شبیه‌سازی جریان آب با انتقال رسوب در آبگیرهای سد انحرافی در پیچ یک آبراهه

Abstract

شواهد زیادی از ساخت سرریز و سد انحرافی در محدوده پیچ رودخانه وجود دارد. گاهی نیز ساخت سامانه آبگیر در دو طرف پیچ آبراهه ضروری است. به هرحال، احداث سرریزها در محدوده پیچ رودخانه و رسوب‌گذاری در بالادست آن­ها، مشکلاتی را در غیریکنواختی توزیع جریان و انحراف آب به آبگیرهای طرفین رودخانه پدید می‌آورد. بیش‌تر مطالعات اخیر برای شرایط جریان آب صاف انجام شده است. هدف اصلی در این پژوهش، بررسی توزیع بده جریان ورودی به آبگیرهای دو طرف سرریز در شرایط جریان آب با انتقال رسوب در پیچ یک آبراهه بوده است. از مدل عددی FLOW-3D برای آزمون اثرات زاویه آبگیری، آستانه آبگیر و مجرای تخلیه رسوب بر یکنواختی بده جریان و بار رسوبی ورودی به آبگیرها و توزیع نهشتگی رسوبات در ناحیه آبگیرها استفاده گردید. مدل عددی براساس اطلاعات مدل فیزیکی برای شرایط جریان آب صاف واسنجی و تأیید گردید. سپس مدل عددی برای جریان آب با انتقال رسوب اعتبارسنجی و تنظیم شد، و برای هفت سناریو از چیدمان سرریز و سازه‌های وابسته آن در پیچ آبراهه اجرا گردید. نتایج نشان داد که بیش‌ترین رسوب‌گذاری به سمت آبگیر پیچ داخلی است. در شرایط آبگیر بدون آستانه و بدون مجرای تخلیه رسوب، نسبت بده آبگیر خارجی به داخلی برای پنج زاویه آبگیر صفر، 30، 50، 60 و 90 درجه به‌ترتیب برابر 2/1، 3/8، 5/0، 4/2 و 2/4 است. استفاده از آبگیر با زاویه 90 درجه به‌دلیل ورود کم‌تر رسوبات و یکنواختی توزیع بده جریان به آبگیرهای دو طرف، کارایی بهتری دارد. در شرایط با آستانه و مجرای تخلیه رسوب، نسبت بده آبگیر خارجی به داخلی برای دو زاویه آبگیر صفر و 90 درجه به‌ترتیب به 1/1 و 1/3 کاهش می‌یابد. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از آستانه و مجرای تخلیه رسوب برای کنترل رسوبات ورودی به آبگیرها، به­ ویژه در آبگیری از پیچ داخلی ضرورت دارد.

Keywords

• آبگیر
• انتقال رسوب
• پیچ آبراهه
• مجرای تخلیه رسوب
• مدل flow-3