مطالعه آزمایشگاهی ساختار الگوی جریان انحرافی به دهانه آبگیر جانبی با زاویة 90 درجه و مقدار رسوب ورودی به آن در بندهای انحراف آب

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه گیلان

2 استاد گروه آبیاری و آبادانی دانشکده آب و خاک پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 دانشیار گروه آبیاری و آبادانی دانشکده آب و خاک پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

چکیده

تجربیات حاصل از عملکرد دهانه‌های آبگیر بند‌های انحرافی به منظور تأمین مصارف مختلف نشان داده است که یکی از مسائل اصلی در طراحی دهانه‌های آبگیر، کاستن از رسوب ورودی به دهانة آبگیر و کانال آب‌بر پایاب آن است.  بی‌تردید هرگونه اتخاذ تصمیم یا انتخاب روشی جهت کاستن از ورود رسوب به کانال پایین‌دست دهانة آبگیر، مستلزم شناخت رفتار الگوی جریان در حال انحراف به دهانه آبگیر و مکانیزم انتقال رسوب به آن است.  با توجه به اینکه آبگیری با زاویة 90 درجه نامناسب‌ترین شرایط را از نظر میزان رسوب ورودی به دهانه آبگیر فراهم می‌سازد، در پژوهش حاضر، رفتار هیدرودینامیکی جریان و مکانیزم ورود رسوبات بستری به دهانة آبگیری با زاویة 90 درجه از بند انحرافی آبگیری به­ صورت آزمایشگاهی بررسی شد.  برای این منظور اندازه‌گیری‌های متنوع هیدرودینامیکی و رسوبی تحت شرایط مختلف هیدرولیکی نظیر دبی رودخانه، دبی آبگیری، و دبی خروجی از دریچه مجرای تخلیه صورت گرفت.  تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که میزان دبی خروجی از دریچه مجرای تخلیه رسوب تأثیری قابل توجه بر نیمرخ‌های سرعت جریان در امتداد دهانة آبگیر و مکانیزم ورود رسوب به دهانة آبگیر دارد.  در شرایطی‌که مجرای تخلیة رسوب کاملاً بسته است، کلیة نیمرخ‌های سرعت یک نقطة عطف دارند و بسته به شدت آبگیری از عمقی ار نیمرخ سرعت، مقدار سرعت منفی می‌شود.  همچنین مشاهدات نشان داد که رسوبات بر اثر گردابه‌های تورنادویی شکل به دهانه آبگیر وارد می‌شوند.  این گردابه‌ها عموماً در بازه انتهایی جبهة رسوب بستر رودخانه شکل می­گیرند و در مقابل دهانة آبگیر به بلوغ رشد خود می‌رسند.  آزمایش‌ها همچنین نشان داد که دوره تناوب و قدرت این گردابه‌ها تابعی از شدت آبگیری است.  تجزیه و تحلیل‌ها نشان داد که با افزایش دبی آبگیری میزان رسوب ورودی به دهانة آبگیر افزایش می‌یابد و میزان رسوب ورودی به دهانة آبگیر در هر دبی آبگیری، با افزایش دبی مجرای تخلیه رسوب افزایش قابل توجهی دارد.

کلیدواژه‌ها


Anon. 1973. Hydraulic design of under sluice pocket at lower sadra barrage including divide and excluder- Model study. T. M. 43 RR(H1-1).

Abbasi, A. 2004. Experimental study of sediment control at free lateral intake in straight channel. PhD Thesis. University of Tarbiat Modaress. Tehran. Iran. (in Farsi)

Chen, H. and Cao, J. 2004. Some 3-D Hydraulic Features of 90 Lateral Water-Intake and Its Sediment Control. Proceeding of the 9th Symposium on River Sedimentation.

Garde, R. J. and Rangaraju, K. G. 2000. Mechanics of Sediment Transport and Alluvial Stream Problem. 3th Ed. New Age International Pub.

Hsu, C. C., Tang, C. J., Lee, W. J. and Shieh, M. Y. 2002. Subcritical 90° Equal-Width Open-Channel Dividing Flow. J. Hydrol. Eng. 128 (7): 716-720.

Neary, V. S. and Odgaard, A. J. 1993. Three-dimensional flow structure at open channel diversions. J. Hydrol. Eng. ASCE. 119(11):1224-1230.

Neary, V. S., Sotiropoulos, F. and Odgaard, J. 1999. Three-dimensional numerical model of lateral intake inflows. J. Hydrol. Eng. ASCE. 125(2): 126-140.

Novak, P., Moffat, A. I. B., Nalluri, C. and Narayanan, R. 2004. Hydraulic Structures. 3nd Ed. Taylor & Francis Pub.

Ramamurthy, A. S. and Satish, M. G., 1988. Division of flow in short open channel branches. J. Hydrol. Eng., 114(4), 428-438.

Ramamurthy, A. S., Tran, D. M., and Carballada, L. B. 1990. Dividing flow in open channels. J. Hydrol. Eng. 116 (3): 449-455.

Ramamurthy, A. S., Qu, J. and Vo, D. 2007. Numerical and experimental study of dividing. J. Hydrol. Eng. ASCE. 133(10): 1135-1144.

Raudkivi, A. J. 1993. Sedimentation: exclusion and removal of sediment from divested water. BALKEMA, A. A. Rotterdam. Netherlands.

Razvan, R. 1989. River Intake and Diversion Dams. Elsevier Science Pub. Inc. New York, 10010. USA.

Ruether, N., Singh, J. M. Olsen, N. R. B. and Atkinson, E. 2005. 3-D Computation of sediment transport at water intakes. Proceeding of ICE. Water Manage. 158, 1-8.

Seyedian, M. and Shafaei Bajestan, M. 2008. Investigation of effect of diversion angle of lateral intake on flow structure of diverging flow. The 3th Iranian Conference of Water Management. School of Civil Engineering. University of Tabriz. (in Farsi)