بررسی آزمایشگاهی تاثیرتوسعه مجرای تخلیه کننده تحتانی در مخزن سد، بر ابعاد حفره و عملکرد رسوب شویی تحت فشار

درحال حاضر سدهای مخزنی زیادی در دنیا، به دلیل حجم زیاد رسوبات در مخزن و به خصوص در اطراف آبگیرها، با مشکلات بهره برداری روبه رو هستند. رسوب شویی تحت فشار به عنوان یک روش موثر برای خارج کردن موضعی رسوبات انباشته شده در پشت سد که محل جانمایی دریچه ها و توربین ها می باشد برای حل این مشکل مطرح شده است. اما در این نوع رسوبشویی رسوبات مجاور دریچه های تخلیه-کننده بصورت موضعی با باز نمودن دریچه های تخلیه کننده تحتانی سد حذف می شوند و میزان گسترش حد تأثیر آن محدود می باشد از طرفی از آنجاییکه اتلاف آب مخزن در این روش نسبتا پایین می باشد، لذا ارائه یک راهکار مناسب برای افزایش حد تأثیر فرآیند رسوبشویی تحت فشار می تواند گامی برای افزایش عمر سد با کمترین اتلاف آب باشد. در مطالعه آزمایشگاهی انجام شده در این تحقیق، به بررسی تأثیر توسعه مجرای تخلیه کننده تحتانی در مخزن بر روی حجم و ابعاد مخروط رسوبشویی پرداخته شده-است. به منظور رسیدن به اهداف این تحقیق، آزمایشاتی با استفاده از مدل فیزیکی به شکل مکعب مستطیل به طول 1/7 متر، عرض 4/1 متر و ارتفاع 5/1 متر در آزمایشگاه هیدرولیک گروه سازه های آبی دانشگاه تربیت مدرس انجام شد. آزمایش ها با سه طول مجرای تخلیه کننده تحتانی 10، 20، 30 سانتی-متر، سه ارتفاع آب 5/47، 55 و 5/64 سانتی متر روی مرکز دریچه و سه دبی تخلیه 3،2 و 1 لیتر بر ثانیه برای هر ارتفاع آب انجام گرفت. در این تحقیق همچنین تحلیل کوادرانت پدیده انفجار آشفتگی نزدیک کف مخروط رسوبشویی تشکیل شده توسط مجرای تخلیه کننده تحتانی انجام شده است. نتایج تحقیقات اولیه نشان داد، که توسعه مجرای تخلیه کننده تحتانی در داخل مخزن تاثیر مثبت و محسوس بر ابعاد مخروط رسوبشویی دارد. بطوریکه توسعه مجرای تخلیه کننده تحتانی به میزان 5/0 ، 1 و 5/1 برابر ارتفاع رسوبات در مخزن باعث افزایش حجم مخروط رسوبشویی به طور متوسط، به ترتیب به میزان 47، 75 و 96 درصد نسبت به حالت بدون توسعه مجرا گردیده است. با توسعه مجرای تخلیه کننده تحتانی در داخل مخزن شرایط هیدرولیکی جدیدی ایجاد می شود که مکانیزم رسوبشویی را تحت تاثیر قرار می دهد و با افزایش طول مجرا، ابعاد حفره رسوبشویی، افزایش یافته ولی نرخ افزایش ابعاد با افزایش میزان توسعه کاهش می یابد. همچنین با توسعه مجرا مقداری از راندمان رسوبشویی کاسته می شود. در نتیجه انتخاب میزان مناسب توسعه مجرای تخلیه کننده در مخزن می بایست از طریق بهینه سازی بین دو قید اساسی باشد، نجات آبگیر های نیروگاه و محدودیت نسبی منابع آب. براساس داده های آزمایشگاهی روابط بدون بعدی برای تخمین ابعاد مخروط رسوبشویی بدست آمد. این روابط دارای ضریب تبیین بالایی بوده و تخمین خوبی را ارائه می کند. همچنین نتایج تحلیل کوادرانت آشفتگی نزدیک کف نیز نشان داد که در درون مخروط رسوبشویی احتمال ایجاد پدیده های جاروبی وبیرون رانی بیشتر از پدیده های اندرکنش روبه بیرون و رو به داخل می باشد.