بررسی آزمایشگاهی ضریب تخلیه در آبگیرهای کفی مشبک با میله‌های متقاطع

آبگیرهای کفی سازه‌های فلزی مشبکی هستند که به‌‌منظور انحراف آب در بستر جریان نصب می‌شوند. به‌کارگیری این سازه‌ها یکی از روشهای مطمئن و کارآمد در آبگیری از رودخانه‌های کوهستانی با شیب تند و بار بستر درشت دانه به‌شمار می‌رود. یکی از شکلهای آبگیرهای کفی که تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته، آبگیر کفی ساخته شده از شبکه متقاطع میله‌های طولی و عرضی است. این شکل خاص که آبگیر کفی با میله‌های متقاطع نامیده می‌شود، نسبت به آبگیر کفی با میله‌های طولی و یا آبگیر کفی با میله‌های عرضی، به‌لحاظ سازه‌ای عملکرد بهتری در مقابل نیروهای وارده دارد. در این پژوهش تعداد 3 کف مشبک از میله‌های طولی و عرضی متقاطع با درصد بازشدگی‌های مختلف ساخته شد و در فلومی با شیب‌های متفاوت نصب گردید. در مجموع 81 سری آزمایش با عبور دادن دبی‌های مختلف آب زلال و طولهای متفاوت سازه کف مشبک انجام گرفت. در هر سری آزمایش، دبی منحرف شده توسط کف مشبک (Qd) و دبی باقیمانده در کانال (Qr) توسط یک کانال دو طبقه مجهز به دو عدد سرریز لبه تیز مستطیلی کالیبره شده، قرائت گردید. سپس ضریب تخلیه این نوع کف مشبک تحت تاثیر پارامترهای مختلف هیدرولیکی و هندسی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور ابتدا با استفاده از آنالیز ابعادی، رابطه بی‌بعدی بین متغیر وابسته و متغیرهای مستقل استخراج شد و سپس بین داده‌های حاصل از 81 سری آزمایش، روابط مختلف خطی و غیرخطی برازش داده شد و در انتها بر مبنای معیارهای آماری موجود، مناسب‌ترین رابطه برازنده داده‌های آزمایشگاهی انتخاب گردید. در نهایت عملکرد هیدرولیکی نوع جدید آبگیر کفی با نوع مرسوم آبگیرهای کفی دارای میله‌های طولی، از طریق محاسبه دبی منحرف شده توسط هرکدام در شرایط یکسان، مقایسه گردید.