مقایسه‌ آزمایشگاهی اثر صفحات متخلخل و موانع متخلخل در کنترل جریان غلیظ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء(ص) بهبهان

2 استادیار، گروه عمران، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء(ص) بهبهان

3 3- استادیار، دانشکده علوم مهندسی آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

4 4- استاد، دانشکده علوم مهندسی آب، دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

جریان­های غلیظ یکی از عوامل مهم در زمینه انتقال و انباشت رسوبات در مخازن سدها می­باشند. در تحقیق حاضر به مقایسه­ آزمایشگاهی اثر صفحه متخلخل و مانع متخلخل به­عنوان یک مانع نفوذپذیر جهت کنترل جریان غلیظ رسوبی پرداخته شده است. از صفحه پلکسی گلاس با ضخامت 2 میلی­متر برای ساخت صفحه متخلخل استفاده شده و برای ساخت مانع متخلخل از مکعب­های پلاستیکی توخالی به ابعاد 1/2×1/2×1/2 سانتی­متر استفاده گردید. میزان تخلخل سطحی در هر دو مدل 25 درصد در نظر گرفته شده است. آزمایش­ها در فلومی شیب­پذیر به­طول 10 متر و با سه شیب متفاوت انجام شد. در طی آزمایش­ها، غلظت جریان غلیظ در بالادست و پایین­دست صفحه متخلخل و مانع متخلخل با استفاده از نمونه­گیر سیفونی اندازه­گیری شد. در حالت صفحه متخلخل، جریان فقط در راستای طولی وارد تخلخل­ها می­شود و در حالت مانع متخلخل در دو راستای عمود برهم وارد تخلخل­ها می­شود. در مانع متخلخل با ورود هم­زمان جریان غلیظ در دو جهت عمود بر هم، خطوط جریان در تخلخل­ها با یکدیگر برخورد کرده و با ایجاد جریان چرخشی در تخلخل، سبب استهلاک بیش­تر انرژی جریان عبوری از درون آن نسبت به صفحه متخلخل می­گردد. هم­چنین با افزایش ارتفاع نسبی مانع، در هر دو حالت بدون شیب و شیب­دار کارآیی مانع متخلخل و صفحه متخلخل افزایش یافت.  

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimentally Comparisons of the Effect of Porous Sheets and Porous Obstacles in Controlling Turbidity Current

نویسندگان [English]

  • M Kordnaeij 1
  • SA Asghari Pari 2
  • SM Sajjadi3 3
  • M Shafai Bajestan 4
چکیده [English]

Turbidity currents are the main factors of sediment  transportation and deopsition in reservoirs. In this research, the effect of porous sheets and permeable obstacles in controlling the turbidity currents has been studied experimentally.  Plexiglas sheets with the thickness of 2 mm were used to build porous sheets and hollow plastic cubes were used for building porous obstacles with dimensions of 2.1 × 2.1 × 2.1 (cm). The surface porosity was assumed about 25% for the both models of obstacles. The experiments were performed in a slopping flume at the length of 10 m with three different slopes. During the expriments, the concentrations of the turbidity current at upstream and downstream of the porous sheet and the porous obstacle were measured using suction probes. In case of the porous sheet, the turbidity current entered the pores longitudinally, while in case of the porous obstacle, it entered the pores in two perpendicular directions. The result showed that in the case of utilizing porous obstacles, a rotational flow was formed as the turbidity currents entered in two perpendicular directions which increased the dissipation of the turbidity current’s energy in the porous obstacle application compared to the porous sheet application. Furthermore, by increasing the relative height of the obstacle in both zero-slope and non-zero slope cases the performances of the both porous obstacles and the porous sheet were increased. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Obstacle height
  • Performance of obstacle
  • Porous obstacle
  • Porous sheet
  • Turbidity current
 اصغری­پری س­ا و محققیان س­م، 1393. بررسی عددی تأثیر ایجاد گودال­های حفاظتی در بستر بر مهار کردن جریان غلیظ. مجله­ مهندسی آب، جلد 7، شماره 23، صفحه­های 1 تا 12.
 دریایی م، کاشفی­پور س­م و قمشی م،1393. بررسی تأثیر مانع و زبری در کنترل جریان غلیظ رسوبی. نشریه دانش آب و خاک، جلد 24، شماره 4، صفحه­های 1تا 9.
 قربان­مقدم ع و قمشی م، 1394. بررسی آزمایشگاهی تأثیر نوع چیدمان موانع استوانه­ای شکل بر سرعت و ضخامت بدنه­ی جریان غلیظ نمکی. مجله علمی _ پژوهشی علوم و مهندسی آبیاری، جلد 38، شماره­ 4، صفحه­های 33 تا 45.
 
Asghari­ Pari SA, Kashefipour SM, Ghomeshi M and Shafai Bajstan M, 2010. Effects of obstacle hights on controlling turbidity currents with different cinsentrations and discharges. Journal of Food  Agriculture & Environment 8(2): 930-935.
Asghari Pari SA, Kashefipour SM and Ghomeshi M, 2016. An Experimental study to determine the obstacle height required for the control of subcritical and supercritical gravity currents. European Journal of Environmental and Civil Engineering 1-13.
Leong KK, Mok KM and Yeh H, 2006. Fluctuation of the front propagation speed of developed gravity current. Journal of Hydrodynamics 18(3): 351-355.
Nogueira HIS, Adduce C, Alves E and Franca MJ, 2013. Analysis of lock-exchange gravity currents over smooth and rough beds. Journal of Hydraulic Research 51(4): 417–431
Oehy CD, 2002. Effects of obstacles and jets on reservoir sedimentation due to turbidity currents. Communication No. 15 of the Laboratory of Hydraulic Structions LCH. Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne EPFL, Switzerland.
Ohey CD and Schleiss AJ, 2007. Control of turbidity currents in reservoirs by solid and permeable obstacles. Journal of Hydraulic Engineering ASCE 133(6): 637-648.
Ohey CD, Cesar GD and Schleiss AJ, 2010. Effect of inclined jet screen on turbidity current. Journal of Hydraulic Research IAHR 48(1): 81-90.
Oshaghi M, Afshin H and Firoozabadi B, 2013. Experimental investigation of effect of obstacles on the behavior of the density currents. Canadian Journal of Civil Engineering 40: 343-352.
Prinos P, 1999. Two-dimensional density currents over obstacles. Proceedings of the 28th IAHR Congress, Graz, Austria.
Woods AW, Bursik MI and Kurbatov AV, 1998. The interaction of ash flows with ridges. Bulletin of Volcanology l60: 38–51.
Yaghubi S, Abbaszadeh Sh, Golchoubian P, Afshin H and Firoozabadi B, 2013. Experimental investigation of the effect of two consecutive obstacles on turbidity current. Journal of Selcuk University Natural and Applied Science 615-627.