ارزيابي تجربي و عددي اثرات انسداد ورودي بر جريان در كالورت

كالورت‌ها يكي از سازه‌هاي اصلي سامانه‌هاي زهكشي در راه‌ها و خطوط ريلي، و گزينه رقيب پل هستند. پديده انسداد در كالورت‌ها، بدليل جريان آب همراه با انتقال رسوبات و مواد زائد و شناور، بخصوص در سيلاب يك مشكل اساسي است. در تحقيق حاضر اثرات درصدهاي مختلف انسداد در ورودي كالورت‌ها در 21 مطالعه آزمايشگاهي بررسي شده‌است. براي تكميل آزمون‌ها، اين اثرات با مدل FLOW3D شبيه‌سازي گرديده است. پايداري و حساسيت مدل به پنج عامل: 1 اندازه شبكه محاسبات، 2 گام زماني، 3 مدل تلاطمي 4 زبري و 5 شيب كالورت مورد آزمون قرار گرفت. مدل تلاطمي RNG ، شبكه بهينه تو در تو با اندازه 1.0 و 0.5 سانتي‌متر (براي بلوك خارجي و داخلي)، و زمان شبيه‌سازي 80 ثانيه انتخاب شد. متوسط خطاي برآورد براي سرعت متوسط، عمق آب و بده جريان به ترتيب 3، 1 و 3 درصد است. چهار سناريو انسداد (20، 40، 60 و 80 درصد) در نظر گرفته شد. نتايج نشان داد كه انسداد ورودي كالورت با افزايش تراز آب بالادست باعث تغيير الگوي جريان در داخل كالورت و پايين دست سازه خواهد شد. در شرايط حداقل و حداكثر انسداد (20 و80 درصد) افزايش تراز آب بالادست به ترتيب برابر با 12 و 52 درصد بود. تاثير انسداد ورودي كالورت براي بده طراحي، كمترين مقدار بوده است. در بده‌هاي كمتر، شدت افزايش ترازبالادست با افزايش انسداد، بيشتر (تا حدود 2 برابر) مي‌گردد. نتايج نشان‌دهنده افزايش توان جريان در پايانه كالورت و خطر خرابي سازه در اثر آبشستگي ناشي از انسداد ورودي است.