بررسي و علاج‌بخشي شرايط رخداد كاويتاسيون در سرريز اوجي آزاد سد خاكي سهند

Investigating and treatment of cavitation occurrence in the ogee spillway of Sahand earth dam

سرريزها يكي از ابنيه‌هاي هيدروليكي مهم يك سد مي‌باشند كه در زمان سيلاب در جهت حفظ سلامت سد اعمال وظيفه مي‌كند. در اين تحقيق سرريز اوجي شكل آزاد سد سهند، با نرم‌افزار Flow-3D مدل‌سازي و تأثير پارامترهاي هيدروليكي موثر در عملكرد اين سازه، وقوع كاويتاسيون و آبشستگي حوضچه آرامش مورد بررسي قرار مي‌گيرد. نتايج نشان مي‌دهند در سه ناحيه از طول سرريز سرويس سد سهند كاويتاسيون ايجاد مي‌شود. قسمت اوجي سرريز، قسمت تغيير شيب ميانه شوت و پرتاب‌كننده جامي شكل، قسمت‌هايي هستند كه داراي مشكل كاويتاسيون مي‌باشند. براي قسمت اوجي سرريز، بايد منحني اوجي اصلاح شده و قسمت مستعد كاويتاسيون بلندتر شود تا خلا به‌وجود آمده و امكان كاويتاسيون از بين برود. اگر با اين كار نتيجه‌اي حاصل نشد، هوادهي جريان بايد انجام شود. در قسمت ميانه شوت بايد از هوادهي از طريق ايجاد شكاف در كف استفاده كرد. هم‌چنين لبه انتهايي پرتاب‌كننده جامي نبايد صاف اجرا شده و به‌صورت منحني‌وار باشد.

Spillways are one of the important hydraulic structures of a dam, which perform their duties during floods in order to maintain the health of the dam. In this research, the free ogee spillway of Sahand dam is analyzed with Flow-3D modeling software and the effective hydraulic parameters on the performance of this structure including the occurrence of cavitation and scouring of the stilling basin have studied. The results show that cavitation occurs in three areas along the service spillway of Sahand Dam. The ogee crest part of the spillway, the part that slope changes in the middle of the chute and the flip bucket are the parts that have the problem of cavitation. For the ogee crest part, the tip curve should be modified and the cavitation-prone part should be made longer to create a vacuum and eliminate the possibility of cavitation. If this doesn t work, aeration should be done. In the middle of the chute, aeration should be used by creating a gap in the floor. Also, the end edge of the flip bucket should not be smooth and reshaped as a curved surface.