رابطه‌ای تجربی برای برآورد سرعت رأس جریان غلیظ بر روی بستر با زبری‌های استوانه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب ، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

در مخازن سدها با عمق زیاد جریان غلیظ معمولاً عامل انتقال و ته­نشینی رسوبات است اگر جریان غلیظ به طور کامل در مناطق میانی مخزن سد متوقف شود مقدار رسوبگذاری در پای دیواره سد کاهش یافته و در نتیجه وظایف اصلی سد مختل نخواهد شد. یکی از روش­های تغییر هیدرولیک جریان غلیظ و کند کردن آن، زبر کردن بستر است. بنابراین در تحقیق حاضر سعی شده است سرعت رأس جریان غلیظ بر روی بستر با زبری­های استوانه­ای مورد بررسی قرار گیرد و رابطه­ای برای سرعت رأس جریان غلیظ ارائه شود. آزمایش­ها در فلومی به عرض 35 سانتی­متر، ارتفاع 70 سانتی­متر و طول 9 متر با تزریق جریان غلیظ نمکی در غلظت­های 10، 15 و 20 گرم بر لیتر و سه شیب 5/0 ، 25/1 ، 2 درصد و زبری های استوانه­ای با ارتفاع 5/2، 4 و 5/5 سانتی متر انجام شد. نتایج نشان می دهد سرعت رأس جریان غلیظ در حین عبور از بستر صاف تقریباً ثابت بوده، در حالیکه در بستر زبر در طی مسیر سرعت رأس کاهش می­یابد. شیب بستر و غلظت جریان ورودی رابطه مستقیم با سرعت رأس جریان غلیظ دارد. زبر کردن بستر سرعت رأس جریان غلیظ را کاهش داده است. افزایش ارتفاع زبری تا حد مشخصی باعث کاهش سرعت رأس جریان می­شود. در نهایت رابطه­ای برای  تخمین سرعت رأس جریان غلیظ بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Providing an Empirical Relationship for Estimating Velocity of Density Current Head over the Bed with Cylindrical Roughness

نویسندگان [English]

  • B SHeikhinejad 1
  • M GHomeshi 2
چکیده [English]

In deep reservoirs the turbidity currents are usually the reason of transport and deposition of sediment. If the turbidity current is completely stopped in the middle regions of the reservoir; sediment deposition reduces near the dam wall and as a result the main tasks of the dam are not disrupted. Roughening up the bed is a technique for changing the density current hydraulics or slowing of its velocity. Therefore in the present research the head velocity of the density current on the bed with cylindrical roughness is studied and a relationship for head velocity is presented. A series of gravity currents experiments are performed in a flume with 35 cm width, 70 cm height and 9 m length. The experiments are developed as salinity fluid flow with three salt concentrations of 10, 15 and 20 g/L in bed slopes renge of 0.5, 1.25 and 2% and three roughness height of 2.5, 4 and 5.5 cm. The result indicates that head velocity is almost constant during passage from smooth bed while it reduces significantly in rough bed. The bed slope and fluid concentration have direct relation with the head velocity. Roughening up the bed has reduced the gravity current head velocity. Also, increasing roughness height reduces the velocity of the current head to a certain extent. Finally, a relationship is developed to estimate the head velocity.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cylindrical roughness
  • Density current
  • Head velocity