Best Installation Angle for Immersion Vanes as a Measure for Meander Bank Erosion

Document Type : پژوهشی

Authors

• aziz sozapor
• mahmood shafaai bejestan

shahid chamran university

10.22067/civil.v31i1.54107

Abstract

.Developing three dimensional vortices at river meander causes severe erosion at the toe of the outer bank and deposition at the inner bank. The flow altering measures which have been presented so far are installed on the bed and are subject to failure due to progress of scour hole at their toe. Therefore in the present study the performance of immersion vanes, which are installed above the bed, are experimentally investigated. To reach such goal a movable physical model of 180 degree Karoon river bend was constructed. Different tests at Froude number equal to 0.20 (=corresponded to the Karoon 2-years flood occurrence discharge) at six different vanes angles equal to 10, 20, 30, 40, 50, and 60 degrees was carried out. The general results show that the immersion vanes are effectively shifted the scour hole from the bank toe to the middle of the bend while no scour is observed at the base of the vanes. By comparing the bed topographic variations after tests it was found that at 40 degrees vane angle the toe scour hole is smaller and developed much farther from the outer bank compare to the other vane angles.

Keywords

• Immersion Vanes
• Installation Angle
• Physical Model
• Bank Erosion

---

References

1. جعفرزداه، م.ر، «مکانیک رودخانه»، ترجمۀ کتاب پی یر ژولین، نشر دانشگاه فردوسی مشهد، (1388).

2. یاسی، م، «راهنمای استاندارد طراحی، ساخت و نگهداری آبشکن‌های رودخانه‌ای»، نشریۀ استاندارد صنعت آب و برق ایران، ش. 516، (1388).

3. عباسی، ع.ا، ملک‌نژاد، م، «مطالعۀ آزمایشگاهی تأثیر مشخصات هندسی آبشکن‌های نفوذپذیر مستقیم و T‌شکل بر آبشستگی اطراف آنها»، فصلنامۀ علمی و پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال دوم، ش. 8، صص. 107-95، (1391).

4. Abad, J. D., Rhoads, B. L., Guneralp, I. and Gorcia, M.H., "Flow Structure at Difference Stages in a Meander-bend with Bendway Weirs", Journal of Hydraulic Engineering ASCE, Vol. 8, pp. 1052-1063, (2008).

5. Jarrahzade, F., and Shafai Bejestan, M., "Comparison of Maximum Scour Depth in Bank Line and Nose of Submerged Weirs in a Sharp Bend", Scientific Research and Essays, Vol. 5, pp. 1071-1076, (2011).

6. رامش، س، جراح‌زاده، ف، مشکورنیا و شفاعی بجستان، م، «وضعیت پروفیل طولی فرسایش و رسوب تحت تأثیر Bendwayدر خم 90‌درجۀ تند»، نهمین کنفرانس سرریز هیدرولیک ایران، تهران، (1389).

7. همتی، م، قمشی، م، کاشفی‌پور، س.م، قمشی، م، «بررسی آزمایشگاهی تأثیر طول سریزهای مستغرق بر الگوی رسوب و تراز آب در پیچان‌رود»، نشریۀ مهندسی عمران و محیط زیست، ج. 43، ش. 1، صص. 76-66، (1392).

8. Odgaard, A.jacob, "River Channel Stabilization with Submerged Vanes", In Yang, Chih Ted, Wang, Lawrence K. (Eds.) "Advanced in Water Resources Engineering", springer international publishing, pp. 107-136, (2015).

9. آتشی، و، شفاعی بجستان، م، احدیان، ج، «ارزیابی الگوی جریان و تنش برشی در قوس 90‌درجۀ تند با حضور سریز w‌شکل»، مجلۀ مهندسی منابع آب، سال پنجم، تابستان 91، صص. 28-15، (1391).

10. Pagliara, S., Kurdistani, S. M., and Cammarata, L., "Scour of Clear Water Rock W-Weirs in Straight Rivers", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 140, No. 4, 06014002(7), (2014).

11. Bhuiyan, F., Hey, R. D., and Wormleaton, P. R., "River Restoration using W-weir", Journal of Hydraulic Engineering, vole 133(6), pp. 596–609. (2007).

12. Rosgen, D. L., "The Cross-vane, W-weir and J-hook Vane Structures Description, Design and Application for Stream Stabilization and River Restoration", Wild land Hydrology, Inc. 11210 N. County Road 19 Ft. Collins, Colorado 80524970-568-0002, (2006).

13. Pagliara, S., Kurdistani, S. M., and Santucci, I., "Scour Downstream of J-hook Vane Structures in Straight Horizontal Channels", Acta Geophysical, vole 61(5), pp. 1211–1228, (2013).

14. Bhuiyan, F., Hey, R. D., and Wormleaton, P. R., "Bank-Attached Vanes for Bank Erosion Control and Restoration of River Meanders", Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 136(9), pp. 583-596, (2010).

15. Bahrami Yarahamdi M, Shafai Bejestan M., "Sediment Management and Flow Patterns at River Bend due to Triangular Vanes Attached to the Bank", Journal of Hydro-environmental Research, Vol. 10(0), pp. 64-75, (2016).

16.بهرامی یار احمدی، م، شفاعی بجستان، م، «بررسی تغییرات طول مؤثر صفحات مثلثی‌شکل بر الگوی فرسایش و رسوب‌گذاری در قوس ملایم 90‌درجه»، نشریۀ مهندسی عمران مشهد، سال بیست و هفتم، ش. 1، صص. 100-87، (1394).

17. بهرامی یار احمدی، م، شفاعی بجستان، م، «تأثیر سری صفحات مثلثی در قوس ملایم 90‌درجه بر الگوی توپوگرافی بستر»، نشریۀ مهندسی عمران و محیط زیست، ج. 45، ش. 3، بدون نام، (1394).

18. Odgard A.jacob, "River Training and Sediment Management with Submerged Vanes", Published by American Society of Civil Engineers, (2010).

19. Junali, T., Utpal Kumar, M., , "Experimental Investigation of Local Scour Around Submerged Vanes", International journal Innovative research in advanced engineering, Vol. 2(7), pp. 21-24, (2015).

20. منصوری، ا.م، ع، نیشابوری، ع.ا، هنربخش، ا، «مطالعۀ عددی سه‌بعدی تغییرات تراز بستر در قوس 180‌درجه»، مجلۀ علمی- پژوهشی عمران مدرس، دورۀ دهم، ش. 1، بهار 89، (1389).

21. Liaght, A., Mohamadi, K., Rahmanshahi, M., "3D Investigation of Flow Hydraulic in U Shape Meander Bends with Constant, Decreasing and Increasing Width", Journal of river engineering, Vol. 2, No. 3, (2014).

22. Marelius, F. and Sinha, S. K. "Experimental Investigation of Flow Past Submerged Vanes", J. Hydraul. Eng, Vol. 124(5), pp. 542-545, (1998).

23. Gupta, P. U., Sharma, N. and Ojha, C. S. P., "Performance Evaluation of Submergence Ratio of a Rectangular Submerged Vane with a Collar", International J. of Sediment Res., Vol. 21(1), pp.42-49, (2006).

24. Odgard A.jacob, "Sediment Management in Rivers Using Submerged Vanes", proceedings of the congress-international association for hydraulic research, Vol. 4, pp. 60-65, (1995).