تغییرات فاصله خط تقسیم جریان از دیواره خارجی قوس با تغییر پارامترهای آبگیر و آبراهه اصلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه عمران، واحد بوئین زهرا، دانشگاه آزاد اسلامی، بوئین زهرا

2 گروه سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

آبگیری از رودخانه به منظور کشاورزی، آبرسانی و ... به کار می­رود. آبگیری بدون بند انحرافی منجر به نشست رسوبات در پایین دست آبگیر در رودخانه اصلی می­شود. فاصله خط تقسیم جریان انحرافی از دیواره آبگیر بر مقدار رسوب ورودی به آن تأثیرگذار است. هر عاملی که منجر به کاهش فاصله خط تقسیم جریان ورودی به آبگیر در کف آبراهه اصلی شود، باعث کاهش رسوب وارد شده به آبگیر خواهد شد. پارامترهای هندسی و هیدرولیکی آبگیر و آبراهه اصلی بر فاصله خط تقسیم جریان در آبگیری از قوس مؤثرند. در پژوهش حاضر تأثیر پارامترهای عرض و موقعیت آبگیر، زاویه آبگیری و ارتفاع آستانه (هر یک در چهار سطح تغییر) بر فاصله خط تقسیم جریان از دیواره خارجی آبراهه قوسی، با استفاده از مدل عددی SSIIM بررسی شده است. برای قوس سه زاویه مرکزی 50، 110 و 170 درجه و سه عدد فرود 288/0، 305/0 و 322/0 و برای آبگیر جانبی سه دبی آبگیری نسبی 10، 18 و 25 درصد درنظر گرفته شده است. روش تاگوچی در طراحی مطالعات به­کار رفته است. نتایج نشان داد تغییر عرض و موقعیت آبگیر، زاویه آبگیری و ارتفاع آستانه تأثیر بسیار کمی بر تغییرات فاصله خط تقسیم جریان از دیواره خارجی دارد، اما تغییرات فاصله خط تقسیم جریان نسبت به دبی نسبی آبگیری صعودی و تقریباً خطی است. همچنین در قوس با زاویه مرکزی ثابت، تغییر عدد فرود تأثیر بسیار کمی بر نسبت فاصله خط تقسیم جریان دارد. همچنین عرض مجرای جریان در سطح 9/0 تا 25/1 برابر عرض مجرای جریان در کف تعیین شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of Changing parameters of intake and main channel on the distance of dividing stream line from outer wall of bend

نویسندگان [English]

  • Massumeh Rostamabadi 1
  • Ali akbar Salehi Neyshaboury 2
1 Assistant Professor, Department of civil engineering, college of Technical and Engineering, Buin Zahra branch, Islamic Azad University, BuinZahra, Iran
2 Professor, Water engineering department, Tarbiat Modares University, Iran,
چکیده [English]

Direct dewatering of the river is used for irrigation and water supply and etc. Dewatering without diversion dam leads to a sediment settlement at the downstream of intake in the main river. The distance of dividing stream line from the outer bank of the bend influences the amount of sediment entering the intake. Anything that reduces the distance of dividing stream line from the outer wall of the bend at the bottom of the main channel, will reduces sediment entering the intake. The geometric and hydraulic parameters of intake and main channel affect the distance of dividing stream line from the outer bank. In this study the effect of parameters such as width and position of the intake, diversion angle and height of the sill (Each one changes in four levels) on the distance of dividing stream line from the outer wall using the SSIIM numerical model is investigated. Also three angles (50, 110 and 170 degrees) and three different Froude numbers (0.288, 0.305 and 0.322) for bend and three discharges ratio (10, 18 and 25 percent) for lateral intake are considered. Taguchi method is used in the design of studies. The results show that changing in width and position of the intake, diversion angle and height of the sill have less influence on the distance of dividing stream line from the outer wall of the bend, but the variations of dividing stream line from the outer wall of the ben relative to the discharge ratio almost ascending and linear. Also, in a fixed-angle bend, changing the Froude number has a very small effect on the distance of dividing stream line. The Surface flow duct width is 0.9 to 1.25 times the width of the duct in the bed

کلیدواژه‌ها [English]

  • Intake
  • Dividing stream-line
  • Bend of river
  • SSIIM2

منابع

ابولقاسمی، م. 1385. مطالعه آزمایشگاهی کنترل رسوب ورودی به آبگیر جانبی در پیچانرود. رساله دکتری، گروه سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس.

آسیائی، ح.، منتصری، ح. 1394.  شبیه‌سازی عددی شکل‌گیری توپوگرافی بستر در قوس با آبگیر جانبی. فصلنامه مهندسی عمران فردوسی. سال. ۲۷, شماره. ۱، ص: 115-132.

