بررسي آزمايشگاهي تاثير آرايش موانع نفوذپذير و شيب بستر بر مشخصه‌هاي هيدروليكي جريان غليظ

Experimental Study on the effect of permeable obstacles arrangement and bed slope on Hydraulic characteristics of Density Current

ورود جريان هاي غليظ به مخازن سدها باعث كاهش عمر مفيد سد و كم شدن يا حتي از بين رفتن حجم تنظيم آب و از دست رفتن سود ناشي از كنترل سيلاب و توليد برق مي شود. يكي از روش هاي كنترل جريان غليظ ايجاد موانع قبل از مخزن اصلي سد است. در اين پژوهش تأثير سه شيب بستر و آرايش موانع نفوذپذير با شش نوع چيدمان مختلف بر ارتفاع پيشاني، سرعت پيشروي و عدد فرود دنسيومتريك جريان غليظ موردبررسي قرار گرفته است. آزمايش ها در كانالي به طول 10 متر و در سه شيب ۰ ، 1 و 2 درصد با آرايش همگراهاي مشابه، واگراهاي مشابه، موازي، z شكل، زيگزاگ و شطرنجي در دو غلظت 40 و ۸۰ گرم بر ليتر انجام شد. طبق نتايج به ترتيب آرايش همگراهاي مشابه، شطرنجي، واگراهاي مشابه، زيگزاگ، موازي و Z شكل بيشترين تأثير را بر مشخصه هاي هيدروليكي جريان غليظ داشته است. تأثير آرايش هاي مختلف موانع بر مشخصه هاي هيدروليكي جريان غليظ در بستر بدون شيب بيشتر از بستر شيب دار است. همچنين تأثير آرايش موانع در محدوده جريان بحراني به شدت كاهش مي يابد. بيشترين تأثير موانع در بستر بدون شيب مربوط به آرايش همگراهاي مشابه بوده كه عدد فرود دنسيومتريك را 65 درصد كاهش داده است. مقدار تأثير اين آرايش در بستر با شيب 2 درصد به 19 درصد رسيده است. كمترين تأثير آرايش موانع مربوط به آرايش z شكل مي باشد. در اين آرايش كاهش عدد فرود دنسيومتريك در بستر بدون شيب 50 درصد بوده است. اين مقدار با افزايش شيب بستر از 2 درصد به 16 درصد رسيده است.

Entry of density current into dams' reservoirs leads to reduce the useful life of the dam and reduce or even eliminate the volume of water regulation and the loss of profits from flood control and power generation. One of the methods for controlling density current is the creation of barriers before the main reservoir of the dam. In this study, the effect of three bed slopes and arrangement of permeable barriers with six different types of layout on front height, forward velocity and Densitometric Froude number of high concentrations has been investigated. Experiments were performed in a channel of 10 meters in length and in three slopes of zero, one and two percent with similar convergent arrangement, similar divergent, parallel, z-shaped, Zigzags and checkered at two concentrations of 40 and 80 g / l, respectively. According to the results, the arrangement of similar convergent, checkered, similar divergent, zigzag, parallel and Z-shaped had the most effect on the hydraulic flow characteristics of the density current. The effect of different arrangement of the barriers on the hydraulic characteristics of the density current in a bed without sloping is more than the sloping bed, and also the effect of the arrangement of barriers in the critical current range is greatly reduced. The slightest effect of the obstacles on the bed without sloping is due to the similar convergent arrangement, which has reduced the Densitometric Froude number by 65%, and the effect of this arrangement on the sloping bed (the slop is 2%) has reached to 19% .The least effect of the arrangement is related to the barriers of the z-shaped arrangement. In this arrangement, the decrease in the Densitometric Froude number in the bed without sloping has been 50%, and this value with an increase in the bed slope (by 2%) has reached to 16%.