بررسی ازمایشگاهی تاثیر شیب ساحل رودخانه بر رسوب ورودی ابگیر های جانبی

نوع محتوی: طرح پژوهشی
Language: Persian
استان موضوع گزارش: خوزستان
Document ID: R-1047553
Publish: 14 November 2018
دسته بندی علمی: مهندسی آب و هیدرولوژی
View: 362
Pages: 208
Publish Year: 1389

نسخه کامل Research منتشر نشده است و در دسترس نیست.

  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Research:

Abstract:

سازه ابگیر جانبی از جمله سازه­هایی است که باید به گونه ای طراحی گرددکه در شرایط بار ابی یکسان، بیشترین دبی با کمترین رسوب را وارد ابگیر نماید. تاکنون مطالعات زیادی در زمینه ابگیرهای انحرافی از کانال مستطیلی انجام شده است و معیارهایی نیز ارایه گردیده است. هدف اصلی این مطالعه که برای اولین بار انجام می­شود در خصوص ابگیری از کانال ذوزنقه ای است و پاسخ به این سوال مهم که اصولا شیب دیواره کانال اصلی چقدر می­تواند باعث افزایش دبی جریان و کاهش رسوب ورودی به ابگیر گردد. برای رسیدن به این هدف ازمایش­های متعدد هیدرولیک جریان و رسوب در ازمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی علوم اب دانشگاه شهید چمران صورت گرفت. در ازمایش­های جریان، مولفه های سه بعدی سرعت جریان اندازه گیری گردید. با کمک این داده ها مدل سه بعدی SSIIM ابتدا واسنجی و سپس صحت­سنجی گردید. با استفاده از این مدل، داده­های بیشتری بدست امد. با تحلیل این داده­ها روابطی برای تعیین ابعاد مجرای جریان بدست امد. نتایج این بخش نشان داد که افزایش شیب دیواره کانال اصلی باعث اصلاح الگوی جریان می­شود به نحوی که عرض مجرای جریان در کف کاهش و در سطح اب افزایش می­یابد. سری دوم ازمایش­های این تحقیق با استفاده از بار رسوبی معلق انجام شد.در این ازمایشات ذرات پلاستیک فشرده بعنوان رسوب معلق استفاده گردید. بطور خلاصه نتایج کاربردی مهمی که از این تحقیق گرفته می­شود این است که اصولا بهتر است دیواره کانال اصلی از بالادست ابگیرها مایل باشد. شیب دیواره باعث می­شود تا عرض مجرای جریان در کف کمتر و در سطح بیشتر گردد. این تغییرات تابع شرایط هیدرولیکی جریان است. به طور مثال عرض مجرای جریان در کف و در 36% عمق در شیب 5/1:1 در مقایسه با حالت دیواره قایم به ترتیب حدود 45% و 80% کاهش می یابد. به علت غلظت بیشتر رسوب در کف انتظار می رود رسوب معلق کمتری وارد ابگیر شود که نتایج ازمایشات رسوب نیز این مطلب را تایید می­نماید. در یک نسبت ابگیری، رسوب ورودی در شیب 5/1:1 نسبت به دیواره قایم به طور متوسط در تمام اعماق حدود 65% کاهش می­یابد. نتیجه کاربردی دیگر که از این تحقیق استخراج شده است این موضوع می­باشد که در تمام ازمایش­ها وقتی عدد فرود جریان در بالادست کانال اصلی به 36/0 می رسد، نسبت رسوب ورودی به نسبت دبی ورودی کمترین مقدار را دارد همچنین با مایل شدن دیواره، قدرت جریان گردابی در ابگیر که باعث شکل گیری تپه­های رسوبی می­شود کاهش می­یابد و از مسدود شدن دهانه ابگیر و کاهش میزان دبی ورودی به ابگیر جلوگیری می­نماید. در یک دبی یکسان میزان دبی ورودی به ابگیر در شیب 5/1:1 نسبت به دیواره قایم تقریبا به میزان 60% افزایش نشان می دهد.

فهرست مطالب Research

فصل اول
1-1- مقدمه.......................................................................................................................................................................1
1-2- اهداف تحقیق.........................................................................................................................................................3
1-3- فرضیات تحقیق......................................................................................................................................................3
1-4- محدوده پارامترهای تحقیق.................................................................................................................................4
1-5- نحوه نگارش رساله................................................................................................................................................4
1-6- جایگاه تحقیق حاضر.............................................................................................................................................6

فصل دوم
2-1- مقدمه.......................................................................................................................................................................7
2-2- هیدرولیک جریان در ابگیر های جانبی.............................................................................................................7
2-2-1- عوامل موثر بر شرایط هیدرولیکی جریان ورودی به ابگیر...................................................................11
2-3- تحقیقات خارج از کشور....................................................................................................................................12
2-4- تحقیقات داخل از کشور....................................................................................................................................40

