بررسی آزمایشگاهی اثر ارتفاع، شکل و محل قرارگیری موانع گابیونی در کنترل جریان غلیظ رسوبی

به فرآیندی که یک جریان رسوبی در زیر یک جریان شفاف حرکت می‌کند و رسوبات را به سمت دریاچه و اقیانوس‌ها منتقل می‌کند جریان غلیظ می‌گویند. پدیده جریان غلیظ بدلیل تغییرات چگالی بین دو سیال بوجود می‌آید و از فاکتورهای مهم در زمینه انتقال رسوب در مخازن سدها می‌باشد. آگاهی‌ از سرعت پیشانی این جریان‌ها یکی از پارامترهایی است که در مخازن سدها دارای اهمیت بسیار است. انتقال رسوبات توسط جریان غلیظ به کنار بدنه سد، علاوه بر کاهش حجم مخزن باعث تاثیر بر المان های کلیدی سد از جمله ورودی رسوبات به آبگیر نیروگاه می شود، لذا کنترل ، استهلاک یا انحراف جریان غلیظ در افزایش عمر مفید سد نقش بسزایی دارد. روش های مختلفی جهت کنترل و استهلاک جریان غلیظ در مخازن سدها وجود دارد، که از آن جمله می توان استفاده از موانع نفوذناپذیر، نفوذ پذیر و جت آّب ، جت هوا و استفاده توام مانع و زبری را نام برد. در تحقیق حاضر به بررسی و توصیف اثر ارتفاع، شکل و فاصله از ورودی جریان، یک مانع گابیونی به عنوان مانع با نفوذپذیر کم جهت کنترل جریان غلیظ رسوبی پرداخته شده است. آزمایشات در فلومی شیب‌پذیر به طول 10 متر، عرض 30 و ارتفاع 45 سانتی‌متر و در دو شیب 0 و 5/2 درصد صورت پذیرفت. سرعت پیشانی جریان غلیظ به‌وسیله کرنومتر در حین آزمایش اندازه گیری و از دوربین فیلم‌برداری برای کنترل محاسبات استفاده گردید. از 2 نمونه گیر سیفونی در قبل و بعد از مانع برای اندازه‌گیری غلظت جریان رسوبی استفاده شد. میزان تخلخل در مانع تقریباً 35 درصد بوده و برای کلیه‌ی آزمایشات دبی جریان مقدار ثابت 7/0 لیتر در ثانیه و میزان غلظت ورودی 20 گرم در لیتر بوده است. دبی رسوبی پیشانی جریان غلیظ قبل و بعد از مانع محاسبه گردید. نتایج نشان داد که بسته به شرایط اولیه جریان، جریان غلیظ پس از برخورد با مانع گابیونی از روی مانع و بخش بسیار اندک جریان در ارتفاعات بالا از داخل مانع عبور می‌کند. همچنین نتایج نشان داد که افزایش ارتفاع مانع گابیونی و نزدیکی آن به ورودی جریان، باعث افزایش تاثیر آن در کاهش سرعت و دبی رسوبی جریان غلیظ عبوری از روی مانع میشود و به کنترل جریان غلیظ کمک می‌کند. طبق آزمایشات بهترین شکل برای موانع گابیونی از میان شکل های دیواره، پلکانی یک طرفه با پله در بالادست، پلکانی یک طرفه با پله در پایین دست و پلکانی دو طرفه، برای کاهش سرعت و غلظت جریان عبوری از مانع، پله دوطرفه است.