مطالعه عددی تأثیر تغییر پارامترهای هندسی آبگیر و آرایش صفحات مستغرق بر ضریب پادرسوبی آبگیر

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسنده

گروه عمران، واحد بوئین زهرا، دانشگاه آزاد اسلامی، بوئین زهرا، ایران

چکیده

آبگیرهای جانبی برای انحراف آب از مسیر اصلی به کار می‌روند. از موارد مهم در طراحی آبگیرها، تأمین شرایطی است که حداکثر آبگیری به همراه حداقل رسوب فراهم شود. علاوه بر آبگیری از قوس خارجی رودخانه، استفاده از صفحات مستغرق به منظور منحرف کردن بار بستر از دهانه آبگیر توصیه شده است. در پژوهش حاضر 27 مطالعه عددی به منظور بررسی تأثیر استفاده از صفحات مستغرق در مقدار ضریب پادرسوبی آبگیر صورت گرفته است. مطالعات در سه دسته 9 تایی انجام شده است. دسته اول بدون صفحات مستغرق، دسته دوم دو ردیف صفحه مستغرق در بالادست آبگیر نصب شدند (طرح 1) و در دسته سوم، چهار ردیف صفحه مستغرق هم در بالادست و هم درمقابل دهانه آبگیر (طرح 2) قرار داده شدند. در هر دسته پارامترهای نسبت عرض آبگیر به عرض آبراهه اصلی، موقعیت آبگیر در قوس، زاویه آبگیری و نسبت ارتفاع آستانه به عمق جریان تغییر داده شد. نتایج نشان داد طرح 1 منجر به کاهش 15 درصدی مقدار رسوب وارد شده به آبگیر نسبت به حالت بدون صفحه شده است، در حالیکه طرح 2 به طور متوسط کاهش 46 درصدی مقدار رسوب وارد شده به آبگیر را نسبت به حالت بدون صفحه به همراه داشته است. همچنین بیشترین ضریب پادرسوبی آبگیر مربوط به طرح 2 و در حالتی است که در آن عرض آبگیر 0.15 عرض آبراهه اصلی، موقعیت آبگیر در فاصله 0.65 زاویه مرکزی قوس از ابتدای قوس، زاویه آبگیری ◦70 و نسبت ارتفاع آستانه به عمق جریان 0.234 باشد.

کلیدواژه‌ها


Abbasi, A. and Maleknejad Yazdi, M. (2014). Effect of sill and submerged vanes on the flow containing sediment entering the lateral intakes. Journal of Irrigation and Water Engineering. 4(16), 104-116. (in Persian).
Ahmad AAli, J. and Khanjani, M. (2006). Optimization of submerged vane system for sediment control in river intakes. Journal of Agricultural Engineering Research. 7(26), 143-158. (in Persian).
Barkdoll, D., Ettema, R. and Odgaard, A. (1999). Sediment control at lateral diversions: limits and enhancement to vane use. Journal of Hydraulic Engineering, 125(8), 132-136.
Dehghani, A.A. (2006). Laboratory study of sediment control entering the lateral intakes at 180 ° bend. PhD Thesis in Hydraulic Engineering, Tarbiat Modares University. (in Persian)
Ghanavati Nasab, M., Shafaee Bajestan, M. and Hassonizadeh, H. (2006). Determining the dominant flow in a number of rivers in Khuzestan province. 7th International Seminar on River Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz. (in Persian).
Indlekoper, H., Robinson, S. Rouve. (1975). On the transport of bed load in a channel branches and regulation by inducing artificial secondary flow. 9th international congress of irrigation and drainage, Moscow.
Michelle, 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, 132(5), 440-449.
Montaseri, H. (2008). The effect of different submerged vane arrangements on the control of sediment entering the lateral intake in a 180 degree bend; PhD Thesis in Hydraulic Civil Engineering, Tarbiat Modares University. (in Persian).
Neill, C.R. and Evans, B.J. (1997). Sediment control at water intakes. Journal of Hydraulic Engineering, 123(7), 670-671.
Novak, P., Moffat, A. and Nalluri, C. (1990). Hydraulic structures, Pitman, London. 546 P.
Olsen, N.R. (2018). A three-dimensional numerical model for simulation of sediment movement in water intakes with multi block option. User's manual.
Osareh, A. and Tavakolizadeh, A.A. (2005). Investigation of Dominant Flow in Karun, Dez and Karkheh Rivers. 5th Iranian Hydraulic Conference, Shahid Bahonar University of Kerman. (in Persian)
Pirestani, M. (2004). Investigation of flow pattern and scouring at the inlet intake of curved canals; Ph.D. thesis, Islamic Azad University, Science and Research Branch. (in Persian).
Raudkivi, A.J. (1993). Sedimentation and removal of sediment from diverted water. IAHR hydraulic structures, Design Manual, 63-87.
Razvan, E. (1989). River intake and diversion dams; Elsevier science publishing company Inc, New York, NY. 10010, USA.
Rhoads, B.L. (1996). Mean structure of transport-effective flows at an asymmetrical confluence when the main stream is dominant, in Coherent Flow Structures in Open Channel Flows, edited by P.J. Ashworth et al., 491–517, John Wiley, New York.
Rostamabadi, M. (2013). Determining the appropriate conditions for diversion from the bend using a numerical model, PhD Thesis in Civil-Water Engineering, Faculty of Civil Engineering and Environment, Tarbiat Modares University. (in Persian).
Sajedi Sabegh, M. and Habibi, M. (2004). Experimental study of structural methods to increase dewatering efficiency in gravity intakes; Ministry of Jihad Agriculture, Agricultural Research and Education Organization, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute. (in Persian).
Shirali, S., Masjedi, A. and Asadi Lour, M. (2018). Inhibition of sediment to the lateral intake using submerged vanes in the river bend. Journal of Water Resources Engineering. 11, 13-22. (in Persian).
Sotiropoulos, F. and Diplas, P. (2010). Special issue on river flow hydrodynamics: physical and ecological aspects, Journal of Hydraulic Engineering, 136(12), 965-966.
Tavakili, K., Avazpour, F. and Montaseri, H. (2019). Numerical study of flow physics passing through a submerged single vane located in a bend channel and identifying its effect on dewatering. Journal of Water Resources Engineering. 12(43), 25-36. (in Persian).
Ye, J., Mccorquodale, J.A. 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.
Wang, Y., Odgaard, A.J., Melville, B.W. and Jain, S.C. (1996). Sediment control at water intakes. Journal of Hydraulic Engineering, 122(6), 353-356.
Yalin, M.S. (1992). River mechanics, Academic Press, 228 P.