محاسبه بده سرریز جانبی ذوزنقه‌ای در رژیم جریان زیر بحرانی با استفاده از تئوری سرریز معمولی

آب و خاک

مقاله 3، دوره 29، شماره 1، فروردین 1394، صفحه 23-34   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.25060

نویسندگان

صالح ریاحی¹؛ علی رضا وطن خواه^{* 2}

¹دانشگاه تربیت مدرس

²دانشگاه تهران

چکیده

سرریز جانبی به عنوان یک سازه کنترل و اندازه‌گیری جریان به صورت گسترده‌ در زمینه‌هایی نظیر مهندسی هیدرولیک، آبیاری و محیط زیست مورد استفاده قرار می‌گیرد. جریان روی سرریز جانبی به عنوان یکی از مسائل جریان متغیر مکانی با کاهش بده شناخته شده و با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی، مدل‌سازی عددی و تحلیل نظری بررسی می گردد. تحقیق حاضر به بررسی خصوصیات جریان روی سرریز جانبی ذوزنقه‌ای واقع در یک کانال اصلی با مقطع مستطیلی و در شرایط رژیم جریان زیربحرانی می‌پردازد. پروفیل جریان بر روی سرریز جانبی و ضریب بده جریان با استفاده از نتایج آزمایشگاهی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. با توجه به نتایج این تحقیق و توصیه محققین پیشین، بهترین مقطع برای اندازه‌گیری پروفیل جریان در امتداد محور مرکزی کانال معرفی شده است. مشخص گردید که ضریب بده سرریز جانبی ذوزنقه‌ای به عدد فرود جریان بالادست، نسبت ارتفاع سرریز به عمق جریان، نسبت ارتفاع روگذری به عمق جریان و شیب جداره سرریز بستگی دارد. در این تحقیق برای ارزیابی ضریب بده و ارائه معادله بده برای سرریز جانبی، از تئوری سرریز معمولی استفاده شده است. برای این منظور از سه عمق مشخصه به عنوان هد سرریز استفاده شد و بر اساس هر یک از این اعماق رابطه‌ای برای ضریب بده ارائه گردید. مقایسه نتایج با داده‌های آزمایشگاهی نشان داد که عمق متوسط جریان بهترین جواب را برای ارزیابی ضریب بده ارائه می کند. متوسط خطای برآورد ضریب بده با استفاده از عمق متوسط جریان برابر با 6/2 درصد می‌باشد. لذا می‌توان این روش را برای مقاصد عملی پیشنهاد نمود.

کلیدواژه‌ها

سرریز جانبی ذوزنقه ای؛ پروفیل سطح آب؛ ضریب بده؛ سرریز معمولی؛ جریان متغیر مکانی؛ سازه کنترل

مراجع

- Agacciouglo H., and Yuksel Y. 1998. Side weir flow in curved channels. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 124(3):163-175.

2- Borghei S.M., Jalili M.R., and Ghodsian M. 1999. Discharge coefficient for sharp-crested side weir in subcritical flow. Journal of Hydraulic Engineering, 125(10): 1051–1056.

3- Bos M.G. 1975. Discharge Measurement Structures. Oxford & IBH Publishing Co. New Delhi.

4. Castro-Orgaz O., and Hager W. 2012. Subcritical Side-Weir Flow at High Lateral Discharge. Journal of Hydraulic Engineering, 138(9): 777–787.

5. Cheong H.F. 1991. Discharge coefficient of lateral diversion from trapezoidal channel. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 117(4):461-475.

6- Cosar A., and Agaccioglu H. 2004. Discharge coefficient of a triangular side-weir located on a curved channel. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 130(5): 410–423.

7- De Marchi G. 1934. Saggio di teotia de funzionamenta degli stramazzi laterali, L’Energia Electricia, Rome, Italy, 11:849-860 (in Italian).

8- El-Khashab A., and Smith K.V.H. 1976. Experimental investigation of flow over side weirs. Journal of Hydraulics Division. 102(9): 1255-1268.

9- Emiroglu M.E.Agaccioglu H., and Kaya N. 2011. Discharge capacity of rectangular side weir in straight open channels. Flow measurement and instrumention, 22(4): 319-330.

10- Ghodsian M. 2003. Supercritical flow over rectangular side weir. Journal of Civil Engineering, 30(3):596–600.

11- Ghodsian M. A. S. O. U. D. 2004. Flow over triangular side weir. Scientia Iranica, 11(1-2): 114-120.

12- Hager W.H. 1987. Lateral outflow over side weirs. Journal of Hydraulic Engineering, 4(3): 491-504.

13- Honar T., and Keshavarzi A. 2009. Effect of rounded‐edge entrance on discharge coefficient of side weir in rectangular channels. Journal of Irrigation and Drainage Engineering ,58(4): 482-491.

14- Kumar C.P., and Pathak S.K. 1987. Triangular side weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 113(1): 98-105.

15- Muslu Y. 2001. Numerical analysis for lateral weir flow. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 127(4):246–53.

16- Muslu Y. 2002. Lateral weir flow model using a curve fitting analysis. Journal of Hydraulic Engineering, 128(7):712–715.

17- Rahimpour M., Keshavarz Z., and Ahmadi M.M. 2011. Flow over trapezoidal side weir. Flow Measurement and Instrumentation, 22(6): 507-510.

18- Ranga Raju K.G., Gupta S.K., and Prasad B. 1979. Side weir in rectangular channel. Journal of the Hydraulics Division, 105(5): 547-554.

19- Singh R., Manivannan D., and Satyanarayana T. 1994. Discharge coefficient of aside weirs. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 120(4): 814 – 819.

20- Subramanya K., and Awasthy S.C. 1972. Spatially varied flow over side weirs. Journal of the Hydraulics Division, 98(1): 1-10.

21- Swamee P.K., Pathak S.K., and Ali M.S. 1994. Side weir analysis using elementary discharge coefficient. Journal of irrigation and drainage engineering, 120(4):742–755.

22- Swamee P.K., Pathak S.K., Mohan M., Agrawal S.K., and Ali M.S. 1994. Subcritical flow over rectangular side weir. Journal of irrigation and drainage engineering, 120(1): 212-217.

23- Uyumaz A., and Smith R.H. 1991. Design procedure for flow over side weirs. Journal of irrigation and drainage engineering, 117(1): 79-90.

24- Vatankhah A.R. 2012. Analytical solution for water surface profile along a side weir in a triangular channel. Flow Measurement and Instrumentation, 23(1), 76-79.

25- Vatankhah A.R. 2012. Water surface profile over side weir in a trapezoidal channel. Proceedings of the ICE-Water Management, 165(5): 247-252.

26- Ventutelli M.E. 2008. Method of solution non uniform flow with the peresence of rectangular side weirs. Journal of irrigation and drainage engineering, 134(6):840-846.

27- Yu-Tech L. 1972. Discussion of spatially varied flow over side weir. Journal of the Hydraulics Division, 98(11):2046–2048.