بهینه‌سازی سیستم صفحات مستغرق جهت کنترل رسوب در دهانه‌های آبگیر رودخانه‌ها1

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی بخش تحقیقات فنی و مهندسی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان غربی

2 استاد گروه آبیاری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

کنترل رسوب ورودی به آبگیر از رودخانه‌های آبرفتی از مشکل‌ترین کارهایی است که مهندسان هیدرولیک با آن مواجه هستند.  یکی از راه‌های کنترل رسوب در دهانة آبگیرها، به‌کاربردن صفحات مستغرق است.  با کارگذاری صفحات مستغرق تحت آرایش و ابعاد مشخص جلو دهانة آبگیر، مقطع عرضی بستر جلو آبگیر تغییر می­کند و عمق جریان افزایش می‌یابد.  در نتیجه، از ورود رسوبات بار بستر و بار معلق به مقدار قابل توجهی کاسته می‌شود.  در این مطالعه، تئوری اثر صفحات مستغرق در کنترل رسوب در دهانة آبگیرها بررسی شده است و با توجه به این تئوری، آرایش و ابعاد سیستم صفحات مستغرق جلو دهانة آبگیر بهینه شده است.  هدف از بهینه‌سازی، به دست آوردن آرایش و ابعادی از سیستم صفحات مستغرق است که عمق جریان جلو دهانة آبگیر ماکزیمم شود تا بهترین نتیجه از به کار بردن صفحات مستغرق به دست آید.  برای بهینه‌سازی، از روش جهات امکان‌پذیر استفاده شده است.  در این روش، فاصلة طولی بین ردیف صفحات، زاویة تلاقی جریان با صفحات، فاصلة عرضی بین صفحات، ارتفاع صفحات، و نسبت ارتفاع صفحات به طول صفحات به عنوان متغیر در نظر گرفته شده و نتیجة حاصل با محاسبات اُدگارد و وانگ مقایسه شده است، که این جواب در مقایسه با محاسبات اُدگارد و وانگ نتیجة بهتری را نشان می‌دهد.  نتایج حاصل بیانگر این واقعیت است که برای جلوگیری از ورود رسوبات به داخل هر دهانة آبگیر با مشخص بودن پارامترهای جریان و رسوب رودخانه، ابتدا آرایش و ابعاد سیستم صفحات مستغرق جلو دهانة آبگیر بهینه شود و سپس پارامترهای بهینه ‌شده، جهت طراحی سیستم صفحات مستغرق به کار رود تا بهترین نتیجه، که همان ماکزیمم کردن عمق جریان جلو دهانة آبگیر است، به دست آید.

کلیدواژه‌ها


Ahmadauli, J. 1998. Optimization of submerged vanes system for sediment control  at water intakes of rivers. M.Sc. Thesis; Shahid Bahonar University of Kerman.       Agriculture Faculty. (In: Farsi) sc thesis, Shahid Bahonar University of Kerman.

2- Barkdoll, B. D. 1997. Sediment control at lateral diversions. PhD thesis; University of  Iowa. Iowa City. Iowa.

3- BVANE. 1996. A computer model for the design of submerged vanes for sediment  control. Iowa Institute of Hydraulic Research. Iowa City. Iowa.

4- Fukuoka, S. 1992. Flow and bed topography in rivers with hydraulic structures.  Technical Report No. 46. Department of Civil Engineering. Tokyo Institute of Technology. 25-60.

5- Marelius, F. and Sinha, S. K. 1998. Experimental investigation of flow past submerged  vanes. J. of Hydraul. Eng. ASCE. 124(5): 542-546.

6- Nakato, T. 1984. Model investigation of intake-shoaling and pump-vibration problems. Iowa generation Council Bluffs unit 3 circulation-water intake. IIHR Report. No. 283. Iowa Institute of Hydraulic Research. Iowa City. Iowa.

7- Nakato, T. 1990. Pump station intake shoaling control with submerged vanes.  J. of Hydraul. Eng. ASCE. 116(1): 119-128.

8- Nakato, T. and Ogden, F. L. 1998. Sediment control at water intake along sand- bed rivers. Journal of  Hydraulic Engineering. ASCE. 124(6): 589-596.

9- Odgaard, A. J. 1983. River-bend bank protection by submerged vanes. J. Hydraulic Engineering. ASCE. 109(8): 1161-1173.

10- Odgaard, A. J. and Spoljaric, A. 1986. Sediment control by submerged vanes. Journal of Hydraul. Eng. ASCE. 112(12): 1164-1181.

11                                - Odgaard, A. J. and Spoljaric, A. 1989. Sediment control by submerged vanes. River meandering. Water Resour. Monograph. No.12. American Geophysical Union. 127-151.

12- Odgaard, A. J. and Wang, Y. 1991. Sediment management with submerged vanes.       I: Theory. J. of Hydraul. Eng. ASCE. 117(3): 267-283.

13- Odgaard, A. J. and Wang, Y. 1991. Sediment management with submerged vanes. II: Applications. J. of Hydraul. Eng. ASCE. 117(3): 284-302.

14-   Odgaard, A. J. and Wang, Y. 1992. Scour and deposition control with submerged        vanes. 5th International Symposium on River Sedimentation. Karlsruhe. 775-782.

15- Rahmanian, M. R. 1998. Hydrodynamics study of the application of submerged vanes at water intakes and the effect of changes in lateral distances of vanes. M. Sc. Thesis. Shahid Bahonar University of Kerman. Engineering Faculty. (In: Farsi) sc thesis, Shahid Bahonar University of Kerman.

16- Shafaei Bajestan, M. 1994. Hydraulics of sediment. Shahid Chamran University. Press. Ahwaz. (In: Farsi)

17- Shahidipour, S. M. M. 1994. Optimization, theory and application. Ferdowsi University Press. Mashhad. (In: Farsi)

18- Wang, Y. 1991. Sediment control with submerged vanes. PhD thesis, University of Iowa. at Iowa City. Iowa.

19- Wang, Y., Barkdoll, B. D. and Odgaard, A. J. 1994. Flow and sediment transport at river diversions. Proceedings of Hydraulic Engineering' 94, Conference. ASCE. N. Y. 1060-1064.

20- Wang, Y. and Odgaard, A. J. 1993. Flow control with vorticity. J. of Hydraul. Res. 31(4): 549-562.

21- Wang, Y., Odgaard, A. J., Melville, B. W. and Jain, S. C. 1996. Sediment control at  water intakes. J. of Hydraul. Eng. ASCE. 122(6): 353-356.