دانشگاه تبریز دانش آب و خاک 2008-5133 21 4 2011 11 22 Experimental Evaluation of Energy Dissipation over Gabion Stepped Spillway بررسی آزمایشگاهی استهلاک انرژی جریان از روی سرریز گابیونی پله‌ای 152 164 1194 FA فرزین سلماسی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز داود فرسادی زاده دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز حسن محیط دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز Journal Article 2014 04 23         Stepped gabion spillways have many applications in dam structure, river engineering and soil conservation works. These types of weirs have more flexibility in respect to rigid (impervious) type and are more stable against water pressure. Energy dissipation through this weir is high due to over flow and inflow from steps, so the cost of stilling basin construction can be reduced. Flowing water through the body of weir is one of its important characteristics that make flow condition more complex. Most of the researches until now were on rigid stepped weir in large dams and there are a few studies on gabion stepped spillways. The purpose of this study is to investigate flow over and through the gabion stepped spillway body and determine energy dissipation rate. For this purpose 8 physical gabion stepped spillways with 3 different porosities 38 to 42 percent and two slopes 1:1 & 1:2 (V:H) were made and  iron plate on each horizontal or vertical step was used to study the effect of step pervious on energy dissipation. Results show that at higher discharge, energy dissipation is more in pervious (gabion) spillway. In fact at higher discharge or skimming flow regime, energy dissipation divided in to over flow and inflow through the spillway body. In this situation energy dissipation through the spillway body have more effect on total energy dissipation. Thus in skimming flow regime, gabion stepped spillway will have greaterenergy dissipation. At lower discharge, energy dissipation is more in impervious stepped spillway. In this condition other rank belongs to gabion, step with vertical plate and step with horizontal plate respectively. Gabion with higher porosity had bigger energy dissipation and with increasing in discharge, their differences tend to zero. Slope decreasing from 1:1 to 1:2 causes more energy dissipation.   سرریزهای گابیونی یا توریسنگی پله­ای کاربردهای زیادی در ساختمان سدها، مهندسی رودخانه و حفاظت خاک دارند. این نوع سرریزها از انعطاف زیادتری نسبت به نوع صلب آن برخوردار بوده و در مقابل بارهای ناشی از فشار آب مقاوم و پایدار هستند. استهلاک انرژی جریان از روی چنین سازه­ای به علت وجود جریان درون­گذر و روگذر پله­ها  زیاد بوده و لذا هزینه­های ساخت حوضچه آرامش کاهش می­یابد. از خصوصیات مهم این نوع سازه، جریان درون­گذر از داخل جسم متخلخل سرریز است که پیچیدگی­هایی را در رفتار جریان ایجاد می­کند. اکثر تحقیقات انجام یافته تاکنون مربوط به سرریزهای پلکانی سدهای بزرگ بتنی و صلب بوده است و در مقایسه با آن، مطالعات بر روی سرریزهای پلکانی گابیونی بسیار اندک بوده است. بررسی هیدرولیکی عبور جریان از روی پله­ها و نیز محیط متخلخل درون سازه گابیونی و محاسبه افت انرژی از اهداف این پژوهش می­باشند. برای این منظور 9 مدل فیزیکی از سرریز گابیونی پله­ای با 3 تخلخل مختلف و شیب های 1:1 و 1:2 ساخته شد. برای بررسی نفوذ پذیری پله­ها در افت انرژی، وجه افقی و عمودی پله­ها توسط ورق آهنی نفوذ ناپذیر گردید. نتایج نشان می­دهند که در دبی­های بالا که رژیم جریان غیر ریزشی یا شبه صاف اتفاق می­افتد، استهلاک انرژی در سرریز گابیونی بیشتر است که این مورد باید در طراحی مد نظر قرار گیرد. در واقع در دبی­های بیشتر، جریان به دو بخش روگذر و درون گذر تفکیک می شود. پله­ها زیر آب قرار می­گیرند و تاثیر زبری آنها کمتر شده و در مقابل تاثیر جریان درون گذر در افت انرژی افزایش می­یابد. استهلاک انرژی در سرریز دارای پله­های نفوذ ناپذیر (دارای ورق آهنی در پله­های افقی و عمودی تواما) در دبی­های کم بیشتر از سایرین است و در مرحله بعد به ترتیب سرریز گابیونی، سرریز با دیواره عمودی غیر قابل نفوذ و سپس سرریز با کف افقی غیر قابل نفوذ  قرار دارند. افزایش تخلخل از 38 تا 42 درصد موجب افزایش استهلاک انرژی گردید. همچنین با کاهش شیب از 1:1 به 1:2 بر میزان استهلاک انرژی افزوده شد. https://water-soil.tabrizu.ac.ir/article_1194_9c440856d685bd202c77a64d4ac21e78.pdf