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LIVE BED SCOUR AT A SIDE-WEIR INTERSECTION LOCATED ON AN ALLUVIAL CHANNEL

Authors


  • Affouillement à l'intersection d'un déversoir latéral sur un canal alluvial.

Correspondence to: F. Onen, Hydraulic Engineering, Dicle University––Civil Engineering, Diyarbakır 21280, Turkey. E-mail: fonen@dicle.edu.tr

ABSTRACT

This study aims to obtain both the depth of clear water and live bed scour around side-weirs located on an alluvial channel for sharp-crested side-weirs under subcritical flow conditions. At the downstream end of the side-weir, a longitudinal bar in the middle of the channel and a scour hole close to the outer bank are formed because of changes in shear stress field and velocities. Dimensionless depth of scour increases with an increase of the dimensionless parameters of flow depth, side-weir length and sediment size. The dimensionless depth of scour increases almost linearly with the dimensionless parameter of flow velocity for clear water scour, and it decreases for live bed conditions at the straight channel due to the decreasing deviation angle and kinetic energy toward the side-weirs and bed material coming from upstream of the main channel. Because of the effect of the helicoidal flow created by bends, the dimensionless depth of scour fluctuated with the dimensionless parameter of flow velocity at the maximum value of clear water scour for movable bed conditions at a bend. At the 30° section of a bend, the equilibrium depth of scour is achieved as maximum values due to the deviation on the path of maximum velocity towards the outer bank. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

RÉSUMÉ

Dans cette étude, nous avons l'intention d'obtenir à la fois la profondeur d'eau claire et la hauteur d'affouillement du fond d'un canal alluvial autour de déversoirs latéraux équipées de seuils à parois minces, en régime fluvial. À l'aval du déversoir latéral, une barre longitudinale se forme au milieu du canal et un renard apparait près de la berge extérieure à cause des changements dans les champs des contraintes de cisaillement et des vitesses. La profondeur adimensionnelle de l'affouillement augmente avec l'accroissement des paramètres adimensionnels de profondeur d'écoulement, longueur du déversoir et taille du sédiment. La profondeur adimensionnelle de l'affouillement varie d'une façon presque linéaire avec le paramètre adimensionnel de vitesse d'écoulement en cas d'affouillement et d'eau claire, et elle diminue au droit du canal en raison de la diminution de l'énergie cinétique vers le déversoir latéral et de l'apport de produits d'affouillement venant de l'amont du canal principal. À cause de l'effet de l'écoulement hélicoïdal créé par le coude du canal, la profondeur adimensionnelle d'érosion a fluctué avec le paramètre adimensionnel de vitesse d'écoulement jusqu'à la valeur maximum d'eau claire pour les conditions de lit mobile à l'endroit du coude. À 30° de section angulaire, la hauteur d'affouillement est à l'équilibre du frottement est réalisée à cause des valeurs maximales atteintes sur la ligne des vitesses maximales vers la berge extérieure. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.

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