بررسی آزمایشگاهی تأثیر زاویه، طول و شیب تاج سرریزهای مستغرق بر الگوی جریان و رسوب در پیچان رود

اکثر تحقیقات انجام شده در زمینه سرریزهای مستغرق مربوط به هیدرولیک جریان بوده و مطالعات کمتری در زمینه رسوب انجام گرفته است. سرریزهای مستغرق، سازه های سنگی کوتاه هستند که در اکثر اوقات مستغرق بوده و با تغییر جهت جریان از سمت قوس خارجی به سمت مرکز کانال از فرسایش قوس خارجی محافظت می کنند. در تحقیق حاضر سعی گردیده است تا تأثیر زاویه، طول و شیب تاج سرریزهای مستغرق در شرایط مختلف هیدرولیکی بر الگوی جریان و رسوب در پیچان رود بررسی گردد. پارامترهای مورد استفاده جهت انجام آزمایشات شامل: سه نسبت دبی جریان به دبی طراحی سازه ها برابر با 8/0، 1 و 2/1، سه زاویه 60، 75 و 90 درجه، سه نسبت طول شامل 2/0 ، 3/0 و 4/0 و از چهار شیب صفر، 5، 10 و 20 درصد برای تاج سرریزها استفاده گردید. سایر پارامترها از جمله، ارتفاع (33% عمق متوسط آب در دبی طراحی) و فاصله سازه ها (3 برابر طول سرریز) ثابت بودند. نتایج این تحقیق نشان داد علاوه بر اینکه احداث سرریزهای تخت با هر زاویه و طولی، تأثیر قابل توجهی در افزایش تراز آب نداشته (بطوریکه در بیشترین حالت ممکن باعث افزایش 2% تراز آب شده است) بلکه احداث سرریزهای شیب دار باعث کاهش تراز آب نسبت به حالت بدون سازه نیز شده است. بطور متوسط با احداث سرریزهای مستغرق، اندازه سرعت در سمت قوس خارجی و داخلی بترتیب 50% کاهش و 20% افزایش یافت. نتایج مربوط به زاویه انحراف جریان نشان داد که اندازه زاویه مذکور در سمت دیواره (انتهای سازه) بیشتر از سایر قسمتهای آن می باشد و این بدان معنا می باشد که سرریزهای مستغرق در سمت دیواره قوس خارجی، موثرتر از سایر قسمتهای آن بودند. همچنین زاویه 60 درجه، نسبت طول 3/0 و سرریزهای با شیب تاج 20% در انحراف جریان موثرتر بودند. نتایج آزمایشهای رسوب نشان داد که ماکزیمم عمق نسبی آبشستگی در دماغه سرریزها در زاویه 75 درجه اتفاق افتاد. نسبت طول برابر با 3/0 در سرریزهای تخت و شیب دار بترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر روی عمق نسبی آبشستگی ایجاد کرد. با افزایش شیب تاج سرریزهای مستغرق، عمق نسبی آبشستگی کاهش یافت؛ بطوریکه سرریزهای با شیب 10% و 20% عملکرد یکسانی داشته و عمق آبشستگی در این حالتها یک سوم حالت سرریزهای تخت می-باشد. تنها عامل موثر در کاهش ارتفاع تپه ی رسوبی در قوس داخلی، دبی جریان بود که با احداث سرریزها با هر مشخصاتی در نسبت دبی برابر با 2/1، به طور متوسط ارتفاع تپه ی رسوبی 19% کاهش یافت. همچنین با افزایش زاویه و شیب تاج و کاهش نسبت طول سازه ها، نسبت سطح فرسایش یافته تپه ی رسوبی کاهش یافت.