بررسی آزمایشگاهی تأثیر نفوذپذیری سازۀ SFM بر راندمان تخلیه ی رسوبات از دریچه‌های تخلیه‌ در مخازن

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، دانشگاه زنجان

چکیده

ته‌نشینی مواد رسوبی در مخازن ذخیرهی آب به خصوص در پیرامون دریچه‌های تخلیه‌ی تحتانی از معضلات اصلی در بهره‌برداری از آن‌ها است. راندمان تخلیه‌ی رسوبات از دریچههای تخیله‌ی تحتانی نیز بسیار پایین است. در این مقاله روشی جدید برای افزایش راندمان تخیله‌ی رسوبات ته‌نشین شده ارائه شده است. در این روش سازهای موسوم به سازۀ SFM متشکل از دو ردیف شمع موازی در قسمت بالادست دریچه‌ی تحتانی به کف مخزن نصب میگردد. یک تا شش جفت شمع‌، با نفوذپذیری‌های 0%، 6/28%، 5/37%، 9/42%، 50% و 60% در دو ردیف موازی به فاصله‌ی هشت سانتی‌متر از هم‌دیگر نصب شد. مصالح ماسه‌ای یکنواخت غیرچسبنده با اندازه‌ی متوسط 67/0 میلی‌متر به ‌عنوان رسوباب ته‌نشین شده در مخزن مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد که در بهترین حالت، سازۀ SFM (نفوذپذیری 5/37% و فاصله‌ی هشت سانتیمتر بین دو ردیف) متوسط حجم رسوبات تخلیه شده از مخزن را نسبت به حالت شاهد (بدون سازۀ SFM) به میزان 161% افزایش میدهد.

کلیدواژه‌ها


توفیقی، س.، محمد ولی سامانی، ج.، و ایوب زاده، ع. (1394). "رﺳﻮبﺷﻮﻳﻲ ﺗﺤﺖﻓﺸﺎر ﺑﺎ ﺗﻮﺳﻌﻪی مجرای تخلیه کننده تحتانی در مخزن سد"، مجله علمی – پژوهشی مدرس عمران، دوره پانزدهم، شماره 2، 136-127.

شهیرنیا، م.؛ ایوب زاده، ع. و محمدولی سامانی، ج. (1393). "بررسی تأثیر تراز رسوب مخزن بر راندمان رسوب‌زدایی تحت فشار"، مجلۀ علمی- پژوهشی هیدرولیک، دورۀ 9، شمارۀ 1.

عبدالله پور، م. و حسین زاده دلیر، ع. (1392). "ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻗﺮارگیری سازه نیم استوانه بر راندمان رسوب‌شویی تحت فشار در مخازن"، نشریه دانش آب و خاک، جلد 23، شمارۀ 2، 269-282.

مددی، م. و رحیم‌پور، م. قدری، ک. (1395). " افزایش راندمان رسوب‌شویی تحت فشار مخازن با اتصال سازة PBC به دریچۀ تخلیۀ رسوب"، مجلة تحقیقات کاربردی مهندسی سازه‌های آبیاری و زهکشی، جلد 17، شمارۀ 66، 89-71.

Ahn, J., Yang, C. T., Boyd, P. M., Pridal, D. B. and Remus, J. I. (2013). "Numerical modeling of sediment flushing from Lewis and Clark Lake". Int. J. Sediment Res. 28, 182-193.

Althaus, J. (2011). “Sediment evacuation from reservoirs through intakes by jet induced flow”. Ph. D. Thesis. École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Lausanne. Switzerland.

Atkinson, E. (1996). "The feasibility of flushing sediment from the reservoir". Report ID 137, p. 99.

Boeriu, P., Roelvink, D., Mulatu, C. A., Thilakasiri, C. N., Moldovanu, A. and Margaritescu, M. (2011). Modeling the flushing process of reservoirs. Proceedings of International Conference on Innovations, Recent Trends and Challenges in Mechatronics, Mechanical Engineering and New High-Tech Products Development.

Brandt, S. A. (2000). "A review of reservoir desiltation". Int. J. Sediment Research, Vol. 15, pp. 321-342.

Crookeston, B. M. (2008). “A laboratory study of streambed stability in bottomless culverts”. M. Sc. Thesis. Civil and Environmental Engineering. Utah State University. Logan. Utah.

Dodaran, A., Park, S.K., Mardashti, A. and Noshadi, M .(2012). “Investigation of Dimension Changes in Under Pressure Hydraulic Sediment Flushing Cavity of Storage Dams Under Effect of Localized Vibrations in Sediment Layers”, Int. J .Ocean System Engineering, 2(2): 71-81.

Emamgholizadeh, S., Bina, M. and Ghomeshi M. (2007). “The effect of reservoir water level and the outflow discharge through bottom outlet on the sediment removal in pressurized flushing”. Agric. Sci. J. 30(4:A): 61-76. (in Persian)

Emamgholizadeh, S., Bateni, S.M. and Jeng D.S. (2013). "Artificial intelligence-based estimation of flushing half-cone geometry". Eng. Applications of Artificial Intelligence, Vol. 26(10): 2551-2558.

Fruchart, F. and Camenen, B. (2012). "Reservoir sedimentation: different type of flushing-friendly flushing: example of Genissiat dam flushing". ICOLD International Symposium on Dams for a Changing World. Japan.

Haudhry, M. A. and Rehman, H. R. (2012). "Worldwide experience of sediment flushing through reservoirs". Mehran Uni. Res. J. Eng. Technol. 31(3): 395-408.

Haun, S. and Olsen, N. R. B. (2012). "Three-dimensional numerical modelling of the flushing process of the Kali Gandaki hydropower reservoir". Lakes Reserv. Res. Manag. 17(1): 25-33.

Khosronejad, A., Rennie, C. D., Salehi Neyshabouri, A. A. and Gholami, I. (2008). "Three-dimensional numerical modeling of reservoir sediment release". J. Hydraul. Res. 46(2): 209-223.

Lai, J. S. (1994). “Hydraulic flushing for reservoir desiltation”. Ph.D. Thesis. University of California. USA.

Madadi. M., Rahimpour, M. and Qaderi, K. (2016). "Sediment flushing upstream of largeorifices: an experimental study". http://dx.doi.org/10.1016/j. flowmeasinst.2016.10.007.

Melville, B. W. and Chiew, Y. M. (1999). "Time scale for local scour at bridge piers". J. Hydraul. Eng-ASCE. 125(1): 59-65.

Meshkati, M. E., Dehghani, A. A., Naser, G., Emamgholizadeh, S. and Mosaedi, A. (2009). "Evolution of developing flushing cone during the pressurized flushing in reservoir storage". World Academy Science, Eng. Technol. 58: 1107-1111.

Morris, G.L. and Fan, J. (2010). "Reservoir Sedimentation Handbook: Design and management of dams, reservoirs, and watersheds for sustainable use". McGraw-Hill, New York, p. 784.

Powell, D. N. and Khan, A. (2012). "Scour upstream of a circular orifice under constant head". J. Hydraul. Res. 50(1): 28-34.

Powell, D. N. and Khan, A. (2014). "Flow field upstream of an orifice under fixed bed and equilibrium scour conditions". J. Hydraul. Eng. 141(2): 04014076.   

Qian, N. (1982). "Reservoir sedimentation and slope stability, technical and environmental effects". Fourteenth International Congress on Large Dams, Transactions, Rio de Janeiro, Brazil, 3-7 May, 3: 639-690.

Samadi-Rahim, A. (2001). “Experimental investigation of the effect of number and shape of bottom outlets on the size of flushing cone and the performance of pressure flushing in storage dam”. M. Sc. Thesis. Faculty of Agriculture. Tarbiat Modares University. Tehran. Iran.

Scheuerlein, H., Tritthart, M. and Nunez Gonzalez, F. (2004). "Numerical and physical modeling concerning the removal of sediment deposits from reservoirs". Conference Proceeding of Hydraulic of Dams and River Structures, Tehran, Iran, 245-254.

Toniolo, H. and Parker, G. (2003). "1D Numerical Modeling of Reservoir Sedimentation", Proceeding, IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, Barcelona, Spain, 457-468.