نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، سازه‌های آبی، دانشگاه شهید چمران اهواز. ایران

2 استادیار دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران (SCU)، اهواز. ایران

چکیده

از آنجا که یکی از کاربردهای سرریزهای کلیدپیانویی استفاده از آنها در کانال‌های آبیاری و زهکشی می‌باشد و البته این امکان وجود دارد که به جهت توان تخلیه‌ی بالای جریان، در فصول کم آبی سطح آب با کاهش شدید روبه رو شود؛ لذا با ساخت پاراپت‌وال‌هایی با توانایی تغییر شیب می‌توان این امکان را برای سرریز به وجود آورد که بتواند سطح آب در بالادست خود را در صورت کاهش دبی در یک حدّ مشخصی ثابت نگه دارد. در پژوهش حاضر با بررسی پارامترهای مهّم و تاثیرگذار بر میزان تخلیه‌ی جریان از جمله نسبت P/Wu(ارتفاع سرریز، P، به عرض یک سیکل، Wu=Wi+Wo+2Ts)، که دارای اهمیت زیادی در کاربرد پاراپت‌وال در سرریزهای کلیدپیانویی می‌باشد، اثر شیب‌دار شدن آن مورد بررسی قرار گرفت و سپس با اصلاح معادله‌ی عمومی سرریزها و تحلیل ابعادی، به ارائه‌ی رابطه‌ای برای برآورد ضریب دبی پرداخته خواهد شد. بدین منظور پاراپت‌وال با سه زاویه‌ی 3، 5/5 و 8 درجه در جهت جریان (مثبت) و نیز در خلاف آن (منفی)، بر روی دو سرریز کلیدپیانویی با نسبت‌های 33/1P/Wu= (مدل یک) و 50/0P/Wu= (مدل دو) احداث شد. آزمایش‌ها بر روی یک فلوم آزمایشگاهی با عرض 80 سانتی‌متر، طول 10 متر و ارتفاع 60 سانتی‌متر انجام شد. نتایج نشان داد که مدل یک با زاویه‌ی منفی 3 درجه توانایی بیشتری در تخلیه‌ی جریان نسبت به سرریز اوجی(تقریباً در حدود 4/2 برابر) را دارا می‌باشد. همچنین رابطه‌ی به دست آمده برای ضریب دبی (در حالت پاراپت‌وال شیب‌دار)، دارای ضریب تعیین برابر 978/0 و شاخص‌های آماری خطای ریشه مربعات میانگین نرمال شده و مربعات وزنی خطا برای رابطه‌ی مذکور به ترتیب برابر 0214/0 و 018/0 به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Piano key weir with sloped parapet wall

نویسندگان [English]

  • Ali Reza Afzalian 1
  • Javad Ahadiyan 2

چکیده [English]

Since the one of the application of piano keys weir is use in irrigation and drainage network, and it is possible that with decrease of discharge, the water level during dehydration is faced with a drastic reduction. Therefore, by creating Parapet wall with the ability to change slope, can be allowed to weir, that any decrease in discharge, keep the water level at a certain level. In the present study, the important parameters affecting the discharge rate including of P/Wu, (weir height, P, to within one cycle width, Wu=Wi+Wo+2Ts) and sloped parapet wall were investigated.  Then the equations of discharge coefficient with modifying the general equation weirs and dimensional analysis were obtained. To achieve these purposes, the parapet walls were built at three angles 3, 5.5 and 8 degrees in the direction of flow (positive) and the opposite (negative), on two piano key weirs, with ratios of P/Wu=1.33 (Model 1) and P/Wu=0.5 (model 2).The experiments have been carried out on a experimental flume with a width of 80cm, length 10m and a height of 60cm. The results showed that the model 1 with negative slope of 3 degrees can discharge more than the ogee weir (approximately 2.4 times). In addition, the derived relationship for the discharge coefficient (sloped parapet wall) had R2 equal to 0.978 and statistical indicators NRMSE and WQD equal to 0.0214 and 0.018, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sloped parapet wall
  • Ogee weirs
  • Labyrinth weirs
  • Piano key weirs