نوع دیگر آبشستگی، آبشستگی موضعی^[۱۰] است. این نوع آبشستگی در پایین­دست سازه­های هیدرولیکی، در محل پایه­ های پل و به طور کلی هر مکانی که شدت جریان­های درهم به طور موضعی افزایش یابد، بوجود می­آیند.
آبشستگی موضعی پایین­دست سازه­های هیدرولیکی نظیر سدها، سرریزها، شوت­ها، سازه­های پلکانی و … پدیده­ طبیعی است که به‌دلیل وجود سرعت محلی بیش از سرعت بحرانی بوجود می ­آید و دلایل آن را می­توان به صورت زیر بیان کرد:
ناکافی بودن مقدار استهلاک انرژی
تشکیل پرش هیدرولیکی ناپایدار و یا انتقال پرش خارج از کف حوضچه­ آرامش
بوجود آمدن جریان­های گردابی^[۱۱] در پایین­دست سازه­های هیدرولیکی
شکل (۱- ۲) چند نوع سازه هیدرولیکی و آبشستگی پایین­دست آن­ها را نشان می­دهد.

شکل ۱- ۲ آبشستگی موضعی پایین­دست برخی از سازه­های هیدرولیکی (استاندارد آب و آبفا، ۱۳۸۹)
میزان عمق آبشستگی برای هر یک از سازه­ها بستگی به ­شرایط هیدرولیکی جریان و مشخصات رسوب و شرایط هندسی سازه دارد. تخمین میزان عمق آبشستگی از این­رو اهمیت دارد که ممکن است باعث تخریب سازه گردد.

به طور کلی آبشستگی در اثر اندرکنش نیروهای زیر حاصل می­ شود:
۱- نیروی محرک ناشی از جریان که در راستای جدا کردن ذره از بستر عمل می­ کند.
۲- نیروی مقاوم ناشی از اصطکاک ذرات و وزن ذره که در برابر حرکت ذره مقاومت کرده و مانع جدایی ذره از بستر می­ شود.
جریان­ها در محل وقوع آبشستگی، یک فرایند دوفازی (آب و رسوب) است. بنابراین آبشستگی متأثر از متغیرهای بسیاری از قبیل پارامترهای جریان، مشخصات بستر آبرفتی، زمان و هندسه آبراهه می­باشد. به همین دلیل، محققین هر یک به مطالعه بخشی از این وقایع پرداخته و آن را به صورت آزمایشگاهی و تجربی بررسی کرده ­اند.
۱-۳ ضرورت انجام تحقیق
از آنجایی که در سازه‌های ترکیبی سرریز - دریچه، تداخل جریان از زیر دریچه و روی سرریز باعث اختلاط شدید در جریان، تغییرات در توزیع تنش‌های برشی کف و از این‌رو افزایش پیچیدگی محاسبات می‌شود، بنابراین شبیه‌سازی الگوی جریان، سطح آزاد آب و آبشستگی مورد توجه محققین قرار دارد و لذا در این تحقیق، علاوه بر بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان در بستر صلب، توانایی نرم­افزار Flow3D در شبیه‌سازی عددی الگوی جریان و آبشستگی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت‌.
۱-۴ اهداف تحقیق
تحقیق انجام شده به منظور پاسخگویی به اهداف زیر صورت گرفته است:
۱- بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه در بستر صلب و مدل­سازی عددی آن با نرم­افزار Flow3D و مقایسه نتایج حاصل از آن دو
۲- مدل­سازی عددی آبشستگی در پایین­دست سازه ترکیبی با نرم­افزار Flow3D و مقایسه نتایج حاصل از آن با نتایج بدست آمده از بررسی­های آزمایشگاهی توسط محققین دیگر
۳- ارزیابی دقت مدل­های تلاطمی نرم­افزار Flow3D در شبیه­سازی­های عددی الگوی جریان و آبشستگی پایین­دست سازه ترکیبی سرریز – دریچه در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی
۴- محاسبه نسبت دبی عبوری از بالای سرریز به زیر دریچه با بهره گرفتن از مدل Flow3D
۱- ۵ ساختار کلی پایان نامه
این تحقیق در پنج فصل به شرح زیر تدوین شده است:
فصل اول- کلیات: که شامل مقدمه­ای بر سرریزها، دریچه­ها و مبانی ترکیب این دو سازه بوده و همچنین در رابطه با هیدرولیک جریان و آبشستگی در پای هر کدام از سازه­های سرریز یا دریچه و یا سازه ترکیبی سرریز - دریچه کلیاتی ارائه گردیده است.
فصل دوم- بررسی منابع: در این فصل، پیشینه تحقیق­ها در زمینه هیدرولیک جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز - دریچه، آبشستگی پایین­دست سازه ترکیبی و همچنین مطالعات انجام شده توسط نرم‌‌افزار Flow3D بررسی خواهد شد.
فصل سوم- مواد و روش­ها: این فصل شامل معرفی مواد و روش­های تحقیق، آشنایی با نرم­افزار Flow3D و مراحل مدل­سازی است.
فصل چهارم- نتایج و بحث: در این فصل­، نتایج ارائه شده شامل دو بخش است. بخش اول مربوط به نتایج آزمایشات انجام شده در بستر صلب مربوط به جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز – دریچه و بخش دوم مربوط به نتایج شبیه­سازی عددی الگوی جریان، پروفیل و آبشستگی در پایین­دست سازه ترکیبی است.
فصل پنجم- نتیجه ­گیری و پیشنهادها: این فصل دربرگیرنده نتایج بدست آمده از تحلیل­ها به همراه پیشنهادهایی برای تحقیقات بعدی است.
فصل دوم
مروری بر منابع
۲-۱ مرور منابع
در این فصل، بررسی منابع و سوابق تحقیق در دو بخش­ مطالعات آزمایشگاهی و مطالعات عددی توسط نرم­افزار Flow3D ارائه می­ شود که ابتدا مطالعات آزمایشگاهی در دو حالت بستر صلب و متحرک ارائه شده و سپس مطالعات عددی با نرم­افزار Flow3D نام برده می­ شود. چون در مورد جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز‌– دریچه، مدل­سازی با نرم­افزار Flow3D تاکنون انجام نگرفته است مطالعات عددی نرم­افزار Flow3D در همه زمینه­ها اشاره شده است.
۲-۲ مطالعات آزمایشگاهی جریان
از جمله مطالعات آزمایشگاهی هیدرولیک جریان در سازه ترکیبی سرریز‌- دریچه، می­توان به مطالعات نجم^[۱۲] و همکاران (۱۹۹۴) اشاره کرد. ایشان پارامترهای هندسی و هیدرولیکی مؤثر بر روی جریان ترکیبی را مورد بررسی قرار داده و برای جریان سرریز مثلثی روی دریچه مستطیلی، سرریز و دریچه مستطیلی با ابعاد تنگ­شدگی­های مختلف به طور جداگانه معادلاتی استخراج کردند. همچنین حالتی را که تنگ­شدگی دریچه و سرریز یکسان یا متفاوت باشد نیز به طور جداگانه مورد بررسی قرار دادند. این محققین همچنین برای شرایط مختلف مانند استفاده از سرریز مثلثی با زاویه­ های مختلف و یا سرریز مستطیلی با فشردگی جانبی (شکل ۲-۱) و بدون فشردگی جانبی (شکل ۲-۲) روابط جداگانه­ ای به صورت رابطه­ های (۲-۱) تا (۲-۴) ارائه دادند.

