بررسي آزمايشگاهي تاثير بازشدگي تك دريچه مايتر بر حجم و عمق آب شستگي بستر رودخانه (مطالعه موردي؛ دريچه كشتيراني بهمن شير)

سابقه و هدف: دريچه كشتيراني از نوع مايتر در مسير رودخانه و شرايط عبور جريان از دريچه در حال حركت (باز و بسته شدن دريچه) پيچيدگي خاصي دارد كه بررسي تاثير آن بر آبشستگي بستر پايين دست دريچه را ضروري مي نمايد. تحقيق حاضر بر روي دريچه مايتر (در حالت بازشدگي تك دريچه) انجام شده و به بررسي آزمايشگاهي تاثير سرعت بازشدگي تك دريچه مايتر بر حجم و عمق آبشستگي بستر رودخانه (مطالعه موردي؛ دريچه كشتيراني بهمنشير) پرداخته است.تيموتي لاود (2012) با استفاده از مدل فيزيكي اقدام به بررسي وضعيت آبشستگي در بالادست سد شماره 24 رودخانه مي سي سي پي نمود. نتايج تحقيق نشان داد كه حفره هاي متعددي تشكيل شده كه عميق ترين آن حدود 1.22 متر عمق دارد. مواد و روشها: براساس امكانات و شرايط آزمايشگاهي و اصل تشابه سازي، اقدام به ساخت يك مدل فيزيكي با مقياس 1:20 (LR=20) شد. مدل‌ فيزيكي دريچه مايتر در داخل يك فلوم مستطيلي به طول 6 متر، عرض 1.30 متر و عمق 0.5 متر قرار داده شد. عمق رسوبات از محل دريچه تا انتها (بطول 3 متر) به عمق 20 سانتيمتر بود و در بالادست دريچه مايتر هيچگونه رسوباتي در نظر گرفته نشد. ذرات رسوبي از محل رودخانه بهمنشير تامين شد كه قطر متوسط (D50) آنها توسط آزمايشگاه ژئوتكنيك و برابر 0.25 ميليمتر (D50=0.25 mm) تعيين گرديد؛ جنس ذرات رسوبي از نوع ماسه بود. جريان به آرامي و با دبي كم وارد كانال شده و بار هيدروليكي مورد نظر در دو طرف دريچه (بالادست و پايين دست دريچه) تنظيم و كنترل مي گرديد و در نهايت جريان پس از عبور از دريچه و محدوده قفل آبي از طريق كانال پائين دست وارد مخزن پمپاژ شده و دوباره به چرخه باز مي گشت. دريچه مايتر با عبور نسبت هاي دبي مختلف و نيز سرعت هاي بازشدگي مختلف در شرايطي كه يك دريچه آن باز شد مورد آزمايش قرار گرفت و پس از پايان آزمايش با استفاده از متر ليزري اقدام به قرائت داده هاي رقوم بستر فلوم (فرسايش و رسوبگذاري) گرديد كه مقادير آن بصورت حجمي و ارتفاعي محاسبه شد. يافته ها: با توجه به نتايج حاصل از آناليز ابعادي به روش باكينگهام، آزمايشات متعددي براي تعيين تاثير پارامترهايي همچون نسبت سرعت بازشدگي دريچه (نسبت سرعت بازشدگي مدل نسبت به پروتوتايپ) (2 ، 2.4 و 3) و نسبت دبي هاي مختلف جريان (نسبت دبي جريان به دبي حداكثر مدل) (0.5، 0.75 و 1) و نسبت اختلاف بار هيدروليكي قبل و بعد از دريچه بر حجم و عمق آبشستگي در طول فلوم انجام گرديد كه نتايج تحقيق در قالب رسم نمودارهاي حجم آبشستگي در مقابل نسبت دبي جريان و نسبت سرعت بازشدگي ارائه شد.نتيجه گيري: نتايج بررسي تاثير نسبت سرعت بازشدگي دريچه مايتر بر حجم و عمق آبشستگي نشان داد بطور كلي با افزايش سرعت باز شدگي دريچه حجم آبشستگي افزايش و عمق آن كاهش يافت كه به دليل تمركز جريان به مدت زمان بيشتر در حالت سرعت كمتر باز شدگي بود و باعث فرسايش عمقي بيشتر نسبت به حالت بازنمودن دريچه با سرعت بيشتر شد. نتايج نشان داد با افزايش سرعت باز شدگي دريچه حجم فرسايش تا 17.3 درصد افزايش يافت همچنين با افزايش سرعت بازشدگي دريچه عمق فرسايش تا 23 درصد كاهش نشان داد. لازم به ذكر است با افزايش دبي هم عمق و هم حجم چاله فرسايش افزايش يافت عمق فرسايش تا 18 درصد و حجم چاله تا 17 درصد افزايش نشان داد. در خصوص بار هيدروليكي نيز نتايج نشان داد با افزايش بار هيدروليكي عمق فرسايش تا 42 درصد افزايش و حجم آبشستگي نيز تا 85 درصد افزايش يافت.