اثر زاویه آبگیری بر کنترل رسوب در دهانه آبگیر در قوسU شکل همراه با آبشکن و دیوار جداکننده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سازه های آبی، دانشکده کشاورزی, دانشگاه لرستان

2 استاد گروه مهندسی علوم آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان دکترای تخصصی / مهندسی آب و سازه‌های آبی

3 ژوهشکده آبخیزداری

چکیده

یکی از اهداف اصلی آبگیری از قوس رودخانه، هدایت دبی جریان بیشینه توام با رسوب کمینه به دهانه آبگیر است. بنابراین موقعیت و زاویه آبگیری از قوس رودخانه با وجود سازه­های کنترل رسوب از مهمترین پارامترهایی است که باید مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش، با انجام مطالعه آزمایشگاهی در یک کانال U شکل، به بررسی تاثیر تغییر زاویه آبگیری با وجود سازه­های آستانه و دیوار جداکننده10 درجه در سه درصد آبگیری 17، 21 و 26 درصد پرداخته شد. نتایج نشان داد مقدار عدد فرود ورودی جریان با کاهش زاویه آبگیری، کمتر می­گردد. همچنین با افزایش زاویه آبگیری از 45 به 75 درجه مقدار رسوب ورودی به آبگیر جانبی افزایش می­یابد، بطوریکه با ترکیب سازه آستانه و دیوار جداکننده، مقدار رسوب وروی به آبگیر نسبت به حالت شاهد بیشتر کاهش می­یابد. با افزایش زاویه آبگیری از 45 به 75 درجه در تمامی درصدهای آبگیری عرض جدایی جریان در سطح آب کاهش می­یابد. بررسی قدرت جریان ثانویه در امتداد دهانه آبگیر نشان داد که در تمامی حالت­های آزمایش، کاهش زاویه آبگیری از 75 درجه به 45 درجه، باعث می­شود که قدرت جریان ثانویه در امتداد دهانه آبگیر کاهش کمتری یابد و در نتیجه، رسوب کمتری وارد دهانه آبگیر شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Diversion Angle on Sediment Control at Intake Mouth in U-Shaped Bend with Skimming Wall and Sill

نویسندگان [English]

  • Hassan Goleij 1
  • , Amir Hamzeh Haghi abi 2
  • Mojtaba Sanei 3
  • Hojjat Allah Yonesi
چکیده [English]

One of the main goals of diverting water from bend of river is diversion the maximum flow discharge with the minimum rate of sediment to the intake mouth. Therefore, the position and diversion angle of lateral intakes in river bend with sediment control structures, are the major parameters that must be considered.In this study by experimental investigation in a U- shaped channel using compound structures of sill and 10 skimming wall in three diverted flow percentages of 17, 21 and 26, the effect of diversion angle on rate of sediment entering the intake, was investigated. The results showed that with decreasing of the angle of intake, the inflow Froud number decreases. Also with increasing the angle of intake from 45 to 75 degrees, the rate of sediment entry to intake increases, so that by combining of sill and skimming wall 10, the sediment transportation into intake mouth decreases more in comparison with basic state. By increasing the angle of flow diversion in all percentages of flow diversion, the width of separation zone at water surface decreases. By investigation of power of secondary flow along the intake mouth it was found that in all experimental states, decreasing the angle of flow diversion from 75 to 45 degrees, causes less decreased power of secondary flow and consequently less sediment entry into the intake mouth.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • River bend
  • Separation Zone
  • Froude number
  • Lateral Intake

عطارزاده، ع.، م. ا قدسیان، س. ع. ایوب زاده، و س. ع. ا.  صالحی نیشابوری. 1394. مطالعه آزمایشگاهی تاثیر سازه های کنترل رسوب بر توپوگرافی بستر دراطراف آبگیر جانبی. دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران. دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی عمران.

دالوند، ز.، ح. یونسی، س. ع. ایوب زاده، و ح. ترابی­پوده. 1395. مطالعه عددی تاثیر همزمان آبشکن و صفحات مستغرق بر خط جدایی جریان در آبگیرهای 90 درجه. پانزدهمین کنفرانس ملی هیدرولیک ایران، قزوین، انجمن هیدرولیک ایران، دانشگاه بین الملی امام خمینی (ره)، آذر ماه، کد مقاله، IHC15-010.

دهقانی، ا.ا.، م. قدسیان، س. ع. ا.  صالحی نیشابوری و م. شفیعی­فر. 1385. کنترل رسوب ورودی به آبگیر جانبی در قوس 180 درجه با استفاده از پره­های مستغرق. مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس.

گوهری، س.، س. ع.  ایوب زاده، م. قدسیان و س. ع. ا.  صالحی نیشابوری. ۱۳92. کنترل رسوب ورودی به آبگیرها با استفاده از آبشکن و صفحات مستغرق. هشتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، اهواز، دانشگاه شهید چمران اهواز، بهمن ماه.

نظری، س. و م. شفاعی بجستان. 1389. تأثیر زاویه­ی انحراف آبگیر بر نسبت دبی و رسوب ورودی به آبگیر در خم 90 درجه­ی همگرا. مجله پژوهش آبخیزداری، شماره 87.

منتصری، ح.، م. قدسیان و ا. ا. دهقانی. 1388. مطالعه آزمایشگاهی میدان جریان اطراف صفحات مستغرق مقابل دهانه آبگیر جانبی در کانال U شکل. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 16: (2).

Barkdoll, D., R. Etyma and A. J. Odgaard. 1999. Sediment control at lateral diversions limits and enhancement to vane use. Journal of Hydraulic Engineering, 125(8):862-870.

Bahrami Yarahmadi M. and M. Shafaei Bejestan. 2016 Sediment Management and Flow Patterns at River Bend due to Triangular Vanes Attached to the Bank. Journal of Hydro-environment Research,  10: 64–75.

Blench, T., D. C. Bondurant, and A. R. Thomas. 1952 Discussion of Diversion from alluvial channels. Trans., ASCE, 78: 1-7.

Beygipoor, Gh., M. Shafaei Bajestan, H. A. Kashkuli and S. Nazari. 2013. The Effect of Distance from Submerged Vanes to the Intake at Different Angles of Vanes on controlling the Sediment Entering the Intake Branching from a 90 Convergent Bend. International Journal of Farming and Allied Science, 2(17):591-598.

Davoodi, L. and M. Shafaei Bajestan. 2012. Application of submerged vanes for sediment control at intakes from irrigation trapezoidal channels. Journal of water and irrigation management, 1(2): 59-715.

Daily, W. and D. Harleman. 1966. Fluid dynamics. Addison Wesley Publishing Company.

Dey, L., A. K. Barbhuiya and P. Biswas. 2017 Experimental Study on Bank Erosion and Protection Using Submerged Vane Placed at an Optimum Angle in a 180° Laboratory Channel Bend. Journal of Geomorphology, 283: 32-40.

Neary, V. S. and A. J. Odgaard. 1993 Three dimensional flow structure at open channel diversions, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 119(1): 1223 – 1230.

Ouyang, H. T. 2009. Investigation on the Dimensions and Shape of a Submerged Vane for Sediment Management in Alluvial Channels. Journal of Hydraulic Engineering, 135(3):209–217.

 Ouyang, H. and C. Lu. 2016 Optimizing the Spacing of Submerged Vanes across Rivers for Stream Bank Protection at Channel Bends. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 142(12).

Vaghefi, M., Y.Safarpoor and S .S. Hashemi. 2016 Effects of distance between the T-shaped spur dikes on flow and scour patterns in 90° bend using the SSIIM model. Journal Of Ain Shams Engineering, 7(1): 31-45.