فصل سوم
3-1- مقدمه...................................................................................................................................................................51
3-2- هدف از انجام ازمایش¬ها....................................................................................................................................52
3-2-1- بررسی الگوی جریان ورودی به ابگیر.......................................................................................................53
3-2-2- بررسی میزان رسوب ورودی به ابگیر........................................................................................................54
3-3-  انالیز ابعادی........................................................................................................................................................54
3-3-1- پارامترهای موثر بر الگوی جریان...............................................................................................................54
3-3-2- پارامترهای موثر بر رسوب ورودی به ابگیر..............................................................................................56
3-4- طراحی ازمایش¬های الگوی جریان و رسوب ورودی به ابگیر....................................................................58
3-4-1- شیب دیواره کانال اصلی..............................................................................................................................58
3-4-2- نسبت ابگیری.................................................................................................................................................58
3-4-3- عدد فرود.........................................................................................................................................................59
3-4-4- عمق جریان.....................................................................................................................................................59
3-5- مشخصات تجهیزات ازمایشگاهی....................................................................................................................59
3-5- 1- فلوم.................................................................................................................................................................60
3-5- 2- دریچه¬¬های کشویی.......................................................................................................................................62
3-5- 3- سرریز مثلثی.................................................................................................................................................63
3-5- 4- رسوب.............................................................................................................................................................66
3-5- 5- دستگاه تزریق رسوب...................................................................................................................................67
3-5- 5-1- بررسی میزان یکنواختی ریزش دستگاه تزریق رسوب....................................................................70
3-5- 6- تله¬اندازی رسوبات.................................................................... ...................................................................71
3-5- 7- قاب متحرک..................................................................................................................................................72
3-5- 8- سیستم گردش اب......................................................................................................................................73
3-5- 9- سرعت¬سنج ADV.......................................................................................................................................75
3-5- 9-1- نقاط اندازه¬گیری سرعت........................................................................................................................78
3-6- مدل SSIIM........................................................................................................................................................80
3-6-1- محاسبات جریان............................................................................................................................................80
3-6-2- محاسبات رسوب............................................................................................................................................82
3-6-3- فایل¬های ورودی و خروجی مدل................................................................................................................83
3-7- اجرای مدل ریاضی (واسنجی و صحت-سنجی).............................................................................................83
3-8- روش انجام ازمایشات و پارامترهای برداشت شده.......................................................................................88
3-8-1- ازمایشات هیدرولیک....................................................................................................................................88
3-8-2- ازمایشات رسوب............................................................................................................................................90

فصل چهارم
4-1- مقدمه....................................................................................................................................................................93
4-2- هیدرولیک جریان...............................................................................................................................................93
4-2-1- مجرای جریان.................................................................................................................................................93
4-2-1-1- دیواره قایم..................................................................................................................................................94
4-2-1-2- شیب دیواره 5/0=z….........................................................................................................................100
4-2-1-3- شیب دیواره 1=z….............................................................................................................................105
4-2-1-4- شیب 5/1=z….....................................................................................................................................111
4-2-1-5- مقایسه شیب¬های 5/1 ,1 , 5/0 ,0z=.............................................................................................116
4-2-2- پروفیل سطح جداشده جریان..................................................................................................................123
4-2-3- قدرت جریان گردابی..................................................................................................................................127
4-2-3-1- دیواره قایم...............................................................................................................................................128
4-2-3-2- شیب دیواره 5/0=z….........................................................................................................................130
4-2-3-3- شیب دیواره 1=z….............................................................................................................................132
4-2-3-4- شیب 5/1=z….....................................................................................................................................134
4-2-3-5- مقایسه قدرت جریان گردابی در 5/1 ,1 ,5/0 ,0=z…................................................................137
4-2-3-6- تاثیر سرعت نسبی  بر قدرت جریان گردابی در عمق¬های یکسان..............................................138
4-2-3-7- تاثیر عدد فرود  بر قدرت جریان گردابی در عمق¬های یکسان....................................................140
4-2-4- نسبت ابگیری..............................................................................................................................................143
4-3- رسوب ورودی به ابگیر....................................................................................................................................144
4-3-1- شیب دیواره قایم.........................................................................................................................................144
4-3-2- شیب دیواره 5/0=z…..............................................................................................................................146
4-3-3- شیب دیواره 1=z…..................................................................................................................................148
4-3-4- شیب 5/1=z…..........................................................................................................................................150
4-3-5- مقایسه تاثیر عدد فرود بر   در 5/1 ,1 ,5/0, 0=z….................................................................152
4-3-6- مقایسه رابطه Gr و  Qrدر 5/1 ,1 ,5/0, 0=z….................................................................................156
4-4- تعیین شیب بهینه دیواره...............................................................................................................................159
4-5- مقایسه نتایج این تحقیق با سایر محققین..................................................................................................160
4-5-1- هیدرولیک....................................................................................................................................................160
4-5-1- رسوب............................................................................................................................................................161

فصل پنجم
5-1- مقدمه.................................................................................................................................................................163
5-2- ارایه توصیه¬های کاربردی جهت استفاده از نتایج تحقیق به منظور ارایه به مراجع ذیصلاح............167
5-3- پیشنهادات.........................................................................................................................................................168
فهرست منابع............................................................................................................................................................170

ضمیمه..........................................................................................................................................................................174

نمایش کامل متن