بررسی آزمایشگاهی عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کلید پیانویی اصلاح شده

نویسندگان

1 دانشیار گروه آب، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز

2 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه مراغه

3 استاد گروه آب، دانشکده عمران، دانشگاه تبریز

چکیده

امروزه سرریزهای کنگره­ای و کلید پیانویی به­عنوان گزینه­ای مناسب برای اصلاح سرریزهایی که برای عبور حداکثر سیل محتمل با مشکل روبرو هستند، مطرح می­شوند. سرریزهای کلید پیانویی(PK) برای جایگزینی سرریزهای کنگره­ای که در آنها سطح پایه سازه آنها محدود است، توسعه یافته­اند. در این تحقیق، برای بررسی ضریب دبی و کارایی هیدرولیکی سرریزهای کلید پیانویی، آزمایش‌هایی بر روی 18 مدل فیزیکی در دو حالت فشردگی و بدون فشردگی جانبی انجام شد. نتایج نشان می­دهد که در کلیه سرریزهای کلید پیانویی، ضریب دبی و کارایی سیکل در مقابل افزایش نسبت بار آبی ((HT/P ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد. همچنین ضریب دبی سرریزهای کلید پیانویی اصلاح شده (افزایش ارتفاع سرریز، تغییر فرم سرریز و نصب پشت­بند) نسبت به سرریزهای کلید پیانویی اصلاح نشده، به­طور متوسط10 درصد افزایش می‌یابد. در سرریزهای کلید پیانویی بافشردگی جانبی، سرریز PK1.25در نسبت بار آبی کوچک‌تر از 18/0 بیشترین ضرب دبی را دارد و با افزایش­دبی، ضریب­دبی­آن کاهش می‌یابد. در این سرریزها بر عکس سرریزهای بدون فشردگی جانبی، با افزایش نسبت عرض دهانه­ها، ضریب دبی کاهش می­یابد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental Evaluation of Hydraulic Performance of Modified Piano Key Weirs

نویسندگان [English]

  • K Roushangar 1
  • M Majedi Asl 2
  • MT Alami 3
1 Assoc. Prof., Water. Dept., Faculty of Civil Engineering., Univ. of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Assis.Prof., Civil. Dept., Faculty of Engineering., Univ. of Maragheh, Maragheh, Iran
3 Prof., Water. Dept., Faculty of Civil Engineering., Univ. of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Nowadays, Labyrinth and piano key weirs are suggested as appropriate options for modification of those weirs which are faced with the problems as passing the probable maximum flood. Piano key weirs (PKWs) have been developed for the substitution of Labyrinth weirs which their footprint areas are restricted. In this study, to evaluate the hydraulic efficiency and discharge coefficient of the PKWs, totally 377 experiments are conducted on the 18 physical models in both contracted and not contracted PK weirs. From the experimental results, in all PKWs, the discharge coefficient and the efficiency of the cycle by increase of the head water ratio (HT/P), first increase and then decrease. Nonetheless, discharge coefficient of the modified PKWs (modified by increasing and reshaping the weir crest as well as installing the fillet) was increased by 10% when compared to the non-modified weirs. In the contracted PK weirs, the PK₁ weir at HT/P≤0.18, has the highest discharge coefficient, but with the increasing of the discharge, the discharge coefficient decreases and at HT/P≥0.3 reaches to the lowest magnitude. Nonetheless, in contrary to the non-contracted weirs, increasing Wi/W₀ leads to discharge coefficient reduction in the contracted weirs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Contracted weir
  • Discharge coefficient
  • fillet
  • labyrinth weirs
  • piano key weirs

مراجع

Anderson RM, 2011. Piano key weir head discharge relationships. M.Sc. thesis, Utah State University, Logan, Utah.
Barcouda M, Cazaillet O, Cochet P, Jones B A, Lacroix S, Laugier F, Odeyer C and Vingny J P, 2006. Cost-effective increase in storage and safety of most dams using fuse gates or P.K. weirs. Proc. of the 22nd Congress of ICOLD., Barcelona, Spain.
Erpicum S, Nagel V and Laugier F, 2011. Piano Key Weir design of Raviege dam. Pp. 43-50 Proc. Intl Workshop on Labyrinths and Piano Key Weirs PKW 2011, CRC Press.
Ho Ta Khanh M, Sy Quat D and Xuan Thuy D, 2011. P.K. weirs under design and construction in Vi-etnam. Pp. 225-232, Proc. Intl Workshop on Labyrinths and Piano Key Weirs PKW 2011, CRC Press.
Hien TC, Son HT and Ho Ta Khan M, 2006. Results of some piano keys weir hydraulic model tests in Vietnam. Proc. of the 22nd Congress of ICOLD, Barcelona, Spain.
Laugier F, Lochu A, Gille C, Leite Ribeiro M and Boillat JL, 2009. Design and construction a labyrinth PKW spillway at St-Marc dam, France. Hydropower & Dams 15(5), Pp. 100-107.
Laugier F, 2007. Design and construction of the first Piano Key Weir (PKW) spillway at the Goulours dam. Hydropower & Dams 13(5), Pp.94-100.
Lempérière F, 2009. New Labyrinth weirs triple the spillways discharge. <http://www.hydrocoop.org > (Feb. 8, 2009).
Lempérière F, Ouamane A, 2003. The Piano Keys weir: a new cost-effective solution for spillways. Hydropower & Dams 9(5), Pp.144-149.
Lempérière F, Jun G, 2005. Low Cost Increase of Dams Storage and Flood Mitigation: The Piano Keys weir. Proc. of 19th Congress of ICID, Beijing, China.
Lempérière F, Ouamane A, 2003. The Piano Keys weir: a new cost-effective solution for spillways. Hydropower & Dams 9(5), Pp. 144-149.
Ouamane A, Lempérière F, 2006. Design of a new economic shape of weir. Pp. 463-470. Proc. of the International Symposium of Dams in the Societies of the 21st Century, Barcelona, Spain.
Pinchard T, Boutet JM, Cicero GM, 2011. Spillway capacity upgrade at Malarce dam: Design of an additional Piano Key Weir spillway. Proc. Intl Workshop on Labyrinths and Piano Key Weirs PKW 2011, CRC Press, Pp.233-240.
Ribeiro ML, Boillat JL, Schleiss A, Laugier F and Albalat C, 2007. Rehabilitation of St-Marc dam – experimental optimization of a piano key weir. Proc. of 32nd Congress of IAHR, Vince, Italy.
Ribeiro ML, Bieri M, Boillat JL, Schleiss AJ, Delorme F and Laugier F, 2009. Hydraulic capacity improvement of existing spillways – Design of Piano Key weirs. Proc. of 23rd Congress of ICOLD, Brasilia, Brazil.
Tullis P, Amanian N and Waldron D, 1995. Design of labyrinth weir spillways. J.of Hydr. Eng., ASCE, 121(3), Pp. 247-255.
Vermeulen J, Laugier F, Faramond L and Gilles C, 2011. Lessons learnt from design and construction of EDF first Piano Key Weirs. Proc. Intl Workshop on Labyrinths and Piano Key Weirs PKW 2011, CRC Press, Pp. 215-224.
Willmore C, 2004. Hydraulic characteristics of labyrinth weirs. M.Sc. report, Utah State University, Logan, Utah.
 
Young J C, 2005. Submergence effects on head-discharge relationship for labyrinth and sharp-crested linear weirs. M.Sc. thesis, Utah State University, Logan, Utah.
دانش آب و خاک
دوره 28، شماره 3
مهر 1397
صفحه 93-104

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار