تعیین مقطع بهینه و مشخصات هیدرولیکی کانال‏های پیش ساخته بتنی(کانالت)

Abstract

امروزه استفاده از کانال‏های بتنی پیش ساخته (کانالت) به دلیل تمرکز در ساخت، امکان کنترل کیفی و کمی‏ بالا در مراحل مختلف ساخت و نیز سرعت بالای تولید و بهره‏ برداری مورد توجه خاص قرار گرفته است. علی‏رغم گذشت سه دهه از قدمت تولید و نصب کانالت‏ در ایران، برای طراحی تیپ‏های مختلف آن از آیین‏ نامه‏ های قدیمی استفاده می‏شود. در این تحقیق ابتدا با توجه به نحوه اجرا و بهره ‏برداری از کانالت‏ها، تعریفی برای مقطع بهینه این سیستم ارائه گردید. سپس مشخص شد که مقطع نیم ‏بیضی با نسبت قطر کوچک به بزرگ برابر 0.436، مقطع بهینه کانالت می‏باشد. مقایسه‏ای بین مقطع بهینه کانالت و مقطع نیم‏ دایره، نشان‏دهنده‏ای ارجحیت کانالت در کاهش تبخیر به میزان 34 درصد نسبت به مقطع نیم‏دایره در قبال افزایش 13 درصدی بتن مصرفی دارد که این امر به ویژه در مناطق با تبخیر بالای آب از اولویت بیشتری برخوردار است. همچنین با تعیین مشخصات هندسی کانال با مقطع نیم‏بیضی ناکامل (دارای عمق آزاد)، معادلات صریحی برای تعیین عمق بحرانی و نرمال در کانال با مقاطع نیم‏بیضی ارایه شد. معادلات پیشنهادی علاوه بر سادگی و درستی بالا، دارای حداکثر خطای نسبی کمتر از 1.4 درصد است.