
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,627,395 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,222,366 |
بررسی پروفیل سطح آب و آبشستگی پایین دست سرریز گابیونی V شکل در پلان | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 27، شماره 4، مهر و آبان 1399، صفحه 201-216 اصل مقاله (1.19 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2020.16871.3222 | ||
نویسندگان | ||
حمید نوری1؛ مهدی مفتاح هلقی* 2؛ امیر احمد دهقانی2؛ عبدارضا ظهیری3؛ هوشنگ حسونی زاده4 | ||
1گروه مهندسی آب، دانشکده آب و خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران | ||
2دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
3استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
4معاون مطالعات پایه منابع آبو سازمان آب و برق خوزستان | ||
چکیده | ||
چکیده سابقه و هدف: سرریزها مهمترین قسمت سازههای هیدرولیکی میباشند که جهت اندازهگیری جریان، کنترل سیلاب در مخازن و کنترل سطح آب در کانالهای باز مورد استفاده قرار میگیرند. استفاده از گزینههای جایگزین مانند سرریزهای گابیونی به دلیل سازگاری با طبیعت و نیازهای اکولوژیکی ترجیح داده میشوند. در این سرریزها مواد فیزیکی و شیمیایی مانند رسوبات ریزدانه و مواد معلق آلی امکان عبور از منافذ به پاییندست را دارند و رسوب-گذاری پشت سازه را کاهش میدهد. همچنین آشفتگی جریان درون منافذ امکان افزایش هوادهی جریان و منجر به پالایش آب رودخانه می شود. یکی از عمدهترین مشکلات سازههایی از قبیل سرریزها، دریچهها و حوضچههای آرامش که در بالادست بسترهای فرسایشپذیر قرار دارند، آبشستگی در مجاورت سازه است که علاوهبرتأثیر مستقیم بر پایداری سازه، ممکن است باعث تغییر مشخصات جریان و درنتیجه تغییر در پارامترهای طراحی سازه شود. هدف از این پژوهش بررسی پروفیلهای جریان عبوری از سرریز گابیونی Vشکل با زوایای مختلف رأس و آبشستگی پایین دست آنها میباشد. مواد و روشها: آزمایشهای این پژوهش روی مدل فیزیکی سرریز گابیونی با 4 زاویه رأس، 3 دانهبندی مصالح درون بدنه سرریز و 2 موقعیت قرارگیری رأس سرریز در بالادست جریان و پایین دست جریان و 4 دبی انجام شد. همچنین آزمایشهای آبشستگی در 3 زاویه رأس سرریز، 2 دانه بندی مصالح بدنه و 2 حالت قرارگیری رأس در بالادست و پاییندست جریان و 3 دبی با بستر فرسایش پذیر در کانالی بهطول 12 متر، عرض و ارتفاع 6/0 متر مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: نتایج نشان داد با کاهش اندازه مصالح بدنه سرریز ، تراز آب بالادست افزایش و حداکثر عمق آبشستگی نیز افزایش مییابد. همچنین با کاهش زاویه رأس به دلیل افزایش طول سرریز تراز آب بالادست کاهش مییابد و عمق آبشستگی در زاویه رأس 120درجه بیشتر از زاویه 150 درجه و بیشتر از زاویه 180 درجه می باشد. الگوی آبشستگی با موقعیت قرارگیری رأس سرریز تغییر میکند. در صورتیکه رأس سرریز در بالادست باشد یک حفره آبشستگی در وسط کانال و چنانچه رأس در پاییندست باشد 2 حفره آبشستگی در طرفین ایجاد میگردد. نتیجهگیری: بسته به هدف استفاده از سرریز هر یک از حالتهای قرارگیری رأس سرریز گابیونی می تواند مؤثر باشد. در صورتیکه هدف تأمین آب و افزایش تراز آب باشد سرریز با دانهبندی ریز مفیدتر و اگر هدف کنترل انرژی جریان باشد دانهبندی درشتتر مفید است. استفاده از سرریز Vشکل در کنترل فرسایش در کنارهها میتواند مفید باشد. استفاده از سرریزهای V شکل به دلیل داشتن طول بیشتر نرخ تغییرات تراز آب را با دبی کاهش میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
واژههای کلیدی: آبشستگی پاییندست؛ پروفیل طولی؛ دانهبندی مصالح بدنه؛ سرریز گابیونی | ||
مراجع | ||
1.Azimi, A.H., Rajaratnam, N., and Zhu, D.Z. 2013. Discharge characteristics of weirs of finite crest length with upstream and downstream ramps. J. Irrig. Drain. Eng. 139: 1. 75-83.
2.Chanson, H. 2006. Discussion of “discharge through a permeable rubble mound weir” by Kohji Michioku, Shiro Maeno, Takaaki Furusawa and Masanori Haneda, J. Hydraul. Eng. 132: 4. 432-433.
3.Dehghani, A.A., Bashiri, H., Meshkati Shahmirzadi, M.E., and Ahadpour, A. 2009. Experimental investigation of scouring in downstream of combined flow over weirs and below gates. 4: 3578-3584. 33rd Iahr Conference. Canada.
