علوم آب و خاک

در روش ‌رسوب‌شویی تحت فشار، زمانی‌که آب از میان تخلیه کننده‌های تحتانی خارج می‌‌شود، پس از گذشت مدت زمانی از انجام رسوب‌شویی، حفره‌ای از آبشستگی به شکل مخروط در جلوی دریچه تحتانی به‌وجود خواهد آمد که ابعاد این مخروط به پارامترهای مختلفی همچون دبی جریان خروجی، عمق آب داخل مخزن و نوع رسوبات تجمع یافته در درون مخزن بستگی دارد. در این پژوهش برای بررسی اثر رسوبات چسبنده و غیرچسبنده بر تشکیل مخروط ‌رسوب‌شویی، از یک مدل فیزیکی با ابعاد مشخص استفاده شد و به‌منظور توسعه روش تخلیه رسوبات، یک سازه نیم‌استوانه در جلوی تخلیه کننده تحتانی مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش‌ها در دانشگاه شهید چمران اهواز در دو حالت استفاده از نیم‌استوانه و بدون نیم‌استوانه و همچنین رسوبات چسبنده و غیرچسبنده با دبی‌های مختلف و در مجموع به تعداد 90 آزمایش انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دبی، به‌طور متوسط در دو حالت بدون نیم‌استوانه و با نیم‌استوانه افزایش حجم مخروط رسوب‌شویی را همراه دارد. با کاهش ارتفاع آب، جریان از حالت مستغرق خارج شده و به سمت فلاشینگ آزاد می‌رفت که در نتیجه افزایش حجم و طول مخروط را شاهد بودیم. استفاده از نیم‌استوانه به‌طور متوسط باعث افزایش رسوب‌شویی شده است که این افزایش رسوب‌شویی به‌علت به‌وجود آمدن یک جفت گرداب چرخشی در داخل سازه نیم‌استوانه در دو طرف محور مرکزی دریچه است.

آبشستگی زیر لوله‌های انتقال گاز، نفت و آب خطر خمیدگی لوله و شکستن آن را به دنبال دارد. این پدیده می‌تواند به محیط زیست و صنعت نفت و گاز آسیب‌های فراوانی وارد کند. در ایﻦ پژوهش تأثیر تغییرات قطر، فاصله از کف و زاویه قرارگیری لوله‌های انتقال بر میزان کاهش عمق آبشستگی زیر لوله‌های مستغرق در بستر رسوبات چسبنده بصورت آزمایشگاهی بررسی شده است. آزﻣﺎیﺶﻫﺎ برای ﺣﺎﻟﺖ آﺑﺸﺴﺘﮕﯽ زیﺮ ﻟﻮﻟﻪ ﺑﺎ زاویﻪ ﺑﺮﺧـﻮرد صفر، 15 و 30 درﺟﻪ و در 3 ﻣﻮﻗﻌﯿـﺖ روی ﺑﺴـﺘﺮ، ﻓﺎﺻـﻠﻪ D/2 و D/4 از ﺑﺴﺘﺮ انجام شد. همچنین، در اﻧﺠﺎم آزﻣﺎیﺶﻫﺎ از سه قطر 10، 20 و 40 میلی‌متر اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﺘﺎیﺞ این مطالعه ﻧﺸـﺎن داد، زاویﻪ ﺑﺮﺧﻮرد ﺟﺮیﺎن روی ﻣﮑﺎن ﻗﺮارﮔﯿﺮی ﺑﯿﺸﯿﻨﻪ ﻋﻤﻖ آﺑﺸﺴﺘﮕﯽ و ﻧﺤﻮه ﻋﻤﻠﮑـﺮد ﮔﺮداﺑـﻪﻫـﺎ ﻣـﺆﺛﺮ است، به‌طوری¬که با افزایش زاویه، عمق آبشستگی زیر خط لوله کاهش می‌یابد و به ازای افزایش ﻓﺎﺻــﻠﻪ ﺑــﯿﻦ ﻟﻮﻟــﻪ و ﺑﺴــﺘﺮ، میزان آبشستگی به‌صورت معنی¬داری تا میزان 18 درصد، کاهش ﭘﯿــﺪا ﮐﻨــﺪ، میزان آﺑﺸﺴﺘﮕﯽ زیﺮ ﻟﻮﻟﻪ ﮐﻤﺘﺮ ﻣﯽﺷﻮد. همچنین مشاهده شد که قطر لوله بر میزان عمق آبشستگی تأثیر دارد و بدلیل تأثیر روی جریان به سمت پایین و جریان‌های گردابی، هرچه قطر لوله افزایش یابد، عمق آبشستگی نیز افزایش می‌یابد. درنهایت با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی حداکثر میزان آبشستگی لوله، رابطه‌ای بر پایه رگرسیون غیر خطی برای تخمین حداکثر میزان آبشستگی ارائه شد