وبلاگ

کلمه فرسایش که در انگلیسی اروژن و در زبان فرانسه اروزیون تلفظ می­ شود، از ریشه لاتین ارودری[2] به معنی سائیدگی می­باشد و عبارتست از سائیده شدن سطح زمین. به­ طور کلی فرسایش خاک[3] عبارتست از جابجایی و جداشدن ذرات خاک از بستر اصلی خود وانتقال آن به مکانی دیگر در اثر عامل انتقال دهنده (الیسون[4]، 1947). در صورتیکه عامل جدا کننده ذرات از بستر و انتقال آنها آب باشد، به آن فرسایش آبی[5] می­گویند.
زمانی که آب از یک تراز به تراز پایین­تر منتقل می شود انرژی پتانسیل آن به انرژی جنبشی تبدیل می شود. در صورت مهار نشدن انرژی بالای جنبشی جریان در طولانی مدت می ­تواند باعث خرابی و ایجاد فرسایش در پایین دست جریان شود. برای جلوگیری از خسارات ناشی از انرژی فوق العاده آب در سرعت­های فوق بحرانی و نیز به منظور از بین بردن انرژی اضافی سینتیک موجود در چنین آبی، عموماً از سازه­های خاصی به نام انرژی گیرنده[6] که در پایین دست جریان ساخته می شوند استفاده می شود. اینگونه سازه­ها علاوه بر از بین بردن انرژی آب، وسیله ای برای کنترل و مهار پرش هیدرولیکی و بوجود آوردن شرایط وقوع آن در یک موقعیت مکانی خاص نیز بشمار می روند. به عبارت دیگر موقعی که یک پرش هیدرولیکی روی یک سطح صاف رخ می دهد کوچکترین تغییری در اعماق جریان بالا و پایین دست آن میتواند باعث تغییر مکان پرش به یکی از دو سو گردد، لذا منطقی است در حوضچه ها از سازه ­هایی جهت کاهش حساسیت از جمله آب پایه[7] استفاده گردد.
در حالت کلی دو روش برای کاهش انرژی آب وجود دارد، روش اول استفاده از تبدیل­های موضعی و یا اجزاء دیگری که باعث آشفتگی جدی در جریان می شوند، روش دوم بر اساس پرتاب آب به یک نقطه دوردست است که در این میان جریان به ذرات ریزی تبدیل می شود و در

 برخورد با هوا و برگشت به زمین مقدار زیادی از انرژی خود را از دست می دهد (ابریشمی 1380).

اگر چه طول پرش هیدرولیکی و افت ایجاد شده یکی از پارامتر­های حساس در طراحی است اما در حالت کلی قابل محاسبه از طریق تحلیل ریاضی نبوده و لازم است تا در هر مورد از نتایج تجربی و آزمایشگاهی نیز استفاده گردد (ابریشمی 1380).
یکی از محل­هایی که جریان با سرعت زیاد مستعد ایجاد خسارت در پایین دست جریان است خروجی لوله­های تحت فشار است، انرژی زیاد این جریان باید به صورت کار آمدی گرفته شود تا از خسارت و فرسایش در پایین دست جلوگیری شود. جت­های آب، کالورت­ها و تونل­های انتقال آب نمونه ­ای از سازه ­هایی هستند که نیاز به سازه مستهلک کننده انرژی دارند (1974،USBR).
در 60 سال گذشته بررسی های بسیاری روی حوضچه­های آرامش در خروجی لوله­ها انجام گرفته است. حوضچه­های مختلف در فرم­ها و طول­های متفاوتی بر اساس فرود جریان خروجی ارائه شده ­اند که بسیاری از آنها علاوه بر کارایی پایین طول نسبتاً زیادی نیز دارند و ساخته شدن آنها نیازمند صرف هزینه زیادی است. یک معیار مناسب برای بررسی عملکرد حوضچه­ها و کارایی آنها در استهلاک انرژی آب، میزان فرسایش ایجاد شده در پایاب در شرایط هیدرولیکی مشابه می­باشد. به عبارت دیگر هرچه عملکرد حوضچه بهتر باشد با ایجاد تلاطم بیشتر افت بیشتری ایجاد می کند در نتیجه آب خروجی انرژی کمتری دارد و از توان فرسایشی آن کاسته می شود.
در این تحقیق میزان آبشستگی و فرم حفره آبشستگی به عنوان معیار مقایسه عملکرد حوضچه ها در نظر گرفته شده است.
[1] United States Bureau of Reclamation
 
[2] Eroderi
[3]  Soil Erosion
[4] Ellison
[5] Water Erosion
[6] Energy Dissipators
[7] End Sill