف زاويه انحراف آبشكن است.

براساس بررسي‌هاي انجام گرفته آبشكن‌هاي دفعي موجب تشديد فرسايش در دماغه و ايجاد چاله فرسايشي عميق‌تري مي‌شوند. از آنجائيكه يكي از اهداف احداث آبشكن برقراري شرايط لازم براي ترسيب مواد رسوبي درميدان آبشكن مي‌باشد. لذا در طراحي آبشكن‌ها اين مسئله مورد توجه قرار مي‌گيرد. آبشكن‌هاي دفعي در مقايسه با آبشكن‌هاي قائم موجب افزايش رسوبگذاري(بخصوص در جناح پايين دست) ميدان آبشكن مي‌گردد. در اين نوع آبشكن‌ها با تشكيل يك گرداب فعال (هسته چرخشي) مواد معلق موجود در آب در ميدان آبشكن (و بويژه در محدوده بالادست) آبشكن) ترسيب مي‌نمايد (چگونگي رسوبگذاري در محدوده آبشكن‌هاي دفعي و جذبي در شكل (9) نشان داده شده است). آبشكن‌هاي جذبي براي حفاظت سواحل فرسايشي رودخانه چندان مناسب نمي‌باشند. در اين نوع آبشكن‌ها جريان فعال نفوذي به ميدان آبشكن اغلب موجب تخريب و فرسايش كناره‌ها گرديده و به نوبه خود سلامت سازه آبشكن را نيز به مخاطره مي‌اندازد. آبشكن‌هاي قائم نيز محدوده حفاظتي كمتري را پوشش مي‌دهند. از اينرو آبشكن‌هاي دفعي در مقايسه با ساير انواع آبشكن‌ها براي حفاظت كناره‌ها از خطر فرسايش و همچنين تحقق اهداف رسوبگذاري و تشكيل لايه رسوبي ضخيم در فضاي بين سازه‌اي مناسب مي‌باشند.در زمینه آبشستگی پای آبشکن تحقیقات زیادی  صورت گرفته و روابطی را جهت تعیین حداکثر عمق آبشستگی در پای آبشکن ارائه کرده­اند ولی همچنان به عنوان یکی از مسائل مورد توجه مهندسی رودخانه به حساب می­آید.

یکی از نواقص اکثر این تحقیقات استفاده از فلوم مستقیم در آزمایشگاه بوده است. همانطور که بيان گرديد از آبشکنها جهت حفاظت سواحل در خم رودخانه­ها استفاده می­شود و با توجه به ماهیت پیچیده جریان در خم رودخانه نمی­توان اطلاعات مربوط به کانالهای مستقیم را برای رودخانه­های طبیعی بکار برد. بدلیل تشابه مکانیزم آبشکن و پایه پل، الگوی جریان و آبشستگی در اطراف این دو سازه شباهت زیادی به یکدیگر دارند.

تعداد صفحه : 64

قیمت : 17300تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ———- ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

*********  ********* *********