شکل ۲-‌۱ جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز‌- دریچه مستطیل شکل با فشردگی جانبی

شکل ۲- ۲ جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز- دریچه بدون فشردگی جانبی
(۲- ۱)
(۲- ۲)
(۲- ۳)
(۲- ۴)
شیواپور و پراکاش^[۱۳] (۲۰۰۴)، به بررسی دبی جریان از روی سرریز مستطیلی و از زیر دریچه V شکل پرداختند. طبق نتایجی که ایشان گرفتند زمانی که از دریچه V شکل و کج استفاده می­ شود دبی کانال­های مستطیلی با بستر ثابت با دقت بالاتری قابل تخمین است.
اسماعیلی و فتحی­مقدم (۱۳۸۵)، به بررسی آزمایشگاهی هیدرولیک جریان و تعیین ضریب دبی مدل سرریز‌- دریچه در کانال­های دایروی و جریان­های زیرگذر و روگذر با نصب مانع با عرض­های مختلف پرداختند.
سامانی و مظاهری (۱۳۸۶)، به بررسی تخمین رابطه دبی جریان عبوری از روی سرریز و زیر دریچه در حالت­های مستغرق و نیمه­مستغرق پرداختند. نتایج بررسی هیدرولیک جریان ایشان نشان می­دهد که سیستم سرریز- دریچه، موجب اصلاح خطوط جریان شده، شرایط جریان را به حالت تئوریک نزدیک­تر و در نتیجه، واسنجی ضریب شدت جریان سیستم سرریز - دریچه و تخمین دبی جریان با دقت بیشتری نسبت به سرریزهای معمولی انجام می­ شود.

شکل ۲- ۳ نمایی از مدل­های آزمایشگاهی جریان مستغرق و نیمه مستغرق (سامانی و مظاهری، ۱۳۸۶)
رضویان و حیدرپور (۱۳۸۶)، با بررسی خطوط جریان ترکیبی از روی سرریز مستطیلی با فشردگی جانبی و زیر دریچه مستطیلی بدون فشردگی جانبی در حالت لبه­تیز، معادله­ای برای ضریب شدت جریان پیشنهاد کردند.
تاکنون پژوهش­هایی در زمینه آبشستگی پایین­دست سازه ترکیبی سرریز - دریچه انجام شده است. اولین بار در سال ۱۹۸۷ یک سری آزمایش توسط آقای اویماز^[۱۴] در آزمایشگاه سازه­های هیدرولیکی استانبول بر روی آبشستگی پای سازه ترکیبی سرریز- دریچه صورت گرفته است. شکل (۲-۴) نمایی از مدل شبیه­سازی جریان کار ایشان را نمایش می­دهد.