بررسی آزمایشگاهی جریان آزاد و مستغرق بر روی سرریزهای شیب‌دار

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی آّب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی آّب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

4 دانشجوی دکتری سازه های آبی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران

5 استاد گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران

doi
10.22092/idser.2019.127234.1400
چکیده

سرریزها از سازه‌های هیدرولیکی مهم برای کنترل جریان، تنظیم سطح آب و اندازه‌گیری دبی جریان در کانال‌های آبیاری هستند. مزیت سرریزهای شیب­دار به‌واسطۀ وجود شیب بالادست آن است که از به ­وجود آمدن منطقۀ سکون آب در بالادست جلوگیری می­ کند. سرریزها با تسهیل در عبور ذرات رسوب می توانند استغراق زیادی را تحمل کنند. هدف از این تحقیق بررسی شرایط جریان آزاد و مستغرق و ارائۀ روابطی برای محاسبۀ ضریب دبی این نوع سرریزها و مقایسۀ این نوع سرریزها با سرریز لبه پهن مستطیلی است. برای این منظور، سه مدل سرریز شیب­ دار با شیب بالادست، شیب پایین ­دست و شیب ترکیبی بالادست و پایین ­دست و یک مدل سرریز لبه­ پهن مستطیلی در دامنه ­ای وسیع از دبی ­ها (3 تا 30 لیتر بر ثانیه با گام­های 3 لیتر بر ثانیه) در یک فلوم آزمایشی به طول، عرض و ارتفاع به‌ترتیب 15، 0.3 و 0.5 متر بررسی شد. نتایج بررسی­ ها نشان داد با افزایش نسبت هد کل جریان روی سرریز به عرض قاعده سرریز از 0.2 تا 1، ضریب انتقال دبی سرریزهای شیب­دار از 0.37 به 0.56 افزایش می­ یابد و ضریب انتقال دبی سرریز لبه ­پهن مستطیلی از 0.55 به 0.41 کاهش می­یابد و بیشترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب ترکیبی بالادست و پایین­ دست و کمترین ضریب انتقال دبی مربوط به مدل سرریز با شیب بالادست است. نتایج تحقیق همچنین نشان داد سرریز لبه پهن حساسیت کمتری به تغییرات نسبت هد کل جریان روی سرریز به عرض قاعده سرریز دارد. دو رابطه نیز برای محاسبۀ ضریب­ های انتقال دبی در شرایط جریان آزاد و مستغرق در سرریزهای شیب­ دار ارائه ‌شده است. ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا به‌ترتیب برای شرایط جریان آزاد 0.90 و 0.017 و برای شرایط جریان مستغرق به‌ترتیب 0.91 و 0.040 به‌دست آمد.