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

Abstract

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.