شبيه سازي فيزيكي تخليه جريان از مجراي عمقي در مخازن چگال (با لحاظ استفاده در اداره لوله عمقي سد گتوند)

Physical Simulation of Discharge Flow from Deep Conduit in Dense Reservoir (In Terms of Use in the Gotvand Dam Deep Pipe

شكل گيري مخازن چگال و وجود لايه بندي در سدهاي بزرگ ناشي از پديده هاي طبيعي همچون ورود رسوبات به شكل جريان غليظ و يا تغيير قابل توجه در پارامترهاي كيفي آب همچون شوري، اكسيژن محلول، فلزات سنگين و... همراه است. فهم فرآيند الگوي تخليه و اثرات متقابل آن در وضعيت لايه بندي مخزن با توجه به مقدار دبي خروجي از مجراي عمقي و بهره مندي از نتايج آن در موضوع اداره مجراي عمقي سد گتوند با استفاده از ابزار مدل فيزيكي يكي از اهداف مهم اين تحقيق است. بدين منظور يك مدل فيزيكي با مقياس مستقيم 1:40 از سازه مجراي تحتاني سد با جزييات مربوطه برپا گرديد. اين مقياس بر اساس عدد ريچاردسون و بر پايه شرايط چگالي يكسان در مدل و طبيعت بسط داده شده است. سناريوهاي آزمايشگاهي مدل فيزيكي در دو بخش اجازه تغيير در تراز مخزن و ثابت نگهداشتن آن طراحي و اجرا گرديد. نتايج حاصل از آزمايشهاي مدل با دبي هاي متفاوت نشان داد كه ميزان شوري لايه مقابل مجراي عمقي، نقش موثر در شوري جريان تخليه شده از آن را داشته و ديگر لايه ها در موقعيت هاي متفاوت نقش چنداني در تغيير اين مقدار ندارند. همچنين الگوي خطوط جريان تشكيل يافته به سمت حفره خروجي از نوع لايه اي پايدار است. اين موