تحليل و بررسي استفاده از بلوك بر عملكرد حوضچه‌هاي آرامش

Analysis and Assessment of Installing Blocks on Performance of Stilling Basins

مطالعه حاضر به بررسي ميزان استهلاك انرژي و آبشستگي پايين دست حوضچه در حضور بلوك و عدم حضور آن و معرفي حوضچه بهينه در شرايط مختلف پرداخته است. در اين تحقيق تلاش شده است نگاهي جامع به موضوع بلوك در حوضچه هاي آرامش شود و زواياي مختلف تاثير آن در استهلاك انرژي و همچنين آبشستگي پايين دست حوضچه مورد بررسي و تحليل قرار گيرد. نتايج محققيني كه در دهه اخير بر روي استهلاك انرژي در حوضچه‌هاي آرامش كار كرده‌اند گردآوري شده و در دو گروه دسته بندي گرديده است. در گروه اول از بلوك و موانع استفاده نشده و تاثير تغيير شرايط هندسي حوضچه بر استهلاك انرژي و آبشستگي پايين دست معيار ارزيابي قرار گرفته است. در گروه دوم، با استفاده از بلوك‌هاي مختلف در طول حوضچه، ميزان استهلاك انرژي و آبشستگي پايين دست مشخص گرديده است. بررسي داده‌هاي موجود نشان مي‌دهد با توجه به هندسه حوضچه آرامش و نحوه چينش بلوك و عدد فرود، استفاده از بلوك مي‌تواند به طور ميانگين 15% موجب افزايش استهلاك انرژي گردد. با افزايش عدد فرود عمق ثانويه نيز افزايش مي‌يابد، همچنين استفاده از سطح زبر موجب كاهش عمق ثانويه بين 18% تا 37% نسبت به سطح صاف مي‌گردد. استفاده از سطح زبر مي‌تواند 27% تا 67% موجب كاهش طول پرش هيدروليكي گردد. همچنين استفاده از بلوك در حوضچه موجب كاهش پارامتر آبشستگي نسبت به حالت استاندارد USBR مي‌گردد. همچنين استفاده از بلوك در حوضچه آرامش موجب افزايش عدد عملكرد در مقايسه حالت بدون بلوك مي‌گردد.

One of the most frequently encountered cases of rapid varied flow is the hydraulic jump. Stilling basins are used to dissipate the excess kinetic energy of flow to ensure the safety of overflow spillway, chutes, sluices, pipe outlets, etc. In this study the topic of block in stilling basins is investigated using a general approach and its effect on energy dissipation and downstream scouring are analyzed. In the present research, the energy dissipation and scouring phenomenon were studied in different hydraulic and geometric conditions. Moreover, the present paper was focused on the effect of presence of blocks as an effective parameter on energy dissipation on stilling basin performance. To analyze and assessthe formed hydraulic jump in the stilling basins, the experimental data of many recent researches were achieved and compared. It was concluded that presence of blocks has significant effect on energy dissipation from 1% to 34%. It is also shown that with increasing the Fr Number, the secondary depth increases and using a rough bed causes the secondary depth to reduce between 18% and 37% in comparison with smooth one. Moreover, installing a rough bed also reduced the length of hydraulic jump between 27% and 67%. Using block in the stilling basins reduces the scouring depth from the USBR standard recommendation. Finally, it was concluded that using blocks increased the efficiency of the stilling basin performance.