بررسی شرایط هیدرولیکی تخلیه رسوب از سیفون معکوس با ایجاد موج ناگهانی

سیفون معکوس یا وارونه برای انتقال آب از زیر جاده، راه آهن، رودخانه، دره یا کانال بکار گرفته می شود و از
سازه های مهم در شیکه های آبیاری وزهکشی می باشد. تجمع رسوبات در قسمت افقی سیفون باعث بروز مشکلات زیادی از جمله کاهش ظرفیت سیفون ودر نتیجه واپس زدگی جریان درکانال بالادست می شود. در این مقاله روشی جهت تسریع در شستشوی رسوبات از سیفون معکوس پیشنهاد می گردد که عبارت است از وارد کردن حجمی از آب بداخل سیفون و در نتیجه شسته شدن رسوبات در مدت زمان بسیار کوتاهتری نسبت به روش دستی. ارتفاع زیاد آب و در نتیجه حجم زیاد آن، همچنین تکرار دفعات فلاشینگ باعث می شود تا مقدار زیادی از رسوبات شسته شده و به منتهی الیه سیفون منتقل گردد. در این تحقیق از رسوبات با چهار اندازه7/0،1، 2و3/3 میلی متر و تحت شرایط هیدرولیکی مختلف مورد آزمایش قرار می گیرد.

مواد معلق رودخانه براساس اندازه و وزن خود ته نشین می شوند وآنچه درانتهای مسیر رودخانه باقی می ماند موادمعلق ریزدانه ای است که با ته نشین شدن درکانالهای آبیاری مشکلات پیچیده ای را بوجود می آورند. وجود رسوب درکانالها باعث بوجود آمدن مشکلات عدیده ای می گردد. بطور مثال ورود این رسوبات همراه جریان بداخل سازه های موجود درشبکه های آبیاری وزهکشی باعث گرفتگی واحتمالاً واپس زدگی جریان می شود. یکی ازاین سازه ها سیفون معکوس می باشد که درمعرض رسوب گذاری قرار می گیرد. سیفون معکوس یا وارونه برای انتقال آب از زیر جاده راه آهن رودخانه دره یا کانال بکار گرفته می شود. سیفون معکوس مجرای بسته ای است که بصورت پر وتحت فشار عمل می کند.
دربیشتر موارد سیفون با ظرفیتی کمتر از ظرفیت طراحی کار می کند که این مسأله موجب کاهش سرعت جریان شده وزمانی که سرعت جریان از آستانه حرکت کمتر شود رسوبات همراه جریان دربسترسیفون ته نشین می شوند. تجمع رسوب باعث کاهش ظرفیت سیفون می‌شود. این امرباعث افزایش افت واحتمالاً واپس زدگی جریان درکانال بالادست می شود. خروج این مواد رسوبی مشکلات عدیده‌ای همراه دارد. برای تخلیه رسوبات معمولاً در پائین ترین نقطه مجرای سیفون دریچه ای تعبیه می نمایند وتخلیه رسوب توسط نیروی انسانی انجام می گیرد. این عمل مستلزم قطع آب برای مدت طولانی، صرف هزینۀ زیاد وبکارگیری نیروی انسانی می باشد که ازلحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

در سالهای اخیر روشهائی جهت شستشوی اتوماتیک رسوبات مجاری فاضلاب در کشورهای فرانسه وآلمان استفاده شده است. بعضی از این روشها مبنی بر استفاده از دریچه وایجاد موج ناگهانی می باشد که امروزه در شمال آمریکا نیز از این روش استفاده گردیده است، به نقل از[پیسانو و همکاران، 1999]. از روشهای بکار رفته می توان استفاده از دریچه های Hydrass ،Hydroself وBiogest را نام برد. این دریچه ها بر پایه هیدرولیکی بنا نهاده شده اند و توسط جریان یافتن حجمی از آب در یک دورة زمانی کوتاه باعث شستشوی رسوبات می شوند. در این مورد ارتفاع جریان موقتی و سرعت آن در شستشوی رسوبات دخیلند.هدف اصلی در این تحقیق بررسی شستشوی رسوبات ته نشین شده درسیفون معکوس توسط ایجاد موج ناگهانی وتعیین پارامترهای هیدرولیکی مؤثر براین روش می باشد. دررابطه باایجاد موج مثبت پائین دست (شکست سد) تا کنون مطالعات زیادی در خصوص هیدرولیک جریان صورت گرفته، ولی مطالعه ای درخصوص نحوه انتقال رسوب دراثر این موج صورت نگرفته است. در تمامی موارد ذکر شده فوق تخلیۀ مجاری فاضلاب با مکانیزم جریان در کانالهای روباز صورت گرفته است. هدف در این تحقیق این می باشد که کارآئی حرکت موج ناگهانی در تخلیه رسوبات ته نشین شده در مجاری تحت فشار(ازجمله سیفون معکوس) بررسی گردد.