معرفي روش جديد جداساز رسوب بندمانند در كاهش رسوبگذاري مخازن سدها

Introducing a New Dam-Type Sediment Excluder Method at Dam Reservoirs for Sediment Mitigation

در این مقاله روشی جدید برای كاهش مسأله رسوبگذاری مخازن معرفی می‏شود و كارایی آن بررسی می‌شود. این روش شامل سازه‏ای خودپالا با عملكرد دائمی است كه شبیه بند كوتاه بوده و در عرض رودخانه منتهی به سد احداث می‏شود. سازه ارائه شده، با نام جداساز رسوب بندمانند، رسوبات معلق جریان آب رودخانه‏ها در بالادست مخازن سدها را توسط یك بازشدگی (دریچه) میانی جدا می‏كند و مانع ورود آن به مخزن می‏شود. در این تحقیق، با استفاده از آزمایش‌های آزمایشگاهی، عملكرد روش جداساز رسوب معرفی شده در سه دبی ورودی، سه ارتفاع نسبی بازشدگی میانی و سه نسبت دبی خروجی به ورودی1/0، 2/0 و 3/0 بررسی شد. نتایج نشان داد؛ 1) افزایش ارتفاع بازشدگی میانی موجب افزایش عملكرد مدل می‏شود، 2) با افزایش نسبت دبی خروجی به ورودی، عملكرد مدل افزایش می‏یابد، اما از غلظت جریان خروجی كاسته می‏شود. از این‏رو، بین سه نسبت دبی، نسبت دبی 2/0 نسبت دبی بهینه است، زیرا ضمن عملكرد مناسب، دارای اتلاف آب 20 درصد می‏باشد، 3) حداكثر كارایی روش معرفی شده حدود 40 درصد است و عملكرد متوسط روش برای نسبت دبی2/0 حدود 26 درصد است. بنابراین، روش جدید جداساز رسوب بندمانند در مقایسه با روش‏های رایج كاهش مسأله رسوبگذاری مخازن، مانند رهاسازی جریان گل‏آلود كه دارای عملكرد غالب 20 درصد است، كارایی مؤثری دارد.

In this paper a new method for mitigation of dam reservoirs sedimentation is introduced and its performance is evaluated. This method includes a self-cleaning and permanent function structure resembling a short dam built across the rivers discharging into the dam reservoir. This structure, called Dam-Type Sediment Excluder (DTSE), extracts suspended sediment from flows upstream of reservoir through a middle opening (gate) and prevents entrance of sediments into the reservoir. In this study, using laboratory experiments, the efficiency of the proposed DTSE method was examined under three ratios input discharges, three middle opening relative heights and the output (bypass) to input flow rates of 0.1, 0.2 and 0.3. The results showed that: 1) the efficiency of the DTSE increased with increase of middle opening height, 2) increase of bypass flow ratio affects the model efficiency and sediment concentration of bypass flow in a positive and negative manner, respectively. Therefore, between three flow ratios, bypass flow ratio of 0.2 is the optimum one, due to the water loss of 20% and proper efficiency, 3) the maximum extraction efficiency of the model was found to be about 40% while the average optimal efficiency, for bypass flow ratio of 0.2, was about 26%. Therefore, the new DTSE method could be introduced as an effective method for sediment mitigation, in comparison to other reservoirs sedimentation mitigation methods such as density current venting with only 20% efficiency.