پدیده‌های آشفتگی جریان در رسوبشویی تحت‌فشار با توسعه مجرای تخلیه‌کننده تحتانی در مخزن سد

آب و خاک

مقاله 12، دوره 30، شماره 5 - شماره پیاپی 49، آذر 1395، صفحه 1358-1369   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.29530

نویسندگان

سهیلا توفیقی^* ؛ جمال محمد ولی سامانی؛ سید علی ایوب زاده

دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در رسوبشویی تحت فشار مخلوط آب و رسوب توسط مجرای تخلیه‌کننده تحتانی از مخزن سد تخلیه می شود و حفرهای از آبشستگی به شکل مخروط جلوی تخلیه کننده بوجود آمده و توسعه می‌یابد. در تحقیق حاضر، تأثیر توسعه مجرای تخلیه‌کننده تحتانی در مخزن و تحلیل آماری آشفتگی نزدیک کف در این فرآیند مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایشات با عمق و دبیهای مختلف جریان در طول‌های مختلف توسعه مجرا به منظور تعیین ژئومتری مخروط رسوبشویی طراحی و انجام گردید و برای بررسی پدیدههای آشفتگی، برداشت سرعت جریان با استفاده از دستگاه سرعت‌سنج صوتی داپلر صورت گرفت. نتایج نشان‌دهنده تاثیر مثبت و محسوس توسعه مجرا در مخزن بر ابعاد مخروط رسوبشویی است، به طوریکه توسعه به میزان 5/0،1و 5/1 برابر ارتفاع رسوبات در مخزن موجب افزایش طول مخروط رسوبشویی به میزان 48، 83 ،113 درصد و افزایش حجم مخروط به میزان 50، 74 و 96 درصد نسبت به حالت بدون توسعه مجرا میگردد. بررسی پدیدههای آشفتگی نزدیک کف نیز نشان داد که در درون مخروط رسوبشویی احتمال وقوع پدیدههای جاروبی و بیرونرانی بیشتر از پدیدههای اندرکنش روبه بیرون و رو به داخل هستند و زاویه اعمال نیروی لحظه ای ناشی از این پدیده‌ها بر کف مخروط رسوبشویی با کاهش فاصله از دهانه ورودی مجرای تخلیهکننده کاهش و قدرت جریان افزایش می یابد. همچنین با افزایش طول مجرای تخلیهکننده در مقاطع متناظر هم، احتمال وقوع پدیدههای جاروبی و بیرونرانی افزایش و میزان زاویه اعمال نیروی متلاطم کاهش می یابد.

کلیدواژه‌ها

تحلیل کوادرانت؛ حفره آبشستگی؛ زاویه اعمال نیروی متلاطم؛ سرعت جریان

مراجع

1-Ahadpour Dodaran A., Park S., Mardashti A., and Noshadi M. 2012. Investigation of dimension changes in the under pressure hydraulic sediment flushing cavity in storage dams under the effect of localized vibrations in the sediment layers. International Journal of Ocean System Engineering, 2(2):71-82.

2-Annandale G. 2006. Scour Technology. McGraw Hill. New York.

3-Atmodjo P.S., and Suripin. 2012.The effect of water level on the effectiveness of sediment flushing. Internat. J. Waste of Resources, 2(2):20-31.

4-Bey A., Faruque M.A.A., and Balachandar R. 2008. Effects of varying submergence and channel width on local scour by plane turbulent wall jets. Journal of Hydraulic Research, 46(6):764-776.

5-Dewals B.J., Brasseur N., Erpicum S., Archambeau P., and Pirotton M. 2009. Flushing with limited sediment availability. P.4289-4296. 33rd Iahr Congress: Water Engineering For A Sustainable Environment, 9-14 August. 2009. International Association of Hydraulic Engineering & Research. Iahr., Vancouver, Canada.

6-Emamgholizadeh S., Bina M., Fathi-Moghadam M., and Ghomeyshi M. 2006. Investigation and evaluation of the pressure flushing through storage reservoir. Arpn Journal of Engineering and Applied Sciences, 1(4):7-16.

7-Emamgholizadeh S. 2008. The Experimental investigation of the effects of pressure flushing on flushed sediment through storage reservoir. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 15(4): 219-234. (in Persian with English abstract)

8-Jenzer Althous J.M.I. 2011. Sediment evacuation from reservoir through intake by jet induced flow. Ph.D Thesis, Ecole Polytechnique Federale De Lausanne, Switzerland.

9-Kline S. J., Reynolds W.C., Schraub F.A., and Runstadler P.W. 1967. The Structure of turbulent boundary layers. Journal of Fluid Mech, 30(4):743-773.

10-Lai J.S., and Chang F. 2001. Physical modeling of hydraulic desiltation in tapu reservoir. International Journal of Sediment Research, 16(3):363-379.

11-Lu S.S., and Willmarth W.W. 1973. Measurements of the structures of the Reynolds stress in a turbulent boundary layer. Journal of Fluid Mech, 60(3):481–511.

12-Meshkati Shahmirzadi M.E., Dehghani A.A., Sumi T., Mosaedi A., and Meftah H. 2010. Experimental investigation of pressure flushing technique in reservoir storages. Journal of Water and Geoscience, 1(1):132-137.

13-Mianaei S.J., And Keshavarzy A.R. 2008. Spatio-Temporal variation of transition probability of bursting events over the ripples at the bed of open channel. Stoch Environ Res Risk Assess, 22:257–264.

14-Morris G.L., and Fan J. 2009. Reservoir Sedimentation Handbook: Design and Management of Dams, Reservoirs and Watersheds for Sustainable Use. McGraw Hill. New York. Electronic Version.

15-Nezu I., and Nakagawa H. 1993. Turbulence in open channel flows, IAHR Monograph, Balkema, Rotterdam.

16-Nortek. 2005. ADV Users Manual. Nortek As, Norway.

17-Salehi Neyshabour S.A.A., Kholami Aalm I., and Daemi A.R. 2006. Study the effect of some parameters affecting the design and the performance the outlet channel. Journal of Modares Civil Engineering, 21:23-35. (in Persian with English abstract)

18-Scheuerlein H., Tritthart M., and Nunez Gonzalez F. 2004. Numerical and physical modeling concerning the removal of sediment deposits from reservoirs. p. 245-254. Conference proceeding of Hydraulic of Dams and River Structures. 2004. Tehran, Iran.

19-Talebbeydokhti N., and Naghshineh A. 2004. Flushing sediment through reservoirs. Iranian Journal of Science & Technology; Transaction B, 28(B1):119-136.