امکان سنجی کاهش سطح صفحات مستغرق با حفظ کارایی در قوس رودخانه

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری سازه‌های آبی گروه علوم و مهندسی آب، پردیس علوم تحقیقات خوزستان، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز

2 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز

3 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد شوشتر، دانشگاه آزاد اسلامی، شوشتر

4 استادیار گروه علوم و مهندسی آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز

چکیده

قوس خارجی رودخانه یکی از مناسب ترین مکان­ها برای آبگیری است. در شرایط سیلابی، رسوبات با جریان انحرافی وارد آبگیرهای جانبی شده و مشکلاتی را همچون تجمع رسوبات در ورودی کانال و در پایین‌دست آبگیر به وجود می­ آورند و موجب کاهش ظرفیت آبگیری از رودخانه می ­شوند. یکی از روش­ های کارآمد و مؤثر در کاهش رسوب ورودی به آبگیرها، استفاده از صفحات مستغرق می­ باشد. در تحقیق حاضر با استفاده از یک فلوم آزمایشگاهی با قوس 180 درجه ملایم که عملکرد آن با رفتار اکثر خم ­های رودخانه ­های مئاندری همچون کارون مطابقت دارد، امکان کاهش سطح صفحه مستغرق و کاهش آبشستگی پای این‌گونه صفحات با حفظ کارایی آن­ها به صورت فیزیکی مدل‌سازی گردید. صفحات در چهار شکل متفاوت شامل مستطیلی ساده و سه صفحه مستطیلی دیگر که با ایجاد بریدگی در لبه ­ی ابتدایی با زوایای 30، 45 و 60 درجه اصلاح شده ­اند، به صورت جداگانه و در آرایش دو ردیفه در موقعیت 110 درجه در مقابل دهانه آبگیر که با زاویه 45 درجه به کانال اصلی متصل می ­باشد، تحت شرایط هیدرولیکی یکسان مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد با افزایش زاویه بریدگی لبه­ ی ابتدایی صفحات مستغرق (θ)، از عمق آبشستگی پای صفحات کاسته می ­شود. در زاویه استقرار 30 درجه و برای صفحات مستغرق با θ برابر 60 درجه، تا دبی نسبی انحرافی در واحد عرض 25/0، کارایی و عملکرد صفحات مستغرق، علی­رغم حدود 29 درصد کاهش سطح صفحه مستغرق، حفظ شده، ضمن آنکه عمق آبشستگی پای صفحات نیز حدود 4/29 درصد نسبت به صفحات مستطیلی ساده کاهش یافته است.

کلیدواژه‌ها


اسماعیل ورکی، م. و فرهودی، ج. (1388). "مطالعه آزمایشگاهی اثر زاویه آبگیری بر مقدار ورود رسوب به دهانه آبگیر در بندهای انحرافی: هشتمین سمینار بین المللی مهندسی رودخانه، اهواز، دانشگاه شهید چمران.

پور آصف، ف.، بینا، م. و عبدالشاه نژاد، ر. (1384). "تحلیل هیدرولیکی و هندسی خم‌های رودخانه‌های کارون و دز". پنجمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشکده مهندسی دانشگاه شهید باهنر، کرمان.

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

جلیلی، ح. ، حسین زاده، ع. و فرشادی زاده، د. (1390). "تأثیر هندسه آبگیر بر مقدار و الگوی رسوب گذاری در آبگیر جانبی"، مجله پژوهش آب ایران، سال پنجم، شماره نهم، ص‌ص. 1-10.

خانجانی، م، بارانی، غ، رحمانیان، م و ساجدی ، م. (1378) "بررسی آرایش مکانی صفحات مستغرق برای کاهش رسوبگذاری دردهانه آبگیر بامدل فیزیکی"، مرکزتحقیقات جهادسازندگی تهران، اسفند، شماره 2، ص. 179.

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، تهران.

دهقانی، ا. قدسیان، م. صالحی نیشابوری، س.ع. ا. و شفیعی‌فر، م. (1389). "کنترل رسوب ورودی به آبگیر جانبی در قوس 180 درجه با استفاده از پره‌های مستغرق". مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس مهندسی عمران، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

رستم آبادی، م. صالحی نیشابوری، س .ع. ا. و زراتی، ا. ر. (1392). "بهینه سازی شاخص‌های هندسی صفحه مستغرق در بستر رسوبی کانال مستقیم با روش تاگوچی و GRA". مجله عمران مدرس، دوره سیزدهم، ویژه‌نامه بهار 1392، ص‌ص. 79 - 93.

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

سیدیان، س. م.، و شفاعی بجستان، م. (1389). "مقایسه رسوب معلق ورودی به آبگیر با تغییر زاویه دیواره کانال اصلی از قائم، نشریه آب و خاک، جلد 24، شماره 5، ص‌ص. 985 -994.

عباسی، ع. (1382). "مطالعه آزمایشگاهی کنترل رسوب در آبگیرهای جانبی در مسیرهای مستقیم". رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

عزیزی ر.، (1391). "بررسی اثر شکل بهینه و فاصله‌ی نصب صفحات مستغرق بر الگوی رسوب در بستر کانال". رساله دکتری، دانشگاه شهید چمران اهواز.

عزیزی ر.، شفاعی بجستان م.، قمشی م. و موسوی جهرمی س. ح. (1391). "تأثیر شکل صفحه مستغرق بر آبشستگی موضعی و الگوی رسوب گذاری در کانال‌های آبرفتی"، نشریه‌ی دانش آب و خاک، جلد 22، شماره 2، ص‌ص. 67-78.

قلانی، ع. (1377). "بررسی آزمایشگاهی درباره تأثیر زاویه قرارگیری صفحات مستغرق بر عملکرد آنها در مدخل‌های آبگیری از رودخانه". پایان نامه کارشناسی ارشد رشته سازه‌های هیدرولیکی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

مسجدی، ع. و حلوایی فرد، م. (1395).،" بررسی اثر زاویه صفحات مستغرق در کنترل رسوب به آبگیر جانبی در  قوس 180 درجه رودخانه "، نشریه علوم آب و خاک، جلد 20، شماره 78، ص‌ص. 29-38.

معاونت برنامه­ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری. (1388)."راهنمای آبگیری­از رودخانه­ها"، نشریه­شماره 509.

یونسی، ح. (1381). "بررسی تأثیر آرایش طولی صفحات مستغرق بر تغییر مورفولوژی بستر رودخانه در مجاورت آبگیرهای ثقلی"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تهران.

یونسی، ح. ، امید، م. و کاشفی پور، م. (1383). "بررسی تأثیر آرایش طولی صفحات مستغرق در یک کانال مستقیم بر توپوگرافی بستر بر افزایش نسبی راندمان آبگیری و کاهش رسوبگذاری در دهانه­ آبگیرهای ثقلی"، مجله علمی کشاورزی، ویژه­نامه مهندسی­علوم­آب، جلد 27، ص‌ص. 127-149.

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.

Gupta U.P. and Sharma N., (2007).“Performance evaluation of tapered vane”. Journal of Hydraulic Research. Vol. 45, No. 4, pp. 472-477.

Gupta U.P., Ojha C. S. P. and Sharma N., (2010). “Enhancing utility of submerged vanes with collar. J. Hydraulic Eng. ASCE 136(9): 651-655.

Johnson, P.A. , Hey R. D. ,Tessier, M. and Rosgen, D.L. (2001). “Use of vanes for control of scour at vertical wall abutment”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE 127(9)772-778.

Marelius, F. (2001). “Experimental investigation of vanes as a means of beach protection, Coastal Engineering 42:1-16.

Michell F., Ettema R. and Muste M. (2006). Case study: “Sediment control at water intake for large thermal-power station on a small river”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE  132(5): 440-449.

Nakato T., Kennedy J. F., and Bauerly D. (1990). “Pump station intake-shoaling control with submerged vanes”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE 116(1): 119-128.

Odgaard A.J. and Mosconi C.E. )1987(. “Stream bank protection by submerged vanes”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE 113(4): 520-536.

Odgaard, A. J. and Wang, Y. (1991a). “Sediment management with submerged vanes, I: Theory”, J. Hydraul. Eng., 117(3), 267-283.

Odgaard, A.J. and Kennedy, J. F. (1983) “River bend bank protection by submerged vanes”. Journal of Hydraulic Engineering 109(8):1161-1173.

Odgaard, A.J., and Lee H.Y.E. , (1984). “Submerged vanes for flow control and bank protection in streams”. IIHR Rep. No. 279, Iowa Institute of Hydraulic Research, University of Iowa, Iowa.

Ouyang, H. (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.

Raudkivi, A. J. (1976). “Loose Boundary Hydraulics”. A.A. Balkema, Rotterdam, Netherlands. pp. 103-116.

Spoljaric, A. (1988). “Mechanics of submerged vanes on flat boundaries”. PhD Thesis, University of Iowa, Iowa.

Wang, Y. and Odgaard A.J. (1993). “Flow control with vorticity”. Journal of Hydraulic Research 31(4): 549-562