سابقه و هدف: عبور خطوط لوله¬انتقال َآب- فاضلاب و یا مواد سوختی، روی بستر فرسایشی دریا و رودخانه¬ سبب بوجود آمدن اندرکنشی بین لوله و بستر فرسایشی می¬شود و تغییراتی را در هیدرودینامیک جریان اطراف لوله بوجود می¬آورد. در نتیجه، زیرخط لوله، آبشستگی موضعی ایجاد شده، که سبب ناپایداری، خمش و حتی شکست لوله می¬شود. برای محافظت از این خطوط لوله در برابر خطرهای احتمالی، لازم است شناخت درستی از مقدار و نحوه آبشستگی اطراف لوله پیدا کرد. مواد و روش¬ها: پژوهش حاضر، به بررسی آبشستگی زیر خط لوله افقی در فلوم آزمایشگاهی با سه قطر لوله مختلف (2، 2/3، 8/3 سانتی-متر)، واقع بر بستر فرسایشی با دو اندازه متوسط رسوب (3/0، 18/1 میلی¬متر) و سه شکل مقطع متفاوت از پیگیبک¬لاین (تیغه، دایره، مثلث)، تحت جریان یکنواخت، ماندگار و یک سویه با برقراری شرایط آب زلالV⁄V_c ≈0/9)) انجام شده است. در ابتدا به روش پای-باکینگهام تمامی پارامترهای بعد¬دار تاثیرگذار بر ابعاد آبشستگی موضعی زیر خطوط لوله را تحلیل ابعادی نمودیم. سپس در آزمایش¬های مختلف، تاثیر پارامترهای بدون¬بعد مهم¬تر، شامل؛ قطر لوله، عدد فرود جریان، عمق جریان، اندازه متوسط دانه¬های رسوبی بستر، و شکل پیگیبک¬لاین، که با آنالیز ابعادی مشخص شده¬اند را بر حداکثر عمق آبشستگی بررسی کردیم. یافته¬ها: نتایج آزمایشگاهی حاکی از آن است که مساحت سطح مانع در مسیر جریان در مقدار آبشستگی نهایی موثر است و با افزایش قطر لوله، عمق حداکثر آبشستگی و همچنین زمان رسیدن به تعادل نهایی آبشستگی، افزایش می¬یابد. در این آزمایش¬ها با افزایش عدد فرود جریان برای یک قطر لوله و یک دانه بندی رسوب مشخص، عمق حداکثر آبشستگی در عدد فرود 3/0 اتفاق افتاده و بعد از آن کاهش یافته است. تعداد آزمایش¬ها نشان داد که تاثیر عمق آب برنیمرخ آبشستگی در (y_n⁄D≥3/5) تقریبا ناچیز می¬شود، و عمق آبشستگی بوجود آمده در این شرایط مستقل از عمق آب است، در شرایطی که عمق¬ آب کمتر از 5/3 برابر قطر لوله تنظیم شود، حجم آبشستگی نادرست و وابسته به عمق آب می¬باشد. با تغییر اندازه متوسط دانه¬های رسوبی بستر، تاثیر چندانی در عمق حداکثری آبشستگی مشاهده نشده است. ولی بدلیل اینکه دانه¬بندی رسوبات با اندازه متوسط 18/1 میلی¬متر، دارای انحراف معیار کوچکتر از 4/1 (یکنواختی بالا) بودند، انحراف معیار نقش بسزایی در ایجاد مقدار و محل تشکیل حداکثر عمق آبشستگی داشته است و شکل نیمرخ آبشستگی را بصورت چشمگیری تغییر داده است. با بکارگیری شکل¬های متفاوتی از مقطع پیگیبک¬لاین در شرایط ارتفاعی برابر، نتیجه شد که طول گودال آبشستگی بطور تقریبی برای همه شکل مقطع¬های پیگیبک¬لاین برابر است و در نتیجه فقط به ارتفاع جسم انسداد¬کننده جریان بستگی دارد و به شکل آن بستگی ندارد. اما مشاهده عینی نشان داد که طول موج رسوبی پیشرو و عمق آبشستگی تحت تاثیر شکل پیگیبک¬لاین می¬باشند و برای حالت پیگیبک¬لاین تیغه¬ای (باله) 42/2 ، پیگیبک¬لاین مثلثی 25/2 و برای پیگیبک¬لاین دایره¬ای نصب شده روی لوله اصلی 9/1 برابر بیشتر از حالتی است که لوله بصورت منفرد روی بستر رسوبی نصب شده باشد. اختلاف عمق حداکثر آبشستگی بین پیگیبک¬لاین تیغه¬ای و مثلثی، کم و در مقایسه با پیگیبک¬لاین لوله¬ای زیاد است. نتیجه¬گیری: نتایج نشان داد که تغییر در شکل پیگیبک¬لاین نصب شده روی لوله اصلی بر مشخصات الگوی آبشستگی زیر خط لوله افقی تاثیر¬گذار است. پیگیبک¬لاین مثلثی برای افزایش مقدار عمق حداکثر آبشستگی و همچنین عبور کابل¬های برق و تلفن و حتی آب-فاضلاب به همراه لوله اصلی، گزینه بهتری برای جایگزینی با باله(اسپویلر)، بکار برده شده در حال حاضر می¬باشد.

کلمات کلیدی