بررسی پروفیل سطح آب و آبشستگی پایین دست سرریز گابیونی V شکل در پلان

Abstract

چکیده سابقه و هدف: سرریز‌ها مهم‌ترین قسمت سازه‌های هیدرولیکی ‌می‌باشند که جهت اندازه‌گیری جریان، کنترل سیلاب در مخازن و کنترل سطح آب در کانال‌های باز مورد استفاده قرار می‌گیرند. استفاده از گزینه‌های جایگزین مانند سرریز‌های گابیونی به دلیل سازگاری با طبیعت و نیازهای اکولوژیکی ترجیح داده می‌شوند. در این سرریز‌ها مواد فیزیکی و شیمیایی مانند رسوبات ریزدانه و مواد معلق آلی امکان عبور از منافذ به پایین‌دست را دارند و رسوب-گذاری پشت سازه را کاهش می‌دهد. همچنین آشفتگی جریان درون منافذ امکان افزایش هوادهی جریان و منجر به پالایش آب رودخانه می شود. یکی از عمده‌‌ترین مشکلات سازه‌‌هایی از قبیل سرریزها، دریچه‌‌ها و حوضچه‌‌های آرامش که در بالادست بسترهای فرسایش‌‌پذیر قرار دارند، آبشستگی در مجاورت سازه است که علاوه‌برتأثیر مستقیم بر پایداری سازه، ممکن است باعث تغییر مشخصات جریان و درنتیجه تغییر در پارامترهای طراحی سازه شود. هدف از این پژوهش بررسی پروفیل‌های جریان عبوری از سرریز گابیونی Vشکل با زوایای مختلف رأس و آبشستگی پایین دست آنها می‌باشد. مواد و روش‌‌ها: آزمایش‌های این پژوهش روی مدل فیزیکی سرریز گابیونی با 4 زاویه رأس، 3 دانه‌بندی مصالح درون بدنه سرریز و 2 موقعیت قرار‌گیری رأس سرریز در بالادست جریان و پایین دست جریان و 4 دبی انجام شد. همچنین آزمایش‌های آبشستگی در 3 زاویه رأس سرریز، 2 دانه بندی مصالح بدنه و 2 حالت قرار‌گیری رأس در بالادست و پایین‌دست جریان و 3 دبی با بستر فرسایش پذیر در کانالی به‌طول 12 متر، عرض و ارتفاع 6/0 متر مورد بررسی قرار گرفت.یافته‌‌ها: نتایج نشان داد با کاهش اندازه مصالح بدنه سرریز ، تراز آب بالادست افزایش و حداکثر عمق آبشستگی نیز افزایش می‌یابد. همچنین با کاهش زاویه رأس به دلیل افزایش طول سرریز تراز آب بالادست کاهش می‌یابد و عمق آبشستگی در زاویه رأس 120درجه بیشتر از زاویه 150 درجه و بیشتر از زاویه 180 درجه می باشد. الگوی آبشستگی با موقعیت قرارگیری رأس سرریز تغییر می‌کند. در صورتی‌که رأس سرریز در بالادست باشد یک حفره آبشستگی در وسط کانال و چنانچه رأس در پایین‌دست باشد 2 حفره آبشستگی در طرفین ایجاد می‌گردد.نتیجه‌گیری: بسته به هدف استفاده از سرریز هر یک از حالت‌های قرارگیری رأس‌ سرریز گابیونی می تواند مؤثر باشد. در صورتی‌که هدف تأمین آب و افزایش تراز آب باشد سرریز با دانه‌بندی‌ ریز مفید‌تر و اگر هدف کنترل انرژی جریان باشد دانه‌بندی درشت‌تر مفید است. استفاده از سرریز Vشکل در کنترل فرسایش در کناره‌ها می‌تواند مفید باشد. استفاده از سرریزهای V شکل به دلیل داشتن طول بیشتر نرخ تغییرات تراز آب را با دبی کاهش می‌دهد.

Keywords

• واژه‌های کلیدی: آبشستگی پایین‌دست
• پروفیل طولی
• دانه‌بندی مصالح بدنه
• سرریز گابیونی