بررسی اثر شیب طولی تاج سرریز لبه پهن در توزیع جریان ورودی به آبگیرهای دو‌طرف یک پیچ آبراهه

Abstract

احداث سرریزها در پیچ رودخانه، مشکلاتی را از نظر عدم تقارن توزیع جریان در آبگیرهای طرفین رودخانه پدید می‌آورد. یکی از فرضیه‌ها جهت یکنواختی جریان عرضی، تغییر پروفیل تاج سرریز از حالت افقی به حالت شیبدار در عرض پیچ آبراهه است. در این تحقیق، کارکرد سرریزهای لبه پهن با تاج افقی و شیبدار در پیچ آبراهه، با هدف یکنواختی بده جریان ورودی به آبگیرهای ساحل چپ و راست، در شرایط جریان آب صاف مورد ارزیابی قرارگرفته است. کارکرد سرریز با تاج افقی و شیبدار در مدل فیزیکی مورد آزمون قرار گرفت، و مدل ریاضی FLOW-3D بر اساس این نتایج تجربی واسنجی و تأیید گردید. با اطمینان از قابلیت مدل ریاضی، سناریو‌های جدید برای بررسی اثرات پارامترهای مختلف (نظیر: موقعیت سرریز در پیچ؛ شیب تاج سرریز؛ هندسه آبگیر شامل زاویه آبگیر، عرض آبگیر و ارتفاع آستانه آبگیر؛ و شرایط جریان بالادست) مورد آزمون قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهد که سرریز شیبدار عملکرد بهتری در کاهش شیب عرضی در مقاطع بالادست سرریز و افزایش بده جریان به آبگیرها دارد. بهترین شرایط برای یکنواختی بده جریان در آبگیرهای طرفین پیچ آبراهه، استقرار سرریز شیبدار (با زاویه تاج 2 تا 5 درجه نسبت به افق، و شیب به سمت دیواره خارجی) در موقعیت 30 تا 60 درجه در میانه پیچ؛ با زاویه آبگیری بین صفر و 60 درجه؛ با نسبت (1:10) عرض آبگیر به آبراهه؛ و همراه با آستانه آبگیر است. زاویه آبگیری صفر درجه بهترین است، ولی برای زاویه آبگیری 90 درجه، احداث سرریز درموقعیت 30 درجه از ابتدای پیچ توصیه می شود.