بررسی جریان بر روی سرریز مرکب ‏‎"‎‏مثلثی - مستطیلی‏‎"‎‏

سرریزهای مرکب، سازه های هیدرولیکی ساده ای هستند که شکل تاج آنها عموما ترکیبی از یک دهانه مثلثی در قسمت پایین) و یک دهانه مستطیل (در قسمت بالا) می باشد. امتیازات هیدرولیکی این نوع سرریز عبارتند از: (1) کنترل سطح آب بالا دست بخصوص در دبی های کم؛ و (2) دقت اندازه گیری در دبی های کم و ظرفیت انتقال بالا در دبی های زیاد.بررسی جامع در خصوص جریان بر روی سرریزهای مرکب ‏‎"‎‏مثلثی - مستطیلی‏‎"‎‏ انجام نگرفته است. مکانیزم پیچیده تداخل جریان در ناحیه انتقالی تغییرات سطح آب در محدوده هندسی مثلثی - مستطیلی، سبب نامطمئنی در تحلیل جریان و محدودیت کاربرد وسیع این نوع سرریزها در اندازه گیری دبی جریان در کانال ها بوده است.هدف از این بررسی، بعنوان اولین قدم، ارزیابی ظرفیت جریان بر روی سرریزهای مرکب لبه تیز با زاویه راس 90 درجه به روش تحلیلی و تجربی بوده است. تاثیر متغیرهایی نظیر (1) ارتفاع سرریز؛ (2) فشردگی جانبی؛ (3) ارتفاع سطح آب بالادست؛ (4) هوادهی و (5) عمق پایاب یا کنترل پایین دست، در توسعه معادله جریان به روش تحلیلی و تجربی مورد نظر قرار گرفته است.معادله عمومی جریان آزاد بر روی سرریز مرکب با روش حل ریاضی و ابعادی ارائه گردیده است. تاثیر برخی عوامل موثر (نظیر ارتفاع سطح آب و موقعیت سطح آب در هندسه مرکب تاج سرریز) بطور مستقیم در معادله تئوری جریان وارد گردیده است. عوامل موثر معین (نظیر: نسبت فشردگی جانبی و قائم؛ هوادهی و سطح پایاب یا درجه استغراق جریان) بصورت پارامترهای بدون بعد در ضریب جریان گنجانیده شده است. ضریب دبی جریان ‏‎(cd)‎‏ بصورت پارامتری برای عوامل موثر معین و نیز بصورت تجربی برای عوامل نامعین مورد ارزیابی قرار گرفته است.آزمایشات تجربی برای دو نوع سرریز مرکب: (1) بدون فشردگی جانبی؛ و (2) با فشردگی جانبی، به تفکیک در دو فلوم آزمایشگاهی (در آزمایشگاه هیدرولیک کاربردی گروه آبیاری - دانشگاه ارومیه) برای محدوده مناسبی از هندسه سرریز و محدوده وسیعی از شرایط جریان ممکن در فلوم های آزمایشگاهی انجام یافته است.نتایج بررسی نشان می دهد که: (1) سرریزهای مرکبی که با در نظر گرفتن محدودیت های فیزیکی و هیدرولیکی در مطالعه حاضرطراحی و احداث گردیده، بعنوان سازه های کنترل جریان با دقت کافی میتوانند مورد استفاده قرار گیرند؛ (2) هوادهی مصنوعی تاثیر قابل ملاحظه ای در ظرفیت جریان عبوری از روی سرریز ندارد؛ (3) استغراق جریان سبب ناپایداری در روند تغییرات ضریب دبی ‏‎cb‎‏ گردیده و ارزیابی ضریب دبی ‏‎cd‎‏ را بطور مستقیم نامطمئن می سازد؛ (4) تشخیص حد آستانه استغراق در دقت کاربرد معادله جریان ضروری است. آستانه استغراق بر حسب فشردگی جانبی سرریز، سطح آب بالادست و سطح پایاب سرریز مورد ارزیابی قرار گرفته است؛ (5) در شرایط جریان مستغرق، ضریب تصحیح استغراق جریان تعیین و ارائه گردیده است.ارزیابی جریان بر روی سرریزهای مرکب با زاویه راس متفاوت و نسبت های متفاوت فشردگی جهت بسط نتایج حاضر و نیز بررسی توزیع سرعت و فشار در نزدیک تاج سرریز جهت بررسی هیدرولیک تداخل جریان در محدوده هندسه مرکب سرریز برای تکمیل مطالعات در آینده پیشنهاد می شود.