اثر تخلخل سرریز پلکانی همراه با گابیون بر افت انرژی سرریز و مشخصات پرش هیدرولیکی پایین دست

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد دانشگاه شهید چمران

چکیده

امروزه طراحی و اجرای بناهای بتنی، سنگی و خاکی یکی از راه‌های مناسب برای کنترل و انحراف آب رودخانه‌ها می‌باشد. سازه-های توری سنگی و مهم‌ترین آنها، سرریزهای پلکانی گابیونی به دلیل تاثیر قابل ملاحظه پله‌ها بر میزان استهلاک انرژی جریان، پایداری مناسب، اقتصادی بودن، سهولت اجرا و بالا بردن سطح اکسیژن مخلوط در آب رواج بیشتری یافته و توجه روز افزونی به آن می‌شود. هدف از این تحقیق بررسی میزان افت انرژی و مشخصات پرش هیدرولیکی و همچنین ارزیابی نقش تخلخل سرریز پلکانی همرته با بسته های گابیون بر افت انرژی می‌باشد. برای این منظور5 مدل فیزیکی شامل 3 مدل سرریز پلکانی گابیونی با سه تخلخل 35، 40 و45 درصد، یک مدل سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر و یک تندآب ساخته شد. شیب تمامی مدل‌ها ثابت و معادل 1:2 (افقی:عمودی) در نظر گرفته شده‌است. نتایج نشان می‌دهد که سرریزهای پلکانی گابیونی می‌توانند مشخصات پرش هیدرولیکی شامل اعماق مزدوج، طول پرش و طول غلتاب را نسبت به نوع نفوذ ناپذیر آن به مقدار قابل قبولی کاهش دهند. مقادیر افت نسبی انرژی در سرریزهای پلکانی گابیونی بزرگتر از سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر است. حداکثر افت انرژی مربوط به مدل پلکانی گابیونی با تخلخل 45 درصد می باشد که مقدار آن در حدود 86 درصد است که این مقدار نسبت به سرریز پلکانی نفوذ ناپذیر 8 درصد بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect stepped spillway prosity with gabion on weir energy dissipation and characteristics of downstream hydraulic jump

چکیده [English]

Nowadays design and construction of concrete, rocky and earth structures is one of the proper ways to control and divert water from rivers. Gabion structures, and the most important of them gabion stepped spillways, have become more common and taken into attention due to the considerable effect of the steps on energy dissipation of flow, appropriate stability, being economic, easy implementation and raising the mixture oxygen level of water. The aim of present study is to investigate the energy loss, the hydraulic jump characteristics and to evaluate the effect of gabion porosity installed on stepped spillway on energy dissipation. In order to achieve, five physical models were constructed including three gabion stepped spillway models with porosity of 35%, 40% and 45%, an impervious stepped spillway and a chute. The slope of all models were considered constant and equal to 1:2(vertical:horizontal). The results indicate that gabion stepped spillways are able to reduce the hydraulic jump characteristics including conjugate depths, length of the hydraulic jump and the roller jump in comparison with the impervious one to an acceptable amount. The amount of energy loss of gabion stepped spillways is higher than impervious stepped spillway. The maximum energy dissipation value is referred to the gabion stepped spillway with porosity of 45%, which was about 86% and this amount of energy loss is 8% more than the impervious stepped spillway.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy dissipation
  • Gabion stepped spillway
  • Hydraulic jump
  • Porosity