شبیه سازی عددی اثر احداث آبشکن در رودخانه بر راندمان هیدرولیکی آبگیرهای جانبی

رودخانه ها از دیرباز یکی از منابع مهم و حیاتی آب بوده اند، آبگیری از رودخانه بستگی به شرایط رودخانه و مقدار آب مورد نیاز دارد. یکی از انواع آبگیرها که به صورت ثقلی طراحی می شود، آبگیرهای جانبی هستند. اصل اساسی در طراحی این آبگیر ها، امکان آبگیری پیوسته به میزان مورد نیاز در تمام شرایط و زمان های مورد نظر می باشد. عوامل مختلف هیدرولیکی و مورفولوژی رودخانه ها که دائما در حال تغییر می باشند ممکن است باعث کاهش بازدهی آبگیرهای جانبی شوند. در چنین مواردی استفاده از روشها و سازه هایی که بتواند الگوی جریان را به نفع آبگیر در شرایط مختلف حفظ کند ضروری است. یکی از این سازه ها، آبشکن می باشد که باعث هدایت جریان به سمت ساحل مقابل شده و حال فرض بر این است که اگر در این محدوده سازه آبگیری احداث شود از شرایط مناسبتری برای دریافت جریان از رودخانه برخوردار خواهد شد. بدلیل هزینه بر بودن ساخت مدل های فیزیکی، طی سالهای اخیر مدل¬های ریاضی زیادی جهت تجزیه و تحلیل و شبیه¬سازی جریان در رودخانه¬ها تهیه و تنظیم گردیده¬ است، در این تحقیق نیز، اثر احداث آبشکن بر راندمان هیدرولیکی آبگیر جانبی با استفاده از مدل عددی cche2d بررسی شده و نتایج آن با مدل آزمایشگاهی صحت سنجی و مورد مقایسه قرار گرفته است. آزمایش¬ها در فلومی به عرض 1.5 متر با آبگیر جانبی به عرض 60 سانتی¬متر و با زاویه 90 درجه نسبت به فلوم اصلی انجام شدند، تأثیر سه موقعیت فاصله¬ صفر، 60 و 120 سانتی¬متری آبشکن از دهانه¬ی آبگیر و سه طول 25، 35 و 45 سانتی¬متری آبشکن نفوذپذیر و سه زاویه 70، 90 و 110 درجه بر تغییرات دبی کانال آبگیر مورد بررسی قرار گرفت. در هر شبیه سازی اطلاعات مربوط به دبی آبگیر استخراج و تحلیل شدند، نتایج نشان دهنده این بود که در هر سه دبی¬ انحرافی 5 ، 11 و 20 درصد، افزایش طول آبشکن باعث افزایش درصد آبگیری شده است. و این عامل در دبی 20 درصد تاثیر بیشتری نسبت به زاویه و فاصله آبشکن دارد. در دبی¬های انحراف 5 و 11 درصد افزایش فاصله آبشکن به سمت پایین¬دست دهانه آبگیر، باعث افزایش درصد آبگیری شد. و در دبی انحراف 20 درصد تغییرات فاصله تأثیر چندانی در افزایش درصد آبگیری ندارد. و همچنین بیشترین تغییر مربوط به جابجایی از فاصله صفر به 60 سانتی متر می باشد و با افزایش فاصله به 120 سانتی متر روند صعودی کند تر شده است. در دبی¬های انحراف 5 و 11 درصد در آبشکن با زاویه¬ی 90 درجه نسبت به 70 و 110 درجه بیشترین درصد آبگیری مشاهده شد و در دبی 20 درصد زاویه آبشکن در درصد آبگیری تقریبا بی تأثیر بود. در مجموع سه نسبت انحراف، بیشترین میزان تغییر، در دبی انحرافی 5 درصد به اندازه 29.76 درصد و کمترین میزان تغییر، در دبی انحرافی 20 درصد به اندازه 1.15 درصد مشاهده می شود. با افزایش نسبت دبی انحرافی، تأثیر پارامترهای فاصله، طول و زاویه کمتر شده است. نتایج مدل شبیه سازی شده با مدل آزمایشگاهی دارای خطای 4.7 ، 7.2 و 10.1 درصد به ترتیب در دبی های انحرافی 20 ، 11 و 5 درصد بوده است. نتایج نشان می دهد که مدل cche2d قابلیت بالایی در مدل سازی همزمان سازه آبگیر جانبی و آبشکن دارد و بخوبی می توان از آن در مدل سازی پدیده های رودخانه ای بهره گرفت.