بررسي مشخصات پرش هيدروليكي حوضچه آرامش با بستر ريپل در قرارگيري‌هاي مختلف

سابقه و هدف: در پايين دست سازه‌هاي كنترل شيب در مهندسي آبخيزداري نياز به ايجاد پرش هيدروليكي براي استهلاك انرژي اضافي براي جلوگيري از تخريب سازه ضروري است. حوضچه‌هاي آرامش از نوع پرش هيدروليكي با بستر زبر جهت افزايش ميزان افت انرژي و كاهش طول پرش هيدروليكي مي تواند به صرفه اقتصادي در امور آبخيزداري منجر گردد. در تحقيق حاضر يك نوع جديدي از زبري، كه مشابه ظاهر فرم بستر ريپل در رودخانه هاي آبرفتي مي باشد، جهت كاهش طول پرش هيدروليكي و افزايش افت انرژي مورد استفاده قرار گرفت.مواد و روشها: آزمايش‌هاي اين تحقيق در فلوم مستطيلي به عرض، ارتفاع و طول به ترتيب 0.3 ، 0.4 و 12 متر انجام شد. پنج آرايش مختلف از فرم بستر به همراه فرم بستر شاهد در پنج عدد فرود مختلف از 3.5 تا 5.5 انجام شد. يك سرريز از نوع Ogee به ارتفاع 32 سانتي متر در فاصله 3 متري پايين دست ورودي فلوم جهت ايجاد پرش هيدروليكي نصب شد و حداقل عمق جريان بر روي تاج سرريز بيش از 3 سانتي متر تنظيم شد تا از اثر كشش سطحي جلوگيري شود. در طول آزمايش، پروفيل هاي سطح آب در محل پرش هيدروليكي توسط يك عمق سنج با دقت 1± ميلي متر اندازه‌گيري شد. طي آزمايش، عكس‌هاي ديجيتالي نيز گرفته شد و داده‌هاي مورد نياز با ديجيتايز كردن اين عكس‌ها استخراج شد. ميانگين عمق جريان اندازه‌گيري شده و استخراج شده از عكس ها در تجزيه و تحليل براي كاهش خطا استفاده شد. طول غلطابي، طول پرش و نيمرخ سطح آب در هر آزمايش اندازه‌گيري شد و سه بار تكرار شد. اين طول ها نيز از عكس ها استخراج شده و از مقادير ميانگين در آناليز استفاده شده است.نتايج و بحث: نتايج بررسي تغيير نسبت اعماق مزدوج نشان داد كه با تغيير چيدمان فرم بستر از تيپ 1 الي تيپ 4 تحقيق حاضر، نسبت اعماق مزدوج پرش هيدروليكي كاهش مي‌يابد. اين تغيير به گونه اي است كه در فرم بستر نوع 4 در مقايسه با فرم بستر شاهد حداكثر به ميزان 10.2 درصد كاهش مشاهده شد. بررسي تغيير افت انرژي نسبي نيز نشان داد با تغيير چيدمان فرم بستر مشابه روند فوق، افت انرژي نسبي افزايش مي يابد و در فرم بستر نوع 4 نيز در مقايسه با فرم بستر شاهد حداكثر به ميزان 23 درصد افزايش افت انرژي مشاهده شد. در بررسي طول نسبي پرش هيدروليكي و همچنين طول نسبي غلطابي مشاهده شد با تغيير فرم بستر از نوع 1 الي نوع 4 تحقيق حاضر، طول نسبي پرش هيدروليكي و طول نسبي غلطابي كاهش يافتند و در فرم بستر نوع 4 به ترتيب حداكثر به ميزان 32 و 34 درصد، در مقايسه با بستر صاف، كاهش يافتند.