بررسی عوامل موثر بر آبگذری جریان از آبگیر کفی با محیط متخلخل در شرایط آب زلال

نویسندگان

1 دانشگاه فردوسی مشهد/ دانشکده کشاورزی/ گروه مهندسی آب

2 استاد گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشگاه فردوسی مشهد/ دانشکده کشاورزی/ گروه علوم و مهندسی آب

doi
10.22092/aridse.2017.108040.1154
چکیده

به‌کارگیری محیط متخلخل به‌جای صفحات مشبک در آبگیری از کف رودخانه‌های کوهستانی، از روش‌های نوین آبگیری از رودخانه محسوب می‌شود. در پژوهش حاضر با ساخت مدل آزمایشگاهی و اجرای آزمایش‌های متعدد، تاثیر عواملی مانند: اندازه و یکنواختی سنگدانه‌های داخل آبگیر، طول و ارتفاع مختلف آبگیر و دبی‌های ورودی متفاوت بر میزان دبی انحرافی آبگیرکفی با محیط متخلخل، بررسی شد. نتایج به‌دست آمده از آزمایش‌ها نشان می‌دهد که هر چه اندازۀ سنگدانه‌های محیط متخلخل آبگیر بزرگتر و دانه‌بندی یکنواخت‌تر باشد میزان دبی انحرافی از آبگیر بیشتر خواهد بود. افزایش ضریب یکنواختی سنگدانه‌های داخل آبگیر موجب کاهش 4 تا 6 درصد از نسبت دبی انحرافی به دبی ورودی می‌شود. با افزایش طول و ارتفاع(ضخامت) آبگیر، میزان دبی انحرافی از آبگیر روند افزایشی دارد. برای مثال، افزایش طول آبگیر از 15 به 45 سانتی‌متر برای مدل آبگیری با ارتفاع10 سانتی‌متر و سنگدانه‌های با متوسط 15/30میلی‌متر باعث افزایش 25 درصد در نسبت دبی انحرافی به دبی ورودی برای دبی ورودی 14/82لیتر بر ثانیه شد. حداقل و حداکثر نسبت دبی انحرافی به دبی ورودی در آزمایش‌های این تحقیق به‌ترتیب 13 و 90 درصد است. مقایسۀ نتایج این بدست آمده از این تحقیق با نتایج بدست آمده از تحقیقات پیشین حاکی از کاهش میزان دبی انحرافی در شرایط جدید است. با تجزیه و تحلیل داده‌های به‌دست آمده و استفاده از آنالیز ابعادی و رگرسیون چند متغیره بین نتایج آزمایش‌ها، معادله‌ا‌ی جدید برای تخمین ضریب آبگذری برای این نوع آبگیر پیشنهاد شده است. به­کارگیری محیط متخلخل به­جای صفحات مشبک در آبگیری از کف رودخانه­های کوهستانی، از روش­های نوین آبگیری از رودخانه محسوب می­شود. در پژوهش حاضر با ساخت مدل آزمایشگاهی و اجرای آزمایش­های متعدد، تأثیر عواملی مانند: اندازه و یکنواختی سنگدانه­های داخل آبگیر، طول و ارتفاع مختلف آبگیر و دبی­های ورودی متفاوت بر میزان دبی انحرافی آبگیر کفی با محیط متخلخل، بررسی شد. نتایج به­دست آمده از آزمایش­ها نشان می­دهد که هر چه اندازۀ سنگدانه­های محیط متخلخل آبگیر بزرگتر و دانه­بندی یکنواخت­تر باشد میزان دبی انحرافی از آبگیر بیشتر خواهد بود. افزایش ضریب یکنواختی سنگدانه­های داخل آبگیر موجب کاهش 4 تا 6 درصد از نسبت دبی انحرافی به دبی ورودی می­شود. با افزایش طول و ارتفاع (ضخامت) آبگیر، میزان دبی انحرافی از آبگیر روند افزایشی دارد. برای مثال، افزایش طول آبگیر از 15 به 45 سانتی­متر برای مدل آبگیری با ارتفاع10 سانتی­متر و سنگدانه­های با متوسط قطر 30/15 میلی­متر باعث افزایش 25 درصد در نسبت دبی انحرافی به دبی ورودی برای دبی ورودی 82/14 لیتر بر ثانیه شد. حداقل و حداکثر نسبت دبی انحرافی به دبی ورودی در آزمایش­های این تحقیق به­ترتیب 13 و 90 درصد است. مقایسۀ نتایج این به­دست آمده از این تحقیق با نتایج به­دست آمده از تحقیقات پیشین حاکی از کاهش میزان دبی انحرافی در شرایط جدید است. با تجزیه و تحلیل داده­های به­دست آمده و استفاده از آنالیز ابعادی و رگرسیون چند متغیره بین نتایج آزمایش­ها، معادله­ا­ی جدید برای تخمین ضریب آبگذری برای این نوع آبگیر پیشنهاد شده است.