تأثیر زاویه همگرایی دیواره‌های هادی سرریز اوجی با قوس ورودی بر عملکرد هیدرولیکی کانال پایین‌دست در دو حالت متقارن و نامتقارن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

سرریز اوجی قوس محور نسبت به سرریز با تاج خطی، دارای طول تاج بیشتری است. از این رو در یک تراز معین آن در دریاچه، قادر به تخلیه بده بالاتری نسبت به سرریز مستقیم است و به­همین دلیل در طرح­هایی که استفاده از آن­ها میسر است، ارجحیت دارند. در مطالعه حاضر مدل فیزیکی سرریز سد گرمی چای با مقیاس 1:50 که از نوع اوجی قوس محور و دیواره‌های متقارب است در پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری ساخته شده، تأثیر قرارگیری دیواره­های هادی سرریز در زاویه‌های 60 و 90 درجه در دو حالت متقارن و نامتقارن، بر پارامترهای هیدرولیکی جریان شامل پروفیل سطح آب، عمق وتوزیع فشار پیزومتریک در کانال پایین‌دست سرریز بررسی گردید. آزمایش‌ها با دبی­های مختلف از 30% تا 177% دبی طراحی انجام گردید. مطابق نتایج حاصله در پنجه سرریز و قسمت‌های انتهایی شوت سرریز، به­دلیل تقرب دیواره‌های جانبی به سمت پایین‌دست، پدیده تداخل خطوط جریان و همگرایی اتفاق افتاد که در این شرایط پدیده دم‌خروسی به‌وضوح ‌مشاهده گردید، همچنین نتایج حاصله نشان داد در زاویه­های 90 درجه پدیده دم‌خروسی تا دبی معادل 118% دبی طراحی تشکیل ‌­می­گردید، در حالی­که در زاویه­های 60 درجه این پدیده تا دبی معادل 147% دبی طراحی اتفاق ‌می­افتد. در ضمن مشاهدات تجربی تأیید کرد به­دلیل عدم تقارن دیواره­ها دیوارۀ نزدیک به جریان دم خروسی از فشار استاتیکی بیشتری برخوردار است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Impact of Angle of Converging Training Walls of Ogee-Spillway with a Curve Axis on Hydraulics Performance of Chute in Both Symmetrical and Asymmetrical Situations

چکیده [English]

The ogee spillway with a curve axis has a longer crest length than the spillway with linear crest. Therefore, in a specific reservoir water level, it can discharge higher flow rate compared to a straight one and due to this reason is preferred in applicable plans. In this study, physical model of Germi-Chai spillway which include an ogee crest with a curve axis and converging training walls was constructed in scale of 1:50. The SCWMRI Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, has led a research effort on it. For each of the convergence angles, including 60 and 90 ̊ in both symmetrical and asymmetrical situations, flow characteristics such as discharge, water surfaces, depths and distributions of pressure were investigated in the downstream channel of the spillway. Experiments conducted in varying flow discharge from 30% to 177% of  design discharge. Based on visual observation, at the toe and the end of straight portions of the spillway face, due to converging training walls, interference streamlines occurred which led to generate a rooster tail phenomenon. It was observed that in the convergence angle of 90°, rooster tail had been witnessed up to slightly more than 118% Qd. However, it saw nearly 147% Qd in 60° convergences. Moreover, it should be emphasized that due to asymmetric angles, closest wall to the rooster tail had more static pressure.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Convergence angles
  • Downstream channel
  • Hydraulic performance
  • Ogee spillway
  • Physical model
Chatila J and Tabbara M, 2004. Computational modeling of flow over an ogee spillway. Computers and Structures 82:1805–1812.
Dargahi B, 2006. Experimental Study and 3D numerical simulations for a free-overflow spillway. Journal of Hydraulic Engineering (ASCE) 132(9):899-907.
Ho D, Boyes k, Donohoo­ S.H and Cooper B, 2003. Numerical flow analysis for spilways. 43rd Australian National Committee on Large Dams Incorporated Conference, Hobart, Tasmania.
Hunt S. L, Kadavy K. C, Abt S. R and Temple D. M, 2008. Impact of converging chute wallss for roller compacted concrete stepped spillways. Journal of Hydraulic Engineering (ASCE) 134(7):1000-1003.
Johnson M.C and Savage B.M, 2006. Physical and numerical comparison of flow over ogee spillway in the presence of tail water. Journal of Hydraulic Engineering (ASCE) 132( 12):1353-1357.
Morales V, Tokyay T. E and Garcia M, 2012. Numerical modeling of ogee crest spillway and tainter gate structure of a diversion dam on canar river. XIX International Conference on Water Resources. 17-22 June, Urbana-Champaign, Ecuador.
Margeirsson B, 2007. Computational Modeling of Flow over a Spillway in Vatnsfellsstífla     Dam in Iceland. Master of Science Thesis. Department of Applied Mechanics Division of Fluid Dynamics, Chalmers University of technology. Gothenburg, Sweden.
Savage B. M and Johnson C. M, 2001. Flow over ogee spillway physical and numerical model case study. Journal of Hydraulic Engineering (ASCE) 127(8):640-649.
Swamee P. K, Shekhar C. H and Talib M, 2011. Discharge characteristics of skew weirs. Journal of Hydraulic Research 49(6):818-820.
Tanner W. F. 1982. Rooster tail. Beaches and Coastal Geology. Part of the Series Encyclopedia of Earth Science. Available at: http://link.springer.com. 702-703.
United states department of the Interior Brureau of reclamation. 1980. Hydraulic Thechniques. U.S. Government printing office, Denver.