بررسی هیدرولیک جریان در آبگذر پیچیده با استفاده از مدل فیزیکی

Abstract

هیدرولیک جریان در آبگذرهای ساده با مقطع و شیب ثابت شناخته شده می باشد. رقوم سطح آب در بالادست یک آبگذر به وسیله نقطه کنترل تعیین می گردد. در یک آبگذر ساده، نقطه کنترل در مقطع ورودی یا خروجی آن است. ولیکن در برخی کشورها، مانند انگلستان که بر اثر توسعه تجاری و شهری، رودخانه ها و جویبارها با مقاطع، شیب های مختلف و مصالح گوناگون در سال های متمادی سرپوشیده و تبدیل به آبگذر شده اند، فاکتورهای متعددی وجود دارد که هیدرولیک جریان در آبگذرها را "پیچیده" کرده است به طوری که هیدرولیک جریان به آسانی در آنها قابل پیش بینی نیست. نتیجه مطالعات آزمایشگاهی از رفتار هیدرولیکی یک مدل فیزیکی از یک آبگذر، متشکل از دو مجرای متوالی با دو شکل سطح مقطع متفاوت، نشان می دهد که هیدرولیک جریان بر اثر جابجایی موقعیت مقطع کنترل و یا تغییر در محل نقطه "خود-هواگیری" (شروع به پر شدن مجرا) تغییر خواهد کرد. پیش بینی این تغییرات مشکل است. در آبگذرهای پیچیده، علاوه بر قرار گرفتن نقاط کنترل در مقاطع ورودی و خروجی همانند آبگذرهای ساده، نقطه کنترل اصلی ممکن است داخل آبگذر قرارگیرد به طوری که قسمت هایی از مجرا به صورت کاملا پر و قسمت هایی به صورت نیمه پر عمل نماید. همچنین ممکن است بخش هایی از جریان، متغییر تدریجی و بخش هایی متغیر سریع باشند و به دفعات در آبگذر، جهش هیدرولیکی رخ دهد.