بررسی استهلاک انرژی در سرریزهای پلکانی گابیونی و مشخصات پرش هیدرولیکی پایین دست

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو

2 استاد دانشگاه شهید چمران

چکیده

در سال‌های اخیر سازه‌های توری‌سنگی به دلیل سهولت اجرا، دسترسی آسان، دوام و اقتصادی بودن به صورت گسترده جهت استهلاک انرژی اضافی سیستم بخصوص در آبراهه های فرسایش پذیر مورد استفاده قرار گرفته‌اند. سرریزهای پلکانی توری سنگی(گابیونی)، بیشتر در مسیر رودخانه‌ها جهت حفاظت از بستر رودخانه‌ها و آبراهه های فرسایش پذیر به کار گرفته شده اند. این سرریزها به لحاظ کارایی مناسب در استهلاک انرژی جریان، با عبور دو جریان روگذر و درونگذر بیشتر مورد توجه طراحان قرار گرفته اند. بررسی اثر تعداد پلکان سرریزهای پلکانی گابیونی در تغییر شرایط جریان و در نتیجه بر استهلاک انرژی و بررسی مشخصات پرش هیدرولیکی در پنجه این سرریزها از اهداف این پژوهش می‌باشد. برای این منظور 6 مدل فیزیکی با سه تعداد پلکان 4، 6 و 8 و شیب ثابت 1:2 (افقی : عمودی) ساخته شد. نتایج نشان می‌دهد که سرریز پلکانی همراه با سبدهای گابیون استهلاک انرژی بیشتری نسبت به نوع بدون گابیون آن دارد که این افزایش تا 13 درصد نسبت به سرریز پلکانی و تا 1/72 درصد نسبت به شوت ساده می‌باشد. همچنین با کاهش تعداد پلکان مشروط به تشکیل جریان ریزشی افت نسبی انرژی افزایش می‌یابد و به طور کلی سرریز 4 پله حداکثر میزان افت انرژی و حداکثر درصد کاهش طول پرش هیدرولیکی (55درصد) را در محدوده آزمایش‌های این تحقیق داراست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation the Energy Dissipation on Gabion Stepped Weirs and Downstream Hydraulic Jump Characteristics.

چکیده [English]

In recent years due to the simplicity construction, easy availability, durability and being economic, gabion structures have been widely used for excess energy dissipation in special for erodible channels. Gabion stepped weirs are mostly constructed to protect river beds and erodible waterways. These weirs due to proper capability in energy dissipation by the mixture of through and over flow, have been noticed by the designers. The effect of number of steps in gabion stepped weirs on the flow conditions and as a result on energy dissipation and verifying the characteristics of hydraulic jump in toe of these weirs are the main aims of this study. In order to investigate this effectiveness, 6 physical models with 3 different number of steps; 4, 6 and 8 with fixed slope of 1:2 (Vertical : Horizontal)were individually built for each series of experiments. The results show that the stepped weirs with gabion baskets have more energy dissipation in comparison to those without gabion baskets. Also, by reducing the number of steps, if nape flow is formed, relative energy dissipation would be increased. Results of above mentioned facts will prove that generally, weir of 4 stepped has the maximum, energy loss in the range of the experiments of this research study.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy dissipation
  • Gabion stepped weirs
  • Number of steps
  • Hydraulic jumps