تأثیر زبری طبیعی پیوسته بر خصوصیات پرش‎هیدرولیکی در رمپ‎های سنگی

آب و خاک

مقاله 3، دوره 29، شماره 5، دی 1394، صفحه 1095-1104   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v29i5.31267

نویسندگان

محمود فغفور مغربی^* ؛ بهجت میرزنده دل

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

درگذر جریان از رژیم فوق بحرانی به زیر بحرانی که معمولاً با تشکیل پرش هیدرولیکی همراه است میزان قابل ملاحظه‎ای از انرژی آب مستهلک می‎گردد. یکی از راه‌هایی که می‎تواند باعث افزایش افت انرژی در پرش هیدرولیکی شود، ایجاد زبری در کف حوضچه آرامش می‎باشد. از طرفی در پایین‌دست رمپ‎ها و شوت‎های سنگی پرش هیدرولیکی روی بستر زبر با افت زیاد انرژی می‌تواند رخ دهد. این سازه‎ها با توجه به اثرات زیست محیطی کم امروزه مورد توجه قرار گرفته‎اند. با توجه به کمبود مطالعات در این زمینه ازاین‌رو در این تحقیق اثرات زبری بر مشخصات پرش مورد بررسی قرار گرفت و روابطی برای تخمین برخی پارامترها استخراج گردید. در این پژوهش خصوصیات پرش هیدرولیکی بر روی بسترهای زبر درشت دانه با زبری‌های یکنواخت در فلوم مستطیلی افقی به عرض 30 سانتیمتر، طول 11 متر، ارتفاع 80 سانتیمتر، نرخ جریان از 5/3 تا l/s 29 و اعداد فرود بین 46/2 تا 7/17 انجام گرفته‎اند. نتایج این مطالعه نشان داد که عمق مزدوج پرش بر روی سطوح زبر نسبت به سطوح صاف کاهش یافته و طول پرش نیز نسبت به بستر صاف بین 5/28 تا 47 درصد کاهش دارد.

کلیدواژه‌ها

استهلاک انرژی؛ بستر زبر درشت دانه؛ نسبت عمق مزدوج؛ طول پرش

مراجع

1- Allah Dadi, K., Kazemian, A., and Shafae Bajestan, M. 2008. Experimental investigation of the effect of roughness on the conjugatet depths and the lenght of rolled hydraulic jump in stilling basins. 3rd Conference of Iran Water Resources Management, Tabriz, Iran. (In Persian)

2- Izadjo, F., Shafae Bajestan, M., and Bina, M. 2004. Characriastis of hydraulic jump on the bed with trapezoidal wave form. J. of Agriculture 27:107-122. (In Persian)

3- Nasr Esfhani, M., and Shafae Bajestan, M. 2012. Characriastis of hydraulic jumps on revers step with atrifical roughness. J. of Water and Soil 26(4). (In Persian)

4- Alhamid, A. A. 1994. Effective roughness on horizontal rectangular stilling basins. Transaction on Ecology and the Environment, Vol. 8:39-46.

5- Carollo, F.G., Ferro, V., and Pam Palone, V. 2007. Hydraulic jumps on rough beds. J. of Hydraulic Engineering ASCE 133(9): 989-999. DOI: 10.1061/ (ASCE) 0733-9429 (2007) 133: 9(989).

6- Ead, S. A., and Rajaratnam, N. 2002. Hydraulic jumps on corrugated beds. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 128(7): 656-663. DOI: 10.1061/ (ASCE) 0733-9429 (2002) 128:7 (656).

7- Gill, M. A. 1980. Effect of boundary roughness on hydraulic jump. Water Power and Dam construction: 22-24.

8- Gohari, A., and Farhoudi, J. 2009. The characteristics of hydraulic jump on rough bed stilling basins. 33rdIAHR Congress. Water Engineering for a Sustainable Environment, Vancouver, British Columbia:1-9.

9- Hager, W. H., and Bremen, R. 1989. Classical hydraulic jump: sequent depths ratio. Journal of Hydraulic Research IAHR 27(5): 566-570.

10- Hughes, W. C., and Flack, J. E. 1984. Hydraulic jump properties over a rough bed. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 110(12): 1755-1771.

11- Mohamed Ali, H. S. 1991. Effect of roughened-bed stilling basin on length of rectangular hydraulic jump. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 117(1): 83-93.

12- Pagliara, S., Lotti, I., and Palermo, M. 2008. Hydraulic jump on rough bed of stream rehabilitation structure. Journal of Hydro-Environment Research: 29-38.

13- Peterka, A. J. 1958. Hydraulic design of stilling basins and energy dissipators. Engineering Monograph 25. US Bureau of Reclamation: Denver, Col.

14- Rajaratnam, N. 1968. Hydraulic jump on rough bed. Transactions of the Engineering Institute of Canada, 11(A-2): 1-8.