پیرستانی، م. 1383. بررسی الگوی جریان و آبشستگی دردهانه ورودی آبگیر کانالهای دارای انحناء. رساله دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات.

دهقانی، ا،ا. 1385. مطالعه آزمایشگاهی کنترل رسوب ورودی به آبگیر جانبی در قوس 180 درجه. رساله دکتری مهندسی عمران گرایش هیدرولیک، دانشگاه تربیت مدرس.

رستم آبادی، م. (1392). تعیین شرایط مناسب آبگیری جانبی از قوس با استفاده از مدل عددی. رساله دکتری دانشگاه تربیت مدرس.

رستم آبادی، م.، صالحی نیشابوری، ع.ا.، زراتی، ا. ر. 1392. مقایسه روش تاگوچی با طرح فاکتوریل کامل در تعیین موقعیت بهینه سازه محافظ آبشستگی در مقابل جت های ریزشی، مجله علمی پژوهشی مهندسی آب و محیط زیست ایران. دوره 1، شماره 2، ص 35 تا 46.

سیدیان، س. م.و شفاعی بجستان، م. 1390. تعیین ابعاد مجرای جریان و قدرت گرداب حلزونی در محل آبگیرهای جانبی. مجله آب و فاضلاب، شماره 4. ص: 83-94.

صفرزاده، ا. 1383. شبیه سازی عددی الگوی جریان در آبگیری جانبی از قوس 180 درجه. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس.

عباسی، ع. 1382. مطالعه آزمایشگاهی کنترل رسوب در آبگیرهای جانبی در مسیرهای مستقیم. رساله دکتری. رشته .مهندسی آب، دانشگاه تربیت مدرس.

عصاره، ع. و توکلی زاده، ا. ع. 1384. بررسی جریان غالب در رودخانه­های کارون، دز و کرخه. پنجمین کنفرانس هیدرولیک ایران. دانشگاه شهید باهنر کرمان.

قنواتی نسب، م.، شفاعی بجستان، م.، حسونی زاده، ه. 1385. تعیین دبی غالب در تعدادی از رودخانه­های استان خوزستان. هفتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز.

منتصری، ح. 1387. تأثیر آرایشهای مختلف صفحات مستغرق در کنترل رسوب ورودی به آبگیر جانبی در قوس 180 درجه؛ رساله دکتری مهندسی عمران گرایش هیدرولیک؛ دانشگاه تربیت مدرس.

Barkdoll, D., Ettema, R and Odgaard, A.J. 1999. Sediment control at lateral diversions: limits and enhancement to vane use. Journal of Hydraulic Engineering, 125(8): 132-136.

Esmaeili Varaki, M. Farhoudi, J., and Walker, D. 2009. Experimental investigation of the flow structure at a right-angled lateral intake. Proceeding of the Institution of civil Engineering,Water Management. 162(6):379-388.

Esmaeili Varaki, M. Farhoudi, J., and Walker, D. 2011. Study of flow structure and sediment entry to a lateral intake. Water Management .164(7):347-360. WM7

Karami Moghadam, M; Shafaee Bajestan, M; and Sedghi, H. 2011. Experimental and numerical study of flow pattern in 30 degree intake on trapezoidal channel. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, Water and Soil Sciences. 57(3), pp. 35-47

Neary, V. S., and Odgaard, A.J., 1993. Three-dimensional flow structure at open-channel diversions. Journal of Hydraulic Engineering, 119 (11), pp.1223-1230.

Neary, V. S., Sotiropoulos, F and A.J.Odgaard., 1999, Three-dimensional numerical model of lateral-intake inflows . Journal of Hydraulic Engineering, 125 (2), pp.126-140.

Novak, P., Moffat, A. and Nalluri, C. 1990. Hydraulic structures, Pitman, London. 546 P.

Olsen, N. R. 5. November 2014. A three-dimensional numerical model for simulation of sediment movement in water intakes with multi block option. User's manual.

Ramammurthy, A., Qu, J., and Vo, D. 2007. Numerical and experimental study of dividing open channel flows. Journal of Hydraulic Engineering, 133(10):.1135-1144.

Raudkivi, A. J. 1993. Sedimentation and removal of sediment from diverted water. IAHR, IAHR hydraulic structures, design manual, 63-87.

Razvan, E. 1989. River intake and diversion dams. Elsevier science publishing company Inc. New York, NY. 10010, U. S. A.

Roy, R. R., 1990. A primer on the Taguchi method. New York. NY.

Versteeg, H., and Malalasekera, W. 1995. An introduction to computational fluid dynamics: the finite volume method. Pearson Education.

Ye, J., Mccorquodale., and Barron, R. M. 1998. A three-dimensional hydrodynamic model in curvilinear co-ordinates with collocated grid. International Journal for Numerical Methods in Fluid. 28: 1109-1998.