بررسي آزمايشگاهي تاثير سازه نيمه استوانه در افزايش ظرفيت رسوب شويي تحت فشار در مخازن سدها

Experimental Investigation of the Effect of a Semi-Cylinderical Structure on increasing Pressurized Sediment Flushing Capacity in Reservoirs of Dams

رسوب‌شويي هيدروليكي تحت فشار يكي از روش‌هاي تخليه رسوبات نهشته شده در مخازن سدها است. در اين روش با باز كردن دريچه تخليه تحتاني رسوبات ته‌نشين شده در داخل مخزن سد از مجاورت دريچه به همراه جريان خروجي از دريچه خارج مي‌شود. در اين تحقيق با انجام آزمايش‌هايي بر روي مدل فيزيكي تاثير استفاده از سازه نيمه استوانه در مقابل دريچه تخليه تحتاني بر افزايش ظرفيت رسوب شويي تحت فشار هيدروليكي در مخازن سدها مورد مطالعه قرار گرفت. سازه‌هاي نيمه استوانه مورد آزمايش سرپوشيده بوده و داراي شكافي به عرض برابر با قطر دريچه تخليه تحتاني در قسمت بالادست ديواره و مقابل دريچه تخليه تحتاني بودند. همچنين در تمامي آزمايش‌ها ارتفاع سازه 6 برابر قطر دريچه تخليه تحتاني و سطح بستر رسوبي مماس بر لبه پاييني دريچه تخليه تحتاني بود. آزمايش‌ها با 4 دبي، 3 بار آبي بالادست دريچه و 4 قطر سازه انجام شد. نتايج حاصل از انجام آزمايش‌ها نشان مي‌دهد كه استفاده از سازه نيمه استوانه مي‌تواند ظرفيت رسوب شويي را تا 10 برابر نسبت به حالت بدون سازه افزايش دهد. در بار آبي ثابت با افزايش دبي عمق مخروط رسوب شويي افزايش مي‌يابد. به ازاي مقادير ثابت دبي خروجي و قطر سازه تغييرات عمق مخروط رسوب شويي در برابر تغييرات بار آبي ناچيز بوده و تقريبا تاثيري روي اين عمق ندارد. همچنين به ازاي بار آبي ثابت براي هر دبي يك قطر مناسب وجود دارد.

Pressurized sediment flushing is one of the methods for removing deposited sediment in reservoirs of dams. In this method, by opening the bottom outlet, deposited sediment in the vicinity of the bottom outlet is flushed out. In this study by performing experiments on a physical model, the effect of a semi-cylindrical structure in front of a bottom outlet on increasing pressurized sediment flushing capacity was investigated. The Semi-cylinderical structure used in the experimnts was closed at the upper side and had an opening width equal to the bottom outlet diameter at the upstream. Also in the all experiments the height of the structure was six times greather than the bottom outlet diameter and the level of the sediment layer was tangent to the bottom outlet. The experiments were conducted with four different discharges released from the bottom outlet, three water depths above the bottom outlet and four diameters of the semi-cylinderical structure. The results of the Experiments indicated that using a semi-cylinderical structure can increase sediment flushing capacity up to 10 times in contrast to nonstructured case. For a fixed depth of water, an increase in outflow discharge increased scour cone depth. Also for a fixed amount of outflow discharge and structure diameter, changes in water depth had almost no effect on scour cone depth. Also the results indicated that at a constant water level for each outflow discharge there was a proper diameter for the semi-cylinderical structure.