بررسی آزمایشگاهی تأثیر ارتفاع و شیب تاج سرریزهای مستغرق بر الگوی جریان در قوس 90 درجه

سرریزهای مستغرق یک ابزار مهم در کنترل فرسایش چند منظوره می­باشند و برای کنترل فرسایش،احیاء آبراهه­ها و بهبود زیستگاه آبزیان استفاده می­شوند. این سازه­ها با کاهش سرعت­های جریان، فرسایش قوس خارجی را کاهش و با کاهش تمرکز جریان در سمت ساحل خارجی قوس باعث توزیع مناسب جریان در طول پیچ می­گردند. در این تحقیق به صورت آزمایشگاهی به بررسی تأثیر  سرریزهای مستغرق بر الگوی جریان در یک پیچ 90 درجه ملایم پرداخته شده است. آزمایش­ها در یک فلوم قوس­دار با انحنای نسبی برابر با 3/3، با طول 24 متر و عرض 92/0 متر در دبی­های 55، 66 و 77 لیتر بر ثانیه انجام گرفت. یکسری از سرریزها (تعداد 7 سازه) با سه نسبت ارتفاع (3/0، 5/0 و 7/0 برابر عمق آب) و سه شیب تاج (0، 5 و 10 درصد) در ساحل خارجی قوس احداث شدند؛ در حالی که زاویه (60 درجه) و فاصله سازه­ها (3 برابر طول سازه­ها) در آزمایش­ها ثابت بود. اندازه­گیری مقادیر سرعت در اطراف سرریزها در دو تراز نزدیک سطح آب و نزدیک بستر انجام گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که بعد از احداث سرریزها، سرعت متوسط در سمت قوس خارجی بیش از 70 درصد کاهش و در سمت قوس داخلی بیش از 50 درصد افزایش یافت. سرریزهای با ارتفاع y5/0 و شیب تاج 5 درصد در کاهش سرعت در قوس خارجی بسیار مؤثر بودند. از سوی دیگر سرریزهای با ارتفاع y7/0 و سرریزهای با شیب تاج تخت در افزایش سرعت در قوس داخلی به‌ویژه در رأس قوس بیشتر مؤثر بودند. به‌طور کلی نتایج تحقیق حاضر نشان داد که سرریزهای با ارتفاع نسبی برابر با 5/0 و شیب تاج برابر با 5 درصد به عنوان مناسب­ترین گزینه­های طراحی در چنین قوس­هایی می­باشند.