پديد آورندگان :
مهتابي، قربان دانشگاه زنجان - گروه مهندسي آب , كريمي - سمانه دانشگاه زنجان - گروه مهندسي آب , محمديون، مژده دانشگاه زنجان - گروه مهندسي آب
كليدواژه :
آراﯾﺶ ﺷﻌﺎعي , ارﺗﻔﺎع , ﺗﻌﺪاد ردﯾﻒ , ﺻﻔﺤﺎت ﻣﺴﺘﻐﺮق , رﺳﻮب
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: يكي از روش‌هاي مرسوم در تخليه رسوب مخازن سدها، رسوب‌شويي تجت فشار مي‌باشد. در اين روش رسوباتي كه در مخزن ته‌نشين شده‌اند، به‌وسيله دريچه تحتاني سد و تحت فشار آب از مخزن تخليه مي‌شوند. براي افزايش عملكرد رسوب‌شويي تحت فشار، تلاش مي‌شود سطح آب مخزن تا ارتفاع حداقل بهره‌برداري پايين آورده شود. همچنين در تحقيقات پيشين، عملكرد روش‌هاي هيدورليكي و سازه‌اي مختلفي در جهت افزايش رسوب‌شويي تحت فشار ارزيابي شده است. همواره محققين تلاش كرده‌اند با شناخت فرايند رسوب‌شويي مخزن و پارامترهاي موثر بر آن، راه‌كارهاي اجرايي موثري كه بتواند عملكرد رسوب‌شويي را افزايش دهد، پيشنهاد نمايند. هدف اين تحقيق مطالعه آزمايشگاهي تاثير تعداد رديف، ارتفاع و آرايش صفحات مستغرق در تشديد رسوب‌شويي مخزن مي‌باشد.
مواد و روش‌ها: براي انجام آزمايش‌هاي اين تحقيق، از يك مدل فيزيكي شامل مخزن رسوب، حوضچه ته‌نشيني رسوبات و مخزن تأمين آب استفاده گرديد. در اين تحقيق، صفحات با دو ارتفاع HV/D>1 و HV/D<1؛ (Hvارتفاع صفحات و D قطر دريچه) و تعداد رديف مختلف (يك، دو و سه رديف) در مقابل تخليه كننده تحتاني نصب شدند. در آزمايش‌ها علاوه بر آرايش موازي، عملكرد رسوب‌شويي نوع جديدي از آرايش صفحات تحت عنوان آرايش شعاعي در سه عمق مختلف آب مخزن (سانتي‌متر 40 ، 30 ، 20= HW ) بررسي گرديد. رسوبات بستر از جنس ماسه شسته شده با قطر متوسط 0/51 ميلي‌متر بودند. آزمايش‌ها با دبي ثابت 2 ليتر برثانيه به مدت يك ساعت انجام مي گرفت و در انتهاي هر آزمايش رسوبات تخليه شده توزين مي‌شدند.
يافته‌ها: نتايج نشان داد، در آرايش موازي با كاهش تعداد رديف صفحات، موازي عملكرد رسوب‌شويي افزايش يافت به طوري‌كه صفحات يك رديفه (دوتايي) با با ارتفاع نسبي 0/5 و 2=HV/D به ترتيب با 173 و 231 درصد افزايش نسبت به مدل شاهد، داراي بهترين عملكرد رسوب‌شويي بودند. همچنين صفحات موازي با ارتفاع نسبي 2=HV/D نسبت به صفحات با ارتفاع نسبي 0/5=HV/D عملكرد رسوب‌شويي بهتري داشتند. آرايش شعاعي صفحات، عملكرد رسوب‌شويي مخزن را به طور موثري افزايش داد؛ به‌طوري‌كه رسوب‌شويي در صفحات با ارتفاع 2/5 و 10 سانتي‌متري نسبت به مدل شاهد به ترتيب در حدود 11/33 و 4/1 برابر افزايش يافت. در آرايش شعاعي صفحات با ارتفاع نسبي 2=HV/D، به علت تمركز جريان ورودي دريچه در پشت صفحات جانبي، عملكرد رسوب‌شويي اين صفحات نسبت به صفحات با ارتفاع نسبي 0/5=HV/D كمتر بود.
نتيجه‌گيري: آرايش شعاعي صفحات مستغرق توانست رسوب‌شويي را تشديد نمايد (خصوصا با افزايش عمق آب مخزن). اين شرايط يك مزيت نسبي براي اجراي رسوب‌شويي است، يعني اين عمليات در حالت مخزن پر راندمان بالايي داشته و نيازي به پايين آوردن سطح آب مخزن نيست.
چكيده لاتين :
Background and objectives: Pressurized flushing is one of the common methods in sediment flushing of dam reservoirs. In this method, sediments settled in the reservoir are released out of the dam together with water flow using the bottom outlet. For increasing the performance of pressurized flushing, it is attempted to fall down water level to minimum height of operation. Also, in the previous researches, the performance of different hydraulic and structural methods was evaluated in order to increase the pressurized flushing. Researchers have always tried to recognize the process of flushing and effective parameters and therefore, propose efficient procedures to increase the performance of flushing. Aim of this study is to investigate experimentally the effect of the number of rows, height and arrangement of submerged vanes in the enhancement of flushing reservoir.
Materials and methods: To carry out the experiments of this research, a physical model including sediment reservoir, settling basins and water supplied tank was used. Submerged vanes were set up in front of bottom outlet with two heights (HV/D>1 HV/D<1) and different number of rows (one, two, three rows). In tests, in addition to the parallel arrangement, the flushing performance of new type of submerged vanes arrangement as titled radial arrangement was investigated in three depth of water level (HW=20, 30, 40 cm). Sediment particles was made of sand washed with 0.51 mm diameter. The tests were run with constant discharge equal to 2L/s for an hour and at the end of each experiment, weight of flushed sediment was determined.
Results: Results showed that with decreasing the raw number of vanes in parallel arrangement, the performance of sediment flushing was increased. On the other hand, one-raw submerged vanes (double vanes) with relative height HV/D=0.5 and 2 have the best flushing performance with 173 and 231 percentages respectively compared with control model. Also, submerged vanes with relative height HV/D=2 have better performance than ones with relative height HV/D=0.5. The radial arrangement of vanes increased effectively the flushing performance. So that the flushing performance of submerged vanes relative height HV/D=0.5 and 2 increased about 11.33 and 4.1 times compared with the control model. In the radial arrangement, the flushing performance of vanes with relative height HV/D= 2 were less than ones with relative height HV/D=0.5 because of focusing the approaching inflow on the back of the side vanes.
Conclusion: Radial arrangement could increase the flushing intensity (especially with increasing the water depth of reservoirs). This condition is a relative advantage for flushing. In the other words, the flushing operation has more efficiency in the full condition of dam reservoirs and it is not necessary to fall down the water level of reservoir.
