عملکرد آبی سرریزهای شیب دار تورسنگی در شرایط جریان آزاد

الموضوعات :

مهرداد خیرایی ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز)
منوچهر فتحی مقدم ² (استاد گروه سازه‌های آبی دانشگاه شهید چمران اهواز)

تاريخ الإرسال : 23 الإثنين , محرم, 1438 تاريخ التأكيد : 23 الإثنين , محرم, 1438 تاريخ الإصدار : 16 الثلاثاء , رمضان, 1437

الکلمات المفتاحية: نمونه ی فیزیکی, ضریب بده, سرریز شیب دار, تورسنگ, جریان آزاد,

ملخص المقالة :

برخلاف سرریزهای معمولی نفوذناپذیر، مواد فیزیکی و شیمیایی از درون سرریز­های تورسنگی به پایین­دست عبور می­کنند؛ بنابراین سرریزهای تورسنگی سازه­هایی با کمترین اثرات منفی بر محیط زیست بوده و به سازه­های دوست­دار محیط­زیست معروفند. هدف از این تحقیق بررسی تاًثیر تغییرات شیب بالادست و پایین­دست بر ضریب آبگذری جریان در سرریزهای شیب دار تورسنگی با شرایط جریان آزاد، و مقایسه با سرریزهای شیب دار نفوذناپذیر می‌باشد. در ابتدا، پس از شناسایی فراسنجهای مؤثر، رابطه ی عمومی بدون بعد توسعه داده شده است. برای این منظور، 8 نمونه ی مختلف سرریز تورسنگی و 3 نمونه ی سرریز نفوذناپذیر در یک نهر پایدار آزمایشگاهی افقی به طول، عرض و ارتفاع به ترتیب 15، 3/0 و 5/0 متر مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشها برای دامنه ی وسیعی از بده، عمق بالادست، عمق پایین­دست، اندازه ی مصالح، شیب بالادست و شیب پایین­دست انجام گرفتند. نتایج نشان دادند که در شرایط جریان آزاد، با افزایش زاویه ی بالادست و پایین­دست سرریز با راستای عمود، بار آبی روی سرریز افزایش و ضریب بده کاهش می­یابد. همچنین، با افزایش اندازه ی مصالح، بار آبی روی سرریز کاهش و ضریب بده افزایش می­یابد. سرانجام، با توجه به تحلیل ابعادی صورت گرفته، رابطه­ای برای تخمین ضریب بده در سرریز شیب دار تورسنگی  با همبستگی بالای 97/0 ارائه شده است.

المصادر:

1. قمشی، م. امامقلی زاده، ص. 1387. مکانیک سیالات و هیدرولیک، چاپ اول، دانشگاه شهید چمران اهواز.


2. Ansar, M., and Gonzalez-Castro, J. A. 2003. Submerged weir flow atprototype gated spillways. Proc., World Water Congress, ASCE, Reston,Va.


3. Chanson, H. 2006. Discussion of discharge through a permeable rubble mound weir. J. Hydraulic. Eng. 132:432–434.


4. Göğüş, M., Defne, Z., and Özkandemir, V. 2006. Broad-crested weirswith rectangular compound cross sections. J. Irrig. Drain., 132:272–280.


5. Hager, W. H., and Schwalt, M. 1994. Broad-crested weir. J. Irrig.Drain. Eng., 120: 13–26.


6. Kells, J. A. 1993. Spatially varied flow over rock fill embankments. Can. J. Civ. Eng. 20: 820–827.


7. Kells, J. A. 1994. Reply on discussion of spatially varied flow overrock fill embankments.Can. J. Civ. Eng. 21: 163–166.


8. Lux, F., and Hinchliff, D.L. 1985. Design and Construction of Labyrinth Spillways .15^th ICOLD. Conference, Lausanne.


9. Leu, J. M., Chan, H. C., and Chu, M. S. 2008. Comparison of turbulentflow over solid and porous structures mounted on the bottom of a rectangular channel. Flow Meas. Instrum., 19:1–7.


10. Li, B., and Garga, V. K. 1998. Theoretical solution for seepage flow inovertopped rock fill. J. Hydraul. Eng. 124: 213–217.


11. Michioku, K., Maeno, S., Furusawa, T., and Haneda, M. 2005. Dischargethrough a permeable rubble mound weir. J. Hydr. Eng. 131: 1–10.


12. Michioku, K., Takehara, K., and Etoh, T. 2007. An experimental studyon flow field in and around rubble mound river structures. J.Hydr. Eng. 25: 37–45.


13. Mohamed, H.I.2010. Flow over gabion weirs. J. Irrig. Drain. Eng. 136: 573–577.


14. Sargison, J. E., and Percy, A. 2009.Hydraulics of broad-crested weirswith varying side slopes. J. Irrig. Drain., 135:115–118.