نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حسن گلیج ¹
• امیرحمزه حقی‌آبی ²
• مجتبی صانعی ³
• حجت‌الله یونسی ⁴

¹ دانشجوی دکتری سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان

² استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان

³ دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

⁴ استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، ایران

چکیده

هدف اصلی مهندسان هیدرولیک، طراحی یک آبگیر با بیشینه دبی انحرافی و کمینه رسوب ورودی به آن است. از جمله مهمترین پارامترهایی که در آبگیرهای جانبی مورد توجه قرار می­گیرد، ابعاد ناحیه گردابی در آبگیر، الگوی جریان سه بعدی، رسوبگذاری و ورود رسوب به داخل آبگیر است. در این پژوهش، با انجام مطالعه آزمایشگاهی در یک کانال U شکل، به بررسی تأثیر عدد فرود بر مقدار رسوبات ورودی به آبگیر و تعیین ناحیه گردابی در ورودی آبگیر جانبی و عرض جدایی جریان در کانال اصلی با وجود سازه­‌های آستانه، آبشکن و skimming wall 10 درجه در سه درصد آبگیری 17، 21 و 26 درصد پرداخته شد. نسبت دبی آبگیری از عوامل مهم در شکل­‌گیری ابعاد ناحیه گردابی می­‌باشد. به‌طوری که با افزایش درصد آبگیری مقدار عرض و طول ناحیه گردابی کانال آبگیر در آزمایش­های شاهد و آستانه کاهش می­یابد. اما با اضافه ­شدن سازه skimming wall 10 درجه روند تغییر متفاوت است. به‌طوری که در درصدهای پایین مقدار ابعاد ناحیه گردابی کاهش زیادی یافته، با افزایش آبگیری این ابعاد افزایش می­یابند، اما در حالت کلی استفاده توام سازه skimming wall 10 درجه با آستانه نسبت به آزمایش­‌های شاهد و آستانه مقدار ابعاد ناحیه گردابی را کاهش داده و سبب افزایش عرض مفید دبی خروجی از کانال آبگیر و کاهش ناحیه جداشدگی و تجمع رسوب در ابتدای کانال آبگیر می‌­شود. با بررسی عرض جدایی جریان در سطح آب و نزدیک بستر در کانال اصلی مشخص شد که نسبت آبگیری مهمترین عامل موثر بر این پارامتر هیدرولیکی بوده است. به‌طوری ‌که در سطح آب با افزایش درصد آبگیری مقدار این پارامتر افزایش یافته و کاربرد سازه­های skimming wall 10 درجه و آبشکن به‌خاطر ایجاد جریان گردابه­ایی و افزایش هدایت جریان سطحی باعث بیشتر شدن آن می­‌شود. اما در نزدیک بستر در آزمایش‌های شاهد و آستانه با افزایش درصد آبگیری مقدار این پارامتر افزایش می­یابد. ولی به‌کارگیری توام سازه‌های skimming wall 10 درجه و آستانه باعث کاهش مقدار عرض جدایی جریان در نزدیک بستر با افزایش درصد آبگیری شده و با اضافه شدن سازه آبشکن به دو سازه دیگر مقدار عرض جدایی جریان کاهش بیشتر می­‌یابد.

کلیدواژه‌ها

• استان خراسان رضوی
• ضریب ناش-ساتکلیف
• فرایند هیدرولوژیکی
• مخزن برف
• مخزن سطوح نفوذناپذیر

عنوان مقاله [English]

Investigation Dimensions of Separation Zone at Lateral Intake and Flow Pattern in a U Channel Bend with Presence Sill, Dike and Skimming Wall

نویسندگان [English]

• Hassan Goleij ¹
• Amirhamze Haghiabi ²
• Mojtaba Saneie ³
• Hojattallah Yonesi ⁴

¹ PhD Student, Faculty of Agriculture, University of Lorestan, Iran

² Professor, Faculty of Agriculture, University of Lorestan, Iran

³ Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

⁴ Assistant Professor, Faculty of Agriculture, University of Lorestan, Iran

چکیده [English]

The percentage of flow diversion is the major cause of the formation of dimensions of separation zone such that with increasing the percentage of flow diversion, width and length of the separation zone decreased in the basic and sill experiments. However, by adding a 10ᵒskimming wall, the changing trend is different. At low percentage of flow diversion, dimensions of the eddy area decreased significantly and it increased with increasing the percentage of flow diversion. However, in general, the simultaneous usage of a 10 degree skimming wall and sill structures compared to basic and sill experiments, dimensions of separation zone in lateral intake decreased and the useful width of outlet flow at lateral intake increased and the separation zone and sediment accumulation at the entrance of lateral channel decreased. By examining the effect of the Froude number of flow (inlet flow) on dimensions of the eddy region, this parameter did not have any significant effect on it and its low impact could be connived. By investigating the width of separation line of flow in the surface and near the bed of channel bend, it was found that the flow diversion rate was the most important factor affecting this hydraulic parameter; since, at surface level of flow with increasing flow diversion ratio, this parameter increases and due to the creation of secondary flow and the change of surface flow pattern under the influence of the simultaneous application of a 10 degree skimming and dike structures, this parameter increases more. However, near the bed, in basic and sill experiments, this parameter increases with increasing flow diversion rate. However, the simultaneous application of 10-degree skimming and sill structures, the width of separation line of flow near the bed reduces by increasing the diverted flow

کلیدواژه‌ها [English]

• Channel Bend
• Separation Zone
• Froude Number
• Lateral Intake