تأثیر آستانه و صفحات مستغرق بر جریان حاوی رسوب ورودی به آبگیر جانبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکترای هیدرولیک، عضو هیئت علمی بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

2 سازه‌های آبی، بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی،

چکیده

در این تحقیق در مورد روش‌های کنترل رسوب ورودی به آبگیرهای جانبی، در حالت به‌کارگیری آستانه و صفحات مستغرق به‌صورت آزمایشگاهی تحقیق شده ‌است. تعیین ناحیه گردابی و سکون در ورودی آبگیر از جمله مواردی بوده که  مورد بررسی قرار گرفته‌اند. پس از تعیین پارامترهای مهم، آنالیز ابعادی انجام و آزمایش‌ها طرح ‌ریزی شد. آزمایش‌ها با زوایای آبگیری 90، 75،60 و 45 درجه درحالت بدون آستانه، با آستانه، با صفحه و وجود توأم آستانه و صفحات مستغرق انجام شد. بر اساس تحلیل‌های آزمایشگاهی انجام شده، نسبت دبی آبگیری و زاویه آبگیر با جهت جریان از عوامل مهم در شکل‌گیری ناحیه گردابی و ابعاد هندسی آن می‌باشند. با افزایش نسبت آبگیری، طول و عرض ناحیه گردابی کاهش می‌یابد. با کاهش زاویه آبگیری طول ناحیه گردابی افزایش و عرض آن کاهش می‌یابد. ابعاد ناحیه گردابی در حالت وجود توأم آستانه و صفحات مستغرق بیشتر شبیه حالتی می‌باشد که آستانه به تنهایی وجود دارد. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد که وجود توأم آستانه و صفحات مستغرق سبب کاهش رسوب ورودی به آبگیر گردیده و در محدوده آزمایش‌های انجام شده به طور متوسط 72 درصد نسبت به حالتی که آستانه به‌تنهایی و 45 درصد نسبت به حالتی که صفحات مستغرق به‌تنهایی وجود دارد،  رسوبات ورودی به آبگیر را کاهش داده است. همچنین وجود صفحات مستغرق به تنهایی تا نسبت آبگیری مشخصی (2/0 نسبت بدون بعد دبی در واحد عرض کانال آبگیر به دبی در واحد عرض کانال اصلی) سبب حذف رسوب ورودی به آبگیر شده است در حالی که با کاربرد توأم صفحات مستغرق و آستانه تا نسبت 275/0 دبی در واحد عرض کانال آبگیر به دبی در واحد عرض کانال اصلی سبب حذف کامل رسوبات ورودی به آبگیر شده است. عرض ناحیه جدایی جریان در جلوی آبگیر تابع نسبت دبی آبگیری و زاویه آبگیری می‌باشد به طوری که با افزایش نسبت دبی آبگیری این عرض افزایش و با کاهش زاویه آبگیری، کاهش می‌یابد. عرض ناحیه جدایی جریان در حالت وجود صفحات مستغرق از دو حالت دیگر بیشتر است که این امر ناشی از تأثیر جریان گردابی به‌وجود آمده در اثر صفحات مستغرق بر جریان سطحی می‌باشد. در حالت وجود توأم آستانه و صفحات مستغرق خط جدایی جریان سطحی شبیه حالتی است که صفحات مستغرق به تنهایی حضور دارند

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Impact of Sill and Submerged Vanes on Sediment Laden Flow at Lateral Intake

نویسندگان [English]

  • Ali akbar Abbasi 1
  • Mohammad leknejad 2
1 1 Assistant Prof. Khorasan Razavi Agricultural and Natural Resources Research Center
چکیده [English]

In this Study, experimental investigation has been done on sediment control methods by using sill and submerged. Here, sediment inclusion into the intake, sedimentation pattern and separation zone in lateral channel were studied in a laboratory environment. After distinguishing the main affecting parameters, dimensional analysis was done and laboratory experiments were planned. Laboratory flume and measurement instruments were prepared and checked. In these tests, the angle of lateral diversion channel with the main channel changed from 45 degree to 60, 75 and 90 degree. Based on laboratory results,  and are the main important parameters affecting the separation zone at the entrance of lateral channel and the separation line of flow in front of the intake. With increasing  the length and width of separation zone decrease and the width of separation line increases. With increasing the length of separation zone increases, the width of separation zone decreases and due to the change of surface flow pattern under the influence of submerged vanes, the width of surface separation line increases. The dimensions of separation zone in lateral channel in the case of using sill and submerged vane is the same of using sill, while the width of surface separation line is the same of using submerge vanes.                        
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lateral Intake
  • sill
  • Submerged vane
  • Intake Angle

- اسماعیلی ورکی، م. و ج. فرهودی. 1388. مطالعه آزمایشگاهی اثر زاویه آبگیری بر مقدار ورود رسوب به دهانه آبگیر در بندهای انحرافی. هشتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه. اهواز. دانشگاه شهید چمران.

2- جلیلی، ح.، ع. حسین‌زاده دلیر و د. فرسادی‌زاده. 1390. تاثر هندسه دهانه آبگیر بر مقدار و الگوی رسوب­گذاری در آبگیر جانبی. مجله پژوهش آب ایران. سال پنجم. شماره نهم. ص 10-1.

3- سیدیان، س.م.، و م. شفاعی بجستان. 1389. مقایسه رسوب معلق ورودی به آبگیر با تغییر زاویه دیواره کانال اصلی از قائم به 45 درجه. نشریه آب و خاک. جلد 24. شماره 5. ص 985-944. 

4- ساجدی سابق، م.، م. حبیبی و م. رحمانیان. 1376. بررسی کاربرد صفحات مستغرق به منظور جلوگیری از رسوب‌گذاری در داخل نهرهای آبرسانی سیستم پخش سیلاب. گزارش پایانی طرح تحقیقاتی، مرکز تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری.

5-  عباسی، ع. 1382. مطالعه آزمایشگاهی کنترل رسوب بار بستر در آبگیرهای جانبی در مسیرهای مستقیم. رساله دکتری. دانشگاه تربیت مدرس.

6- قلانی، ع. 1377. بررسی آزمایشگاهی درباره تأثیر زاویه قرارگیری صفحات مستغرق بر عملکرد آن‌ها در مدخل‌های آبگیری از رودخانه‌ها . پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تربیت مدرس.

7- یونسی، ح. 1381. بررسی تأثیر آرایش طولی صفحات مستغرق بر تغییر مورفولوژی بستر رودخانه در مجاورت آبگیرهای ثقلی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه تهران. دانشکده کشاورزی.

9-Barkdoll, B.D., B.L. Hagen and A.J. Odgaard. 1995. Sediment Exclusion at Hydropower Intakes Using Submerged Vanes. Proc. of Water power Conference, pp. 368 – 377.

10-Barkdoll, B.D., R. Ettema and  J. Tsou. 1997. Sediment Control at Riverside Water Intakes. Proc. of the International Joint Power Generation Conference, Denver, U.S.A., PP. 227-232.

11-Barkdoll, B.D. and R. Ettema. 1998. Promising New Idea for Sedimentation Exclusion from Intakes.  Proc. of the International Water Resources Engineering Conference, Vol. 2, ASCE, PP. 1535-1540.

12-Barkdoll, B.D., K. Ettemaand and A.J. Odgaard. 1999. Sediment Control at Lateral Diversion: Limits and Enhancements to Vanes Use. Journal of Hyd. Eng., A‎SCE, Vol. 125, No. 8, pp. 862 – 870.

13-Neary, V., F. Sotiropoulos and A.J. Odgaard. 1999. Three-Dimensional Numerical Model of     Lateral- Intake Inflows, J. Hydr. Eng. ASCE, 125: 2. 126-140.

14-Nakato, T. and F.L. Odgen. 1998. Sediment Control at Water Intakes along Sand - Bed Rivers.  Journal of Hyd. Eng., ASCE, Vol. 124, No. 6, PP. 589 – 596.