شبیه سازی اثر بکارگیری تیرچه‌های فولادی محافظ و هدایت کننده درکاهش احتمال گرفتگی دهانه پلها با استفاده از مدل عددی FLOW-3D
پذیرفته شده برای پوستر
کد مقاله : 1254-SCWMCCAN
نویسندگان
عضو هیات علمی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری
چکیده
در شرایط خشکسالی، پوشش گیاهی مستقر در سطح حوضه آبخیز، به‌ویژه در مناطق کوهستانی با پوشش درختان جنگلی، از بین رفته یا تخریب می‌شوند. با وقوع سیل در این مناطق، واریزه‌های چوبی (تنه درختان) به حرکت در می‌آیند و وارد آبراهه‌ها می‌شوند. تجمع واریزه‌ها در سازه‌های تقاطعی و هیدرولیکی باعث انسداد دهانه این نوع سازه‌ها و کاهش ظرفیت عبور سیلاب می‌شود. این امر باعث تخریب سازه‌های تقاطعی، طغیان و افزایش مخاطرات سیلاب می‌گردد. در این راستا، روش‌های مختلفی برای جلوگیری از تجمع واریزه‌های چوبی در سازه‌های تقاطعی ارائه شده است. مطالعات اولیه بر روی تله-اندازی واریزه‌ها قبل از رسیدن به پل متمرکز بوده‌اند. با این‌حال، تحقیقات اخیر در کشور ژاپن بر روی روش‌های هدایت و عبور واریزه‌ها از دهانه پلها با استفاده از تیرچه های فولادی هدایت کننده به‌منظور حفاظت از سازه‌های تقاطعی و کاهش هزینه‌های تله-اندازی و جمع‌آوری واریزه‌ها تمرکز داشته‌اند. در مطالعه حاضر، به‌منظور کاهش هزینه‌های آزمایشگاهی، از مدل عددی FLOW-3D برای ارزیابی دقت نرم‌افزار و توسعه نتایج برای سناریوهای آتی استفاده شده است. نتایج نشان داد که مدل FLOW-3D با خطای حدود 10 درصد، دقت قابل قبولی در شبیه‌سازی تله‌اندازی واریزه‌ها در دهانه پلها و یا عبور آنها از دهانه پلها دارد. شبیه‌سازی سازه پیش بینی شده برای هدایت بهتر واریزه‌ها برای عبور از پل و کاهش احتمال گرفتگی دهانه‌ها نیز نشان داد که اولاً، نتایج مدل عددی منطبق با نتایج مدل آزمایشگاهی است و ثانیاً، سازه پیشنهادی می‌تواند بیش از 90 درصد واریزه‌های چوبی منتقل شده به بالادست پلها را از دهانه‌ها عبور دهند.
کلیدواژه ها
Title
Simulation of the effect of using protective and guiding steel stakes on reducing the probability of clogging of bridges by using FLOW-3D
Authors
Mohammad Rostami
Abstract
Flooding is one of the most destructive natural disasters that can cause a lot of financial and life damage. Global warming and drought are factors intensifying flooding. In drought conditions, vegetation located at the watershed surface is lost or degraded, especially in mountainous areas with forest tree covers. With flooding in these areas, wooden debris (tree trunks) move and enter waterways. Accumulation of debris in intersecting and hydraulic structures obstructs the span of these structures and decreases the capacity of flood passing. In this regard, various methods have been proposed to prevent the accumulation of wooden deposits in intersecting structures. Early studies focused on trapping the drains before reaching the bridge. However, recent research in Japan has focused on methods of guiding and passing debris through bridge openings using lead-steel beams to protect intersecting structures and reduce the cost of trapping and collecting debris. In this study, in order to reduce laboratory costs, the FLOW-3D numerical model was used to evaluate the accuracy of software and develop the results for future scenarios. The results showed that the FLOW-3D model with an error of about 10% has an acceptable accuracy in simulating the warren traps in the span of bridges or passing them through the bridge craters.
Keywords
Bridge, woody debris, Guiding steel stakes, Flow-3D model