مطالعه آزمايشگاهي افت انرژي در سرريزهاي پلكاني-كنگره¬اي در رژيم جريان سطحي

يكي از موضوعات مهم در طراحي سدهاي مخزني، اتلاف انرژي جريان عبوري از سرريز آن‌ها مي‌باشد كه معمولا با ايجاد حوضچه¬ي آرامش در پايين¬دست، ساخت پرتاب كننده¬ي جامي شكل و يا احداث سرريز پلكاني انجام مي¬شود. توسعه¬ي مصالح و روش¬هاي ساخت نظير استفاده از بتن غلطكي امكان افزايش ساخت سرريزهاي پلكاني را فراهم مي¬كند. اين سرريزها مقاومت اصطكاكي بيش‌تري در جريان ايجاد نموده و در نتيجه منجر به اتلاف انرژي بيش‌تري مي‌گردد. درنتيجه طول حوضچه¬ي آرامش در پايين‌دست آن كوتاه¬تر و هزينه¬ي ساخت آن كم‌تر خواهد شد. از جمله پارامترهاي تاثيرگذار بر افت انرژي در سرريزهاي پلكاني، رژيم جريان، زبري سطح پلكان‌ها، شيب سرريز و هندسه¬ي كنگره¬ها مي‌باشد. در اين پژوهش، تاثير سه اندازه زبري‌ سطح پلكان‌ به ترتيب برابر با 002/0، 004/0 و 006/0 متر، ايجاد كنگره¬هايي با ارتفاع 5/0 و 75/0 ارتفاع پلكان و فواصل كارگذاري يك و دو برابر ارتفاع پلكان بر افت انرژي كل در پايين‌دست سرريز پلكاني با شيب 1:1 در رژيم جريان سطحي بصورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت. تجزيه و تحليل نتايج بدست آمده نشان داد كه ايجاد كنگره بر روي سرريز پلكاني با ارتفاع 5/0 برابر ارتفاع پلكان و فاصله¬ي كارگذاري دو برابر ارتفاع پلكان با 1/12 درصد افزايش افت نسبي انرژي نسبت به شرايط بدون كنگره، داراي بيش‌ترين تاثير بود. مقايسه نتايج حاكي از آن است كه افزايش اندازه¬ي زبري در سرريز مورد مطالعه باعث كاهش عملكرد آن‌ها در افزايش مقدار افت انرژي شده و بطور متوسط افت نسبي انرژي تا 3/11 درصد نسبت به حالت بدون زبري كاهش مي‌يابد.