بررسی آزمایشگاهی تأثیر هیدرولیک جریان عبوری بر آبشستگی پائین‌دست سرریزکنگره‌ای مثلثی بدون کف‌بند

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آب دانشکده مهندسی عمران دانشگاه زنجان

2 کارشناسی ارشد عمران- سازه های هیدرولیکی

10.22125/iwe.2022.254669.1433

چکیده

سرریزهای کنگره‌ای واقع در رودخانه ها همواره در معرض جریان‌های سیلابی قرار دارند لذا آبشستگی پائین دست این سازه‌ها یکی از معظلات اساسی جهت تامین پایداری سازه می‌باشد. در این تحقیق تأثیر پارامترهای هد آب روی سرریز و زاویه کنگره سرریز در ابتدا بر روی الگوی جریان عبوری از روی سرریز مورد بررسی قرار گرفت سپس با توجه به ارتباط تنگاتنگ پدیده آبشستگی و الگوی جریان حول سازه‌های هیدرولیکی، اقدام به بررسی پارامترهای موثر بر پدیده آبشستگی حول سرریز با تمرکز بر تاثیر هیدرولیک جریان عبوری از روی این سرریزها شد. مشاهدات نشان داد که با تغییر هد آب روی سرریز امکان رخداد چهار رژیم جریان مختلف وجود دارد و هر کدام از این چهار رژیم بگونه‌ای متفاوت بر مکانیزم آبشستگی و تشکیل حفره و محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی تأثیرگذار می‌باشند. بطوریکه با افزایش هد آب روی سرریز و تبدیل حالت جریان ریزشی از غشایی به پرتاپی علاوه بر گسترش چشمگیر ابعاد حفره آبشستگی، محل تشکیل حفره نیز از مجاورت دیواره‌های سرریز به سمت مرکز سیکل کشیده می‌شود و نهایتاً با افزایش بیش از حد این پارامتر حداکثر عمق آبشستگی در دماغه سرریز اتفاق می‌افتد. علاوه بر هد آب روی سرریز راویه کنگره نیز اثر معناداری بر نحوه و میزان آبشستگی حول سرریز دارد. بطوریکه با افزایش زوایه کنگره به علت کاهش طول تاج سرریز و کاهش دبی عبوری، میزان آبشستگی کاهش می‌یابد. همچنین زاویه کنگره‌ از طریق تاثیر گذاری بر تعیین ناحیه تداخل جریان ریزشی اثر بسزایی بر محل وقوع حداکثر عمق آبشستگی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation on the influence of flow pattern on scour at triangular labyrinth weir without the apron

نویسندگان [English]

  • َAli Babakhani 1
  • mojtaba Morsali 2
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Zanjan University
2 Graduated from master of Hydraulic Structures.
چکیده [English]

Weirs located on rivers massively used to regulate the flow of water, facilitate flow diversion for acrigaltur porpuses. Given that the weirs site is often restricted in width, weirs with different shapes have been dveloped to increase weir length and discharge capacity.Accurate estimation of the maximum possible depth of scour at weirs is important in decision-making for the safe depth of burial of footings. Labyrinth weirs located on the rivers are often exposed to Flood, therefore one of the principal challenges of their use of them is scouring around them. In this study, the influence of water head ratio and sidewall angle was investigated on flow pattern at first and then scour mechanism. Then considering the close relationship between flow pattern and scour phenomenon, We studied the parameters effecting the scour at the upstream weir by focusing on the pattern flow. Observations showed that by changing the water head ratio, it is possible to have four different regimes and Each of these regimes has a different effect on the scour mechanism and maximum depth scour location. As the water head ratio is increased, in addition to the significant expansion of the scour hole dimensions, the location of hole formation is displaced from the vicinity Weir’s walls to the center of the cycle. In addition to the water head ratio, the sidewall angle also has a meaningful effect on the mechanism and amount of scouring on the weir. As the sidewall angle is increased, the amount of scouring is significantly decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Experimental
  • Flow pattern
  • Scour
  • Labyrinth weir
  • Triangular