احمد جعفری - دانشجوی دکتری سازه های آبی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران
محمود بینا - دانشیار گروه سازه های آبی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران
سپیده بینا - کارشناس عمران، توسعه سد ونیروگاه، سازمان آب و برق خوزستان

در جریان با سرعت بالا در کانال یا جریان با سقوط آزاد، لازم است که مقداری از انرژی جریان بخاطر جلوگیری از صدمه زدن به کانال و سازه های آن مستهلک شود. پل هها در شی بشکنهای پلکانی بنحو کاملا چشمگیری می توانند شدت استهلاک انرژی را افزایش داده و اندازه و هزینه حوضچه آرامش را کاهش دهند. از این شیب شکنها در رودخان هها و آّبراه هها برای اکسیژن دهی به جریانهایی که اکسیژن محلول در آنها کم است نیز، می توان استفاده کرد. در شیب شکنهای پلکانی در حالت جریان ریزشی، بین جت آب و شیب شکن یک حفره هوا بوجود می آید. پس از مدتی از برقراری جریان بر روی سازه، فشار در درون این حفره کمتر از فشار هوا می شود. با کاهش فشار در ناحیه مذکور، انحناء جت ریزشی تشدید شده و در صورت عدم هوادهی این ناحیه، رفتارهای نامطلوبی مانند لرزش در سازه و عدم کارکرد مناسب آن بوجود می آید. در این تحقیق مدل شیب شکنهای پلکانی ( 3پله و 5 پله) در دو ارتفاع 16/5 و 26/5 سانتی متر در فلوم با عرض 25 سانتی متر در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز مستقر و به دو طریق مختلف هوادهی صورت پذیرفت. طریق اول (تیپ I )با ایجاد گشادشدگی در فلوم در محل شیب شکن و طریق دوم (تیپ II ) با ایجاد زائده در بدنه فلوم در بالادست شیب شکن. پس از استقرار مدل، در دبیهای مختلف پارامترهای هیدرولیکی جریان مانند: افت انرژی، مشخصه های پرش هیدرولیکی، ارتفاع استخر آب روی هر پله و ... بدست آمد و تاثیر هوادهی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. هوادهی در دو تیپ اجرا شده عملا امکان پذیر و مفید واقع گردید. جریان در پله های انتهایی غیرریزشی بود و نیازی به هوادهی وجود نداشت، ولی در پله های ابتدایی که جریان ریزشی بود، هوادهی به خوبی صورت گرفت. ضمنا با افزایش در میزان دبی در تمامی حالات، افت نسبی انرژی کل و همچنین افت نسبی انرژی ناشی از سازه کاهش یافت.

شیبشکن پلکانی، جت ریزشی، هیدرولیک، هوادهی، مدل فیزیکی