رفتار هیدرودینامیکی آب بر روی سرریز اوجی سه دهانه و تعیین رابطه دبی- اشل و بهینه سازی دیواره های هدایت (مطالعه ی موردی سرریز سد بالارود)

مدل فیزیکی و مشاهده رفتار دینامیکی یک پدیده ، از اهمیـت زیـادی برخـوردار است و در بـسیاری از رشته های مهندسی کاربرد دارد . به دلیل پیچیدگی رفتار دینامیکی سیات استفاده از مـدل هـای هیدرولیکی ، به عنوان یک ابزار مهندسی در بهینه سازی طراحی سازه های آبی ، به نحو گـسترده ای مورد استقبال جامعه مهندسی قرارگرفته است . به طوری که بدون در دست داشتن نتایج بدسـت آمده از مدل هیدرولیکی سازه ، پیشبینی رفتار در نمونه اصلی عملی نبوده و طراحی سازه را بـا مشکل مواجه میسازد . دراین تحقیق مدل فیزیکی سرریز سد بالارود با مقیاس 1:40 ساخته و در آزمایشگاه مدل های هیدرولیکی دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز نصب گردید . بهینه سازی دیواره های هدایت سرریز اولین قدم در این تحقیق به شمار می رود . بهینه سازی هم به صورت کمی(دبی-اشل) و هم به صورت کیفی(مشاهده ی الگوی جریان ، امواج عرضی ، تلاطم و جداشدگی جریان) انجام شد که در نهایت دیواره ی هدایت شماره5 با مشخصات طول مستقیم 10 سانتی متر ، شعاع انحنای 40 سانتی متر و زاویه ی قوس 110 درجه به عنوان بهترین گزینه انتخاب شد . سپس در 6 دبی مختلف پارامترهای مهم جریان شامل : عمق ، سرعت ، فشار استاتیک ، نوسانات لحظه ای فشار(فشار دینامیکی) و بی نظمی های جریان با هدف حصول اطمینان از عملکرد مطلوب سرریز در دوران بهره برداری مورد اندازه گیری و مشاهده قرار گرفت . نتایج تغییرات پارامترهای اندازه گیری شده در قالب جداول و نمودارها و تغییرات اعداد بی بعد مورد نظر در قسمت آستانه ی سرریز ارائه گردید . بررسی برداشت عمق و کفایت دیواره ها مشخص کرد که از دبی lps 274.37 بلافاصله بعد از تبدیل ابتدائی، عمق آب به بالای دیواره هی سرریز میرسد که نیازمند اصلاح می باشد . حداقل شاخص خوردگی که در آستانه ی سرریز (مقطع شماره 1) و در دبی 193.31 لیتر بر ثانیه رخ داد ، 0/87 گردید . با توجه به ضریب خوردگی بحرانی ، احتمال رخ دادن پدیده ی خلاءزایی( کاویتاسیون) در طول محور سرریز وجود ندارد . حداکثر عدد فرود جریان که در مقطع شماره 8 به فاصله ی افقی 73.97 سانتی متر و در دبی 66.7 لیتر بر ثانیه رخ داد ، 2.05 گردید . الگوی جریان آب در طول محور سرریز متاثر از شکل و ابعاد پایه های پل می باشد . در این رابطه می توان به تشکیل موج برگشتی در ابتدا و موج دم خروسی در انتهای پایه های پل که منجر به تشکیل موج های لوزی در طول تنداب می شود ، اشاره کرد که در منحنی های مربوطه آشکار می باشد .