4.Dey, S., and Sarkar, A. 2006. Scour downstream of an apron due to submerged horizontal jets. J. Hydr. Engin. 132: 3. 246-257.
5.Faruque, M.A.A., Sarathi, P., and Balachandar, R. 2006. Clear water local scour by submerged three dimension wall jets: effect of tail water depth. J. Hydr. Engin. 132: 6. 575-580.
6.Fathi Moghadam, M., Sardabi, M.T., and Rahmanshahi, M. 2018. Numerical simulation of the hydraulic performance of triangular and trapezoidal gabion weirs in free flow condition. J. Flow Measure. Instrument. 62: 93-104.
7.Kells, J.A. 1993. Spatially varied flow over rock fill embankments. Can. J. Civ. Eng. 20: 5. 820-827.
8.Kells, J.A. 1994. Reply on discussion of spatially varied flow over rock fill embankments. Can. J. Civ. Eng. 21: 1. 63-166.
9.Kells, J.A. 2001. Effect of grain size on local channel scour below a sluice gate. Can. J. Civil Engin. 28: 440-451.
10.Legrand, J. 2002. Revisited analysis of pressure drop in flow through crushed rocks. J. Hydr. Engin. ASCE. 128: 11. 1027-1034.
11.Leu, J.M., Chan, H.C., and Chu, M.S. 2008. Comparison of turbulent flow over solid and porous structures mounted on the bottom of a rectangular channel. Flow Meas. Instrument. 19: 6. 331-337.
12.Lim, S., and Yu, G. 2002. Scouring downstream of sluice gate. P 395-409. First International conference on scour of foundation. Texas Transportation Institute. Nov. 17 – 20. Texas A & M University. College Station. Texas. USA.
13.Madadi, M.R., Hosseinzadeh Dalir, A., and Farsadizadeh, D. 2014. Investigation of flow characteristics above trapezoidal broad-crested weirs. Flow Meas. Instrument. 38: 139-148.
14.Michioku, K., Maeno,S., Furusawa,T., and Haneda, M. 2005. Discharge through a permeable rubble mound weir. J. Hydraul. Eng. 131: 1. 1-10.
15.Mohamed, H.I. 2010. Flow over gabion weirs. J. Irrig. Drain. Eng. 136: 8. 573-577.
16.Mohammadzadeh-Habili, J., Heidarpour, M., and Haghiabi, A. 2016. Comparison the hydraulic characteristics of finite crest length weir with quarter-circular crested weir. Flow Meas. Instrument. 52:Supplement C. 77-82.
17.Moradi, M., and Fathi-Moghadam, M. 2019. Experimental investigation of Submerged Flow over Porous Embankment Weirs with Up and Downstream Slopes. Irrigation Sciences and Engineering (online) doi: 10.22055/jise.2018.20052.1432.
18.Nazari, S., and Gholami, R. 2014. Laboratory evaluation of Scour rate and energy dissipation in Gabion Stepped Weirs with considering the effect of Discharge and tail water depth. J. Appl. Sci. Agric. 9: 4. 1424-1439.
19.Pagliara, S., and Palermo, M. 2013. Rock Grade Control Structures and Stepped Gabion Weirs: Scour Analysis and Flow Features. J. Acta Geophysic. 61: 1. 126-150.
20.Pagliara, S., Palermoa, M., Mahmoudi Kurdistania, S., and Sagvand Hassanabadia, L. 2015. Erosive and hydrodynamic processes downstream of low-head control structures. J. Hydr. Res. 3: 2. 122-131.
21.Peyras, L., Royet, P., and Degoutte, G. 1992. Flow and energy dissipation over stepped gabion weirs. J. Hydraul. Eng. 118: 5. 707-717.
22.Qian, J., Zhan, H., Zhao, W., and Sun, F. 2005. Experimental study of turbulent unconfined groundwater flow in a single fracture. J. Hydrol. 311: 1. 134-142.
23.Sargison, J., and Percy, A. 2009. Hydraulics of broad-crested weirs with varying side slopes. J. Irrig. Drain. Eng. 135: 1. 115-118.
24.Stephenson, D. 1979. Gabion energy dissipators. Proc. 13th ICOLD Congress. New Delhi, India. 50: 3. 33-43.
25.Tavakol-Sadrabadi, M., Fathi-Moghadam, M., and Mohammadpour R. 2018. Numerical Simulation of the over and through flow Discharge in Broad-Crested Gabion Weirs with side Slopes. Amirkabir J. Civil Eng. 50: 4. 191-194.
26.Wang, X.K., Hao, Z.Y., and Tan, S.K. 2010. Hydrodynamics of trapezoidal embankment weirs. J. Hydrodyn. Ser. B 22: 5. 386-390.
27.Zhang, G., and Chanson, H. 2016. Gabion Stepped Spillway: Interactions between Free-Surface, Cavity and Seepage Flows. J. Hydr. Engin. 142: 5. 601-611. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 491 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 447 |