استفاده از صفحات مستغرق و بازشدگی جانبی در رسوبشویی رسوبات بالادست سرریزهای نوک اردکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

سرریزهای نوک اردکی از جمله سازه­های کنترل کننده تراز سطح آب در شبکه­های آبیاری هستند که همواره مورد توجه مهندسان قرار دارند. به علت وجود رسوبات در شبکه­های آبیاری زهکشی، معمولا رسوبات در بالادست این سرریزها تجمع یافته و مشکلاتی در بهره برداری بوجود می­آورد. در این تحقیق جهت جلوگیری از تجمع رسوبات، علاوه بر استفاده از بازشدگی در دماغه جلویی سرریز، از بازشدگی­ها در بال­های جانبی سرریز و صفحات مستغرق نیز استفاده شده است. آزمایش­ها در فلومی به طول 12 متر، عرض 6/0 متر انجام شد و از چهار ردیف و دو ستون صفحات مستغرق با ارتفاع­های مختلف که نسبت به امتداد دیواره جانبی سرریز عمود بودند، استفاده شد. نتایج نشان داد که صفحات مستغرق با بوجود آوردن جریان ثانویه در کنار بازشدگی­های جانبی، تاثیر بسزایی در تخلیه رسوبات بخصوص در نسبت­های بالای  (  هد آب روی بالا­های جانبی سرریز وP ارتفاع سرریز است) دارند. صفحات مستغرق هم­ارتفاع سرریز علاوه بر تاثیرگذاری بر افزایش رسوب­شویی، باعث افزایش 7 درصدی نسبت آبگذری نیز می­شوند. نتایج نشان می­دهد که بکارگیری صفحات مستغرق می­تواند باعث افزایش 65% در راندمان سرریز (یک منهای درصد رسوبات باقی­مانده به درصد نسبت آبگذری ) شود که معرف حداکثرسازی میزان آبگذری و رسوب­شویی در یک هد معین آب در بالادست است. برای جلوگیری از تجمع رسوب در بالادست سرریز نوک اردکی، ترکیب بازشدگی جانبی و صفحات مستغرق در مقادیر ، 1/0 تا 5/0 پیشنهاد می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Use of Side Slots and Submerged Vanes for Sediment Flushing in Upstream of Duckbill Weirs

نویسندگان [English]

  • M Tajari 1
  • AA Dehghani 2
  • M Meftahhalaghi 2
1 M.Sc. Student, Dept. of Water Structure, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
2 Assoc. Prof., Dept. of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
چکیده [English]

Duckbill weir is one of the water level control structures in irrigation networks which has been attracted by many engineers. Since sediments are transported in irrigation networks, they are accumulated at upstream of the duckbill weirs and cause some operational problems. In this study, side slots and submerged vanes were used in addition of frontal slot to prevent sediment accumulation in upstream of weir. The experiments were conducted in a rectangular flume with 12 m length and 0.6 m width. The vanes had different heights and were arranged in two column with four rows which were perpendicular to side wall direction. The results showed that the submerged vanes induced the secondary flow which was so effective for sediment flushing through the side slots especially for higher value of  (H was head over side wall and p was the height of weir). Submerged vanes having the identical heights of the weir not only increased the sediment flushing to downstream, but also increased the discharge ratio up to 7 percent. The results showed that duckbill weir efficiency (which was defined as the ratio of sediment trap to flow capacity of weir minus one) was increased to 65 percent by use of the submerged vanes indicating that the maximum flushing and flow conveyance were occurred in a given upstream head. For preventing the sediment accumulation in upstream of the duckbill weir, use the side slots together with submerged vanes for a values of H/p= 0.1-0.5 is proposed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Duckbill weir
  • Efficiency
  • side opening
  • Submerged vanes
  • sediment flushing
Barkdoll D, Ettema R and Odgaard A, 1999. Sediment control at lateral diversions: limits and enhancement to vane use. Journal of Hydraulic Engineering 125(8): 132-136.
Kabiri-Samani AR, 2010. Analytical approach for flow over an oblique weir. Journal of Civil Engineering 17(2): 107-117.
Michelle F, Ettema R and Muste M, 2006. Case study: sediment control at water intake for large thermal-power station on a small river. Journal of Hydraulic Engineering 132(5): 440-449.
Montaseri H, Ghodsian M, Salehi Neyshabouri AA, 2018. Experimental study of sediment transport and mechanism of sediment entry to a lateral intake in a 180 degree channel bend using sediment injection on rigid bed. Modares Civil Engineering. 18(5): 21-28.
Neill C R and Evans B J, 1997. Sediment control at water intakes. Journal of Hydraulic Engineering 123(7): 670-671.
Odgaard AJ and Lee HYE, 1984. Submerged Vanes for Flow Control and Bank Protection in Streams, University of Iowa, Iowa.
Odgaard AJ and Kennedy JF, 1983. River- bend bank protection by submerged vanes. Journal of Hydraulic Engineering 109 (8): 1161–1173.
Odgaard AJ and Wang Y, 1991. Sediment management with submerged vanes. Journal of Hydraulic Engineering 117(3): 267–283.
Saket M, 2015. Determination of discharge coefficient of compound sharp crested duckbill weirs. M.Sc. Thesis, College of Soil and Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, 120 P.
Shojaee P, Farsadizadeh D, Hoseinzadeh Dalir A, Salmasi F, Ghorbani MA, 2010. Application of Submerged Vanes at Cylindrical Bridge Pier as a Scour Countermeasure. Water and soil Science-University of Tabriz, 22(1): 92-108.
Wang Y, Odgaard AJ, Melville BW and Jain SC, 1996. Sediment control at water intakes. Journal of Hydraulic Engineering 122(6): 353-356.