نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سعید گوهری ¹
• سیدعلی ایوب زاده ²
• مسعود قدسیان ³
• سیدعلی اکبر صالحی نیشابوری ³

¹ استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه بوعلی سینا

² دانشیار گروه مهندسی سازه‌های آبی دانشگاه تربیت مدرس

³ استاد گروه مهندسی عمران دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

جریان عبوری از آبگیرها و تقاطع کانال­ها کاملاً آشفته و سه بعدی است.  جریان رسوب در داخل کانال اصلی و شکل فرم بستر تحت تأثیر الگوی جریان در دهانه آبگیر است.  در این تحقیق به طور همزمان از دو سازه آبشکن و صفحات مستغرق در جلوی آبگیر استفاده شده است.  ورود رسوب به آبگیر و الگوی جریان در اطراف آن، با وجود صفحات مستغرق و آبشکن در ساحل مقابل آبگیر، مطالعه شده است.  قسمت عمدة جریان وارد شده به آبگیر از لایه‌های پایینی جریان در کانال اصلی تأمین می­شود که دارای غلظت بیشتری از رسوبات است.  صفحات با ایجاد جریان چرخشی و دور کردن رسوبات از دهانه آبگیر باعث کاهش حجم رسوبات ورودی به آبگیر می‌شود.  ابعاد، تعداد، و آرایش صفحات بر اساس آنچه توصیه شده است در طراحی به کار گرفته شده است.  به منظور هدایت جریان به سمت آبگیر و افزایش کارآیی صفحات، از آبشکن در ضلع مقابل آبگیر استفاده شده است.  موقعیت سازة آبشکن، زاویة قرارگیری آن نسبت به جریان و طول آن در آزمایش‌های کنترل رسوب بهینه تشخیص داده شده است.  الگوی جریان برای سه نسبت انحرافی 13، 18و 24 درصد بررسی شده است.  طول آبشکن به کار رفته در الگوی جریان(L_D/B)  25/0، فاصله آبشکن از مقابل آبگیر، (L_I/b) 2، و زاویة آن با جریان در کانال اصلی 45 درجه بوده است.  عمق جریان با عمق‌سنج نقطه‌ای و سرعت جریان با سرعت‌سنج صوتی برداشت شده است.  پس از رسیدن بستر به تعادل دینامیکی، بستر کانال اصلی با روش‌های مناسب صلب شده است به طوری که امکان حرکت رسوبات پس از برقراری جریان وجود نداشته باشد.  سرعت سه بعدی جریان در 5 نقطه از عمق اندازه‌گیری شده است.  طول ناحیة جدایی جریان در داخل آبگیر با افزایش دبی انحرافی به آبگیر کاهش پیدا می‌کند.  با نصب آبشکن در مقابل آبگیر، عرض خط جدایی جریان در کف کاهش و در سطح افزایش می­یابد که با این عمل، ناحیة تحت تأثیر آبگیر در کف کاهش یافته و مقدار ورود رسوبات به آبگیر کاهش می­یابد.

20.1001.1.26454531.1389.11.4.1.6

عنوان مقاله [English]

Flow Pattern at Lateral Intake Using a Spur Dike and Submerged Vanes

چکیده [English]

Flow passing through lateral intakes and channel junctions is turbulent. Sediment flow and bed forms are
affected by these flow patterns and vice versa. In this research, a laboratory study was carried out to
explore a possible method for sediment control for a set of submerged vanes and a single spur dike
simultaneously. Since a larger portion of the near-bed flow was diverted, the intake received a relatively
large amount of bed load material; thus, appropriate and reliable methods were needed to minimize the
amount of diverted sediment materials into the intake channel. The submerged vane creates a tip vortex and
then the helical flow downstream reduces movement of bed sediment into the diversion. In this study, the
optimum dimension, number and array of vanes were selected as determined by the regular design method.
To guide flow into the diversion and increase vane performance, a single spur dike was utilized at the
opposite side of the intake channel. The location, length and angle of the spur dike were optimized using
the results of previous testing. The flow patterns for three diversion ratios (13%, 18%, and 24%) and a 25
cm spur dike positioned 80 cm from the intake at a 45° angle. The flow depth was measured using a point
gauge and three dimensional velocities (u, v, w) at five levels above the bed as measured by ADV. After
the sediment flow reached equilibrium, the channel bed was fixed. The length of separation at the intake
channel was decreased by increasing the diversion ratio. By setting a spur dike opposite to the intake
channel, the width of the separation line decreased at the channel bottom and increased at the surface,
decreasing the amount of sediment ingestion in the intake channel.

کلیدواژه‌ها [English]

• Flow pattern
• Lateral Intake
• Sediment control
• Spur dike
• Submerged Vanes