مطالعۀ آزمایشگاهی راندمان استهلاک انرژی در سرریزهای پلکانی-کنگره ای
نویسندگان
1 دانشیار دانشکده کشاورزی، و وابسته پژوهشی گروه مهندسی آب و محیط زیست پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
2 دانش آموخته کارشناسی ارشد؛ دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
doi
10.22092/idser.2018.115952.1267چکیده
جریان آب عبوری از سرریز سدها انرژی جنبشی بالایی دارد که میتواند آسیبهای زیادی بر تأسیسات پاییندست و فرسایش شدید بستر رودخانه وارد کند. انرژی معمولاً با ایجاد حوضچۀ آرامش در پاییندست سرریزها، پرتابکنندههای جامی شکل و پلکان در سرریزها مستهلک میشود. سرریزهای پلکانی یکی از سازههای متداول بهمنظور استهلاک انرژی و نیز کاهش ابعاد حوضچۀ آرامش در سدهاست. در این پژوهش، تأثیر ایجاد کنگرهها با ارتفاع 5/0 و 75/0 ارتفاع پلکان (h)، فواصل کارگذاری برابر و دو برابر ارتفاع پلکان و سه اندازۀ زبری سطح پلکان بهترتیب برابر با 002/0، 004/0 و 006/0 متر بر افت انرژی کل در پاییندست سرریز پلکانی با شیبهای 1:1، 1:2 و 1:3 بهصورت آزمایشگاهی بررسی شده است. بررسی نتایج نشان میدهد در سرریز پلکانی با شیب 1:1 ایجاد کنگره با ارتفاع h5/0، فاصلۀ کارگذاری h2 و طولی برابر با طول پلکان به افزایش 7/12 درصد در افت انرژی میانجامد. تجزیه و تحلیل نتایج بهدست آمده در سرریز پلکانی با شیب 1:2 نشان میدهد ایجاد کنگره با ارتفاع h75/0 و فاصلۀ کارگذاری h2 و طول کنگره برابر با ارتفاع پلکان، میزان افت انرژی را 4/8 درصد نسبت به حالت بدون کنگره افزایش میدهد. مقایسۀ نتایج حاکی از آن است که در سرریز پلکانی با شیب 1:3 ایجاد آستانهای یکپارچه با طول h و ارتفاع h5/0 با افزایش 7/4 درصد در افت انرژی، نسبت به حالت بدون کنگره، مناسبترین عملکرد را دارد. مقایسهها همچنین نشان میدهد اِعمال زبری در سرریزهای مورد مطالعه عملکرد آنها را کاهش میدهد و میزان افت نسبی انرژی را بهطور متوسط 6/3 درصد نسبت به حالتهای بدون زبری کم میکند.