محمد واقفی

کالورت ها یکی از مناسب ترین سازه های هیدرولیکی تقاطعی هستند که به منظور جا به جایی و هدایت جریان آب از زیر خاکریز جاده، بزرگراه و راه آهن به تعداد زیاد در حوضه های آبخیز استفاده می شوند. در خروجی کالورت به دلیل سرعت زیاد، جریان معمولا به صورت جت افقی که خطوط جریان موازی با بستر می باشد، خارج می شود. با برخورد جریان خروجی از کالورت به سطح آب پایاب و تغییرات سرعت، الگوی خطوط جریان تغییر می کند. این تغییر الگوی جریان باعث افزایش تلاطم جریان و ایجاد جریان های ثانویه به شکل گرداب در این ناحیه می شود که باعث جدا شدن و انتقال ذرات بستر به پایین دست و درنتیجه تشکیل گودال آبشستگی در خروجی کالورت می شود. رسوبات حمل شده در پایین دست تجمع پیدا می کنند و یک برآمدگی را تشکیل می دهند. با گذشت زمان انرژی گرداب ها توسط حجم آب درون گودال مستهلک می شود و گودال آبشستگی به تعادل می رسد. با مرور زمان و تکرار جریان سیلاب عبوری از کالورت و درصورت عدم تمهیدات لازم در این ناحیه، این گونه آبشستگی به سمت بالادست حرکت می کند و باعث شسته شدن زیر سازه می شود و پایداری آن را مختل می کند. محافظت از پایین دست کالورت در برابر پدیده آبشستگی، به عنوان یک مجرای انتقال آب، یک مسئله حیاتی در طراحی کالورت می باشد. در این مطالعه به بررسی تاثیر حضور زبری مصنوعی با آرایش هندسی و ابعاد متفاوت در شیب های مختلف بر آبشستگی پایین دست کالورت پرداخته شد. از مهمترین نتایج این است که حداکثر شیب کالورت بررسی شده در این مطالعه ( شیب 5/5 درصد)، تاثیر بیشتری بر کاهش عمق بیشینه آبشستگی پایین دست کالورت نسبت به شیب های دیگر داشت. همچنین حجم و مساحت رسوب گذاری آزمایش های مربوط به کالورت با شیب 5/5 درصد نسبت به شیب های دیگر،کمتر بود. آزمایش هایی که دارای زبری مصنوعی با ارتفاع حداقل بوده اند، تاثیر مطلوب تری بر کاهش عمق بیشینه آبشستگی داشتند. عمق چاله بیشینه آبشستگی در آزمایش های با ارتفاع حداکثری زبری مصنوعی نسبت به سایر آزمایش ها، بزرگتر بود. در همه آزمایش های انجام شده در این مطالعه، ارتفاع سطح آب در بالادست کالورت بزرگتر از پایین دست کالورت بود. بیشترین کاهش عمق بیشینه آبشستگی در آزمایش های با شیب های غیر صفر، مربوط به آزمایشی در کالورت با شیب 5/5 درصد بود. در این آزمایش ارتفاع، طول در راستای عمود بر جریان و فاصله بین ردیف