بررسي آزمايشگاهي اثر تخليه تحتاني سد انحرافي روي مشخصات پرش هيدروليكي

Laboratory Investigation of the Effect of Diversion Dam Underflow on the Hydraulic Jump Characteristics

يكي از روش‌هاي معمول استهلاك انرژي در پايين دست سد، بهره جستن از پديده پرش هيدروليكي مي‌باشد. پرش هيدروليكي از نوع جريان‌هاي متغير سريع است كه در آن جريان از حالت فوق بحراني به زير بحراني تغيير مي‌يابد و با استهلاك انرژي قا بل توجهي همراه است. در اين مطالعه به منظور كاهش طول پرش هيدروليكي و نيز كاهش عمق مزدوج پرش از تركيب دو جت آبي كه تركيبي از جريان عبوري از روي سرريز اوجي با استاندارد USBR و جريان خروجي از شكاف در بدنه سد است، استفاده شد. در اين آزمايش جت آب خروجي از شكاف ايجاد شده در بدنه سد با سه زاويه صفر، 45 و 90 درجه نسبت به افق با جريان عبوري از روي سد در نسبت‌هاي متفاوتي از دبي كه در هر زاويه برخورد، شش نسبت دبي از شكاف عبور داده مي‌شد، تلاقي داده شد و تأثير هر يك بر روي ميزان كاهش طول و عمق مزدوج پرش بررسي شد. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه تلاقي جت‌هاي آب با زاويه 45 درجه نسبت به افق بيشترين تأثير را در كاهش طول و عمق مزدوج پرش دارد و هنگامي‌كه 26 درصد دبي از شكاف عبور مي‌كند، طول پرش نسبت به حالت كلاسيك در حدود 50 درصد كاهش مي-يابد. اين سازه هم‌چنين مي‌تواند باعث تخليه رسوبات پشت سرريز و نيز عدم تجمع رسوبات در بالادست آبگير و افزايش ضريب دبي سرريز شود.

One of the usual ways to dissipate excess energy in the dam's downstream is hydraulic jump. Hydraulic jump is a rapidly varied flow, in which the flow conditions change from supercritical to sub-critical with a large amount of energy loss. In this research, a combination of two water jets in the form of overflow dam and underflow through a slot on the body of an ogee dam with the USBR standard was established in order to decrease the length and sequent depth in a hydraulic jump. In these experiments, the underflow from the slot was designed with three out passages of 0, 45, and 90 degrees in respect horizontal line. Six different discharge ratios were used for each slot and the effect of each experiment conditions on decreasing of the length and sequent depth of hydraulic jump was investigated. The results showed that the confluence of two jets with 45 degrees from the slot had the maximum effect on the reducing of the length of hydraulic jump and sequent depth, and when 26 percent of the total discharge passed through the slot as underflow, it caused the length of hydraulic jump to be reduced by 50 percent in comparison with the classic jump. This slot not only decreases the length and sequent depth of hydraulic jump but also the sediment behind the dam can be evacuated through it. Moreover, it increases the discharge coefficient.