تاثیر همزمان بزرگنمایی سرریز و آبگیری نسبی بر روی انتقال رسوبات بستر به کانال آبگیر در بندهای انحرافی

Abstract

سابقه و هدف: سرریزها به طور گسترده‌ای برای اندازه‌گیری جریان، انحراف آب و کنترل جریان در کانال‌های باز استفاده می‌شوند. تاکنون غالب سرریزهای استفاده شده در بندهای انحرافی به صورت خطی بودند. در این پ‍ژوهش سعی شده است تا با تغییر در بزرگنمایی سرریز، تاثیر این تغییرات بر روی خصوصیات رسوب انتقال یافته در کانال اصلی و کانال آبگیر مورد بررسی قرار گیرد.<br /> مواد و روش‌ها: آزمایش‌های تحقیق صورت گرفته در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه بوعلی سینا انجام گردید. آزمایش‌ها در فلوم به طول 10 متر، عرض 83 سانتی‌متر و ارتفاع 50 سانتی‌متر انجام شد. سازه‌های سرریز، دریچه و کانال آبگیر با متعلقات و مخزن جمع آوری رسوبات نیز طراحی و به مجموعه اضافه شد. برای انجام آزمایش‌ها از ذرات رسوبی غیر چسبنده با دانه‌بندی تقریبا یکسان و با قطر متوسط 35/0 میلی‌متر استفاده گردید. آزمایش‌ها با لایه‌ای از رسوبات با ضخامت 4 سانتی‌متر و با شیب 002/0 و در دو دبی 40 و 60 لیتر بر ثانیه صورت گرفت. در ابتدا دریچه آبگیر و دریچه تخلیه رسوب بسته بودند و جریان با دبی کم وارد فلوم گردید تا از روی سرریز عبور کرد. سپس دبی تا 60 و یا 40 لیتر در ثانیه افزایش یافت. در ادامه دریچه‌ها به اندازه مطلوب باز شده و آزمایش‌ها برای مدت زمان معینی صورت گرفت. سپس رسوبات وارده به کانال آبگیر و همچنین رسوبات جمع شده در مش انتهای کانال اصلی جمع‌آوری، خشک و توزین شده و غلظت رسوبات ورودی به کانال آبگیر و همچنین پایین‌دست مجرای تخلیه رسوب محاسبه گردید. <br /> یافته‌ها: نتایج نشان داد که با افزایش دبی از 40 لیتر به 60 لیتر غلظت رسوبات وارده به کانال آبگیر در آبگیری نسبی برابر افزایش می‌یابد. افزایش بزرگنمایی سرریز نیز باعث افزایش غلظت رسوبات وارده به کانال آبگیر در آبگیری نسبی برابر می-شود. افزایش آبگیری نسبی و همچنین افزایش دبی نسبی مجرای تخلیه رسوب نیز باعث افزایش غلظت رسوبات وارده به کانال آبگیر می‌شود. موارد گفته شده در خصوص مجرای تخلیه رسوب نیز صادق است. بدین مفهوم که افزایش بزرگنمایی، افزایش دبی، افزایش دبی نسبی آبگیری و همچنین افزایش دبی نسبی مجرای تخلیه رسوب، باعث افزایش غلظت رسوب ورودی به مجرای تخلیه رسوب می‌شود. <br /> نتیجه‌گیری: افزایش بزرگنمایی باعث کاهش هد جریان و همچنین کاهش عمق جریان در بالادست شده و در نتیجه سرعت برشی جریان افزایش می‌یابد که باعث انتقال بیشتر رسوبات به سمت پایین‌دست و در نتیجه به سمت کانال آبگیر می‌شود. افزایش بازشدگی دریچه آبگیر و به تبع افزایش دبی آبگیری نیز باعث افزایش غلظت رسوبات وارده به کانال آبگیر می شود. با این حال افزایش بزرگنمایی و همچنین افزایش دبی نسبی مجرای تخلیه رسوب در راندمان غلظت رسوبات ورودی به آبگیر (نسبت غلظت رسوب کانال آبگیر به غلظت رسوبات منتقل شده در کانال اصلی) تاثیر چشمگیری ندارد.