بررسی آزمایشگاهی اثر شیب و زبری کف بر روی سرعت پیشانی و بدنه جریان غلیظ رسوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شهید چمران

چکیده

    رسوبگذاری در مخازن سدها از عوامل بسیار مهم کاهش عمر مفید آنها می باشد. عامل اصلی حرکت رسوبات در مخازن سد   جریان غلیظ می باشد. لذا شناخت دقیق این پدیده می تواند کمک شایانی در کنترل جریان غلیظ و افزایش عمر مفید سدها داشته باشد. در این تحقیق تأثیر همزمان زبری و شیب بستر بر روی سرعت پیشانی و بدنه جریان غلیظ مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش­ها در فلومی به طول 780 سانتی­متر، عرض 35 سانتی­متر و ارتفاع 70 سانتی­متر با چهار اندازه ارتفاع زبری (0، 5/0، 1 و 5/1 سانتی­متر) و چهار شیب (0، 5/1، 5/2 و 5/3 درصد) انجام شد. همچنین در کلیه آزمایش­ها دو غلظت 10 گرم در لیتر (                         ) و 20 گرم در لیتر () از جریان غلیظ رسوبی مورد استفاده قرار گرفت. در مجموع 32 سری آزمایش انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش ارتفاع زبری سرعت پیشانی و بدنه جریان غلیظ کاهش و با افزایش شیب افزایش می یابد. همچنین با در نظر گرفتن زبری، ضریب کولگان در برآورد سرعت پیشانی حدود 40درصد نسبت به شرایط با کف بدون زبری کاهش یافت و مقدار متوسط آن 4/0 حاصل گردید. از طرفی افزایش شیب باعث کاهش تاثیر زبری در کم کردن سرعت پیشانی و بدنه شد. در انتها با استفاده از نرم افزار Datafit معادله­هایی به منظور پیش بینی سرعت پیشانی و سرعت بدنه جریان غلیظ با در نظر گرفتن زبری و شیب ارائه گردید که میزان R2در آنها به ترتیب برابر 85/0 و 73/0 محاسبه گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of the Effect of Slope and Bed Roughness on Head and Body Velocities in Sedimentary Density Current

نویسندگان [English]

  • Mehdi Daryaee
  • SeyedMahmood Kashefipoor
  • Mehdi Ghomeshi
چکیده [English]

     Sedimentation in dam reservoirs is the most important phenomenon in reducing their useful life. One of the most important phenomenon affecting sediment movement in dam reservoirs is density current. Therefore, understanding of density or gravity current can be helpful in controlling this phenomenon and increasing the useful life of dam reservoirs. In this research the effect of the roughness and bed slope on the head and of body density current velocity has been studied. Experiments were performed in a flume with a length of 780 cm, width of 35 cm and height of 70 cm with 4 height roughness (0, 0.5, 1 and 1.5 cm), 4 bed slopes (0%, 1.5%, 2.5% and 3.5%) and with two sediment concentrations including 10 g/lit (                         ) and 20 g/lit ( ), in total 32 experiments were carried out. The results showed that the head and body velocities decreased with increasing roughness height and increased with increasing bed slope. The Keulegan coefficient for estimating head velocity results decreased about 40% in comparison with the conditions without roughness, with its mean value being obtained about 0.4. However, increasing the bed slope reduces the effect of roughness in decreasing of head and body velocity. Finally, two equations were developed using Datafit software to estimate the head and body velocities of density current as the functions of roughness and bed slopes with the determination coefficients (R2) being calculated 0.85 and 0.73, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Turbidity current
  • Longitudinal slope
  • Roughness
  • Head velocity
  • Body velocity