نام پژوهشگر: رامین فضلاولی
محمد میرناصری رامین فضل اولی
با رشد جمعیت نیاز به آب شیرین افزایش یافته، بنابر این حجم مخزن سدها باید افزایش یابد. یکی از راه حل های افزایش حجم مخزن، اصلاح سرریز به گونه ای که ارتفاع تاج سرریز افزایش یافته، دبی حداکثر افزایش یافته، دبی حداکثر عبور کرده و پایداری سد حفظ شود. شکل تاج اغلب سرریزها مستقیم است که می تواند به غیر مستقیم (شکسته) اصلاح شود تا در یک عرض ثابت طول تاج بیش تری برای جریان آب فراهم سازد. از سرریزهای با تاج غیرمستقیم می توان به سرریزهای کنگره ای اشاره کرد که دارای سه شکل کلی مستطیلی، ذوزنقه ای و مثلثی هستند که رفتار هیدرولیکی سرریزهای مستطیلی کم تر بررسی شده است. سازه ترکیبی سرریز - دریچه دارای مزایایی نسبت به استفاده جداگانه هریک از سازه ها، از جمله عبور هم زمان مواد شناور (چوب، یخ و ...) و رسوبات است. یکی از انواع این مدل ها سازه ترکیبی سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه دار می باشد که دارای ویژگی هایی از جمله اقتصادی بودن، طراحی آسان، سهولت ساخت و ضریب دبی بالا می باشد. در این پژوهش با پنج مدل فیزیکی اثر تغییرات ارتفاع سرریز و طول دماغه، روی ضریب دبی مدل ترکیبی سرریز های کنگره ای مستطیلی دریچه دار بررسی می شود. آزمایش-ها در فلوم تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری به عرض 0/5 متر و طول 12 متر در محدوده دبی 10 تا 90 لیتر بر ثانیه انجام شد. نتایج نشان داد با افزایش نسبت h/p مقدار ضریب دبی به دلیل تداخل جت آب کاهش می یابد. هم چنین در عرض ثابت عمل کرد هیدرولیکی سرریزهای ذوزنقه ای و مستطیلی به ترتیب کاهش می-یابد. اما در یک طول ثابت برای نسبت h/p کم تر از 0/4 سرریز مستطیلی بیش ترین دبی جریان را در یک h/p ثابت دارد. برای ارتفاع آب بالادست ثابت (برای نسبت h/p کم تر از 0/6)، دبی سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه دار حداکثر 1/021 برابر سرریز خطی و در دبی ثابت، ارتفاع آب بالادست سرریز مستقیم 1/24 برابر سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه¬دار است. بنابراین استفاده از سیستم ترکیبی سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه¬دار در مناطقی که محدودیت ارتفاع و دبی وجود دارد، توصیه می¬شود. به علاوه افزایش شیب فلوم موجب افزایش ضریب جریان عبوری از سازه ترکیبی سرریز کنگره¬ای دریچه¬دار می¬شود. نتایج نشان می دهند ضریب دبی سیستم ترکیبی سرریز کنگره ای مستطیلی دریچه دار و سرریز کنگره ای مستطیلی به ترتیب کاهش می¬یابد و به عبارت دیگر، وجود دریچه در سرریز کنگره ای موجب افزایش ضریب دبی می شود.
رضا جمشیدی اشکلک رامین فضل اولی
یکی از روش¬های معمول کنترل فرسایش کناری و ساماندهی رودخانه¬ها، استفاده از سازه آبشکن می¬باشد. آبشکن¬ها بخش مشخصی از مقطع رودخانه را محدود کرده و بر روی ساختار حرکتی جریان در مجاورت آن تاثیر قابل ملاحظه¬ای می¬گذارند. سهولت اجرا و توجیه اقتصادی، استفاده از این سازه را در اغلب طرح¬ها به عنوان یکی از گزینه¬ها مورد توجه مطرح می¬سازد. علیرغم تحقیقات فراوان انجام شده در خصوص الگوی جریان حول آبشکن-های منفرد و متوالی موجود در قوس رودخانه¬ها و مدل¬سازی¬های آزمایشگاهی و عددی این آبشکن¬ها، تاکنون مطالعه¬ای میدانی جهت بررسی مشکلات طراحی و ارائه گزینه¬های اصلاحی آبشکن¬های احداثی صورت نگرفته است. به¬طور کلی پس از ساخت و اجرای آبشکن¬ها در طرح¬های ساماندهی بازه مورد مطالعه، پایش و ارزیابی کارکرد آبشکن¬ها، پاسخ¬گویی طرح به اهداف مورد نظر، کنترل معیار¬های طراحی لازم و ضروری می¬باشد که به علت پیچیدگی¬ها¬ی محاسباتی کمتر مورد توجه قرار گرفته است. از این¬رو در تحقیق حاضر از مدل هیدرولیکی cche2d جهت شبیه سازی الگوی جریان حول سری آبشکن¬ها در بازه¬ای از رودخانه سفیدرود در محدوده شهرستان رودبار که بازدید¬های میدانی نشان دهنده عدم کارایی مطلوب آن¬ها است، استفاده شد. به منظور بررسی تاثیر احداث آبشکن¬ها بر حفاظت از ساحل رودخانه در بازه مورد مطالعه، تغییرات توزیع سرعت، توزیع تنش و الگوی جریان مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نتایج حاصل از خروجی های مدل نشان داد که آبشکن های اول و دوم در انحراف کامل جریان و کاهش سرعت و تنش برشی در محدوده بین آبشکن دوم و سوم کارآمد نیستند. از این رو با توجه به شرایط موجود قرارگیری آبشکن¬ها اقدام به ارائه گزینه¬های اصلاحی، در قالب دو بخش اصلی ارائه طرح اصلاحی بر اساس جانمایی آبشکن¬ها در وضعیت فعلی که شامل گزینه¬های اجرایی در راستای اصلاح وضع موجود و ارائه مناسب ترین طرح ساماندهی که در قالب مناسب¬ترین طول با تغییر زاویه برای بازه مورد مطالعه بود، شد. مقایسه نتایج مربوط به گزینه¬های مختلف تغییر طول آبشکن¬ها نشان داد که گزینه افزایش طول توام 5/8 و 5/16 متر به¬ترتیب برای آبشکن¬های اول و دوم مناسب¬ترین گزینه بوده و سبب کاهش 9/47 و 9/66 درصد سرعت و تنش در فضای بین آبشکن¬های دوم و سوم می گردد. مقایسه نتایج اعمال تغییر توام زاویه و طول آبشکن ها در بهبود عمکرد آنها در بازه مورد مطالعه حاکی از آن است که بیشترین کاهش در میزان سرعت جریان و تنش برشی در فضای بین آبشکن دوم و سوم که هدف این تحقیق است در حالتی رخ می دهد که آبشکن اول دارای طول 5/70 متر و زاویه 15 درجه دافع و آبشکن دوم دارای طول 5/45 متر و زاویه 15 درجه جاذب باشد. این جانمایی سبب کاهش 8/68 درصد در سرعت جریان و 9/90 درصد برای تنش برشی در فضای بین آبشکن دوم و سوم شد.