حل عددی پروفیل سطح آب و دبی عبوری از سرریز جانبی لبه تیز ترکیبی

سرریزها، سازه های هیدرولیکی مهمی هستند که به منظور کنترل سطح آب و اندازه-گیری شدت جریان در کانال ها مورد استفاده قرار می گیرند. دقت اندازه گیری دبی در شرایط مختلف جریان سبب، طراحی اشکال مختلف مقطع عرضی سرریزها گردیده-است. با توجه به کاربرد وسیع سرریزهای جانبی، این نوع سرریزها باید دارای خصوصیاتی باشند تا بتوان از آن به خوبی در شبکه های انتقال آب استفاده کرد. از جمله این خصوصیات می توان به اندازه گیری دقیق دبی عبوری و توانایی آن در خروج میزان قابل توجهی آب در زمان رخ دادن دبی های سیلابی اشاره نمود. این در صورتی است که سرریزهای جانبی ساده در مواقع سیلابی فقط عبور دهنده خوبی برای مقدار آب اضافی کانال و یا رودخانه بوده، اما برای اندازه گیری دبی عبوری دقیق نمی باشند. به همین دلیل در این تحقیق، به مطالعه سرریزهای جانبی لبه تیز ترکیبی مستطیلی پرداخته شده است. مزیت اینگونه سرریزها، دقت مناسب اندازه گیری دبی در محدوده ی وسیعی از شرایط جریان و نیز تخلیه موثر سیل است. در این تحقیق، دستگاه معادلات دیفرانسیلی پروفیل سطح آب در جریان متغیر مکانی، در محدوده سرریزهای جانبی لبه تیز ترکیبی به کمک روش رانگ-کوتا(4) به صورت عددی حل گردید. به این منظور از داده های آزمایشگاهی باقری و همکاران (1392) استفاده شد. نتایج نشان می دهد که علی رغم پیچیدگی هیدرولیک جریان در سرریزهای جانبی مرکب، معادلات جریان متغیر مکانی با همان فرم معمول در سرریزهای جانبی ساده قابل استفاده در سرریزهای مرکب نیز می باشند. برای استفاده کاربردی از نتایج این تحقیق، بر اساس مقادیر ضرایب آبگذری بهینه در هر سری از محاسبات و نیز پارامترهای هیدرولیکی و هندسی موثر بر آنها، رابطه ساده ای برای تخمین ضریب آبگذری با استفاده از روش نوین برنامه ریزی ژنتیک استخراج شد. نتایج صحت سنجی این رابطه نشان می دهد که حل عددی بدست آمده با شاخص های آماری حداکثر درصد مطلق خطا و میانگین درصد مطلق خطا برای محاسبات پروفیل سطح آب به ترتیب 5/5 و 3 درصد و برای محاسبات دبی عبوری به ترتیب 12/5 و 3/2 درصد می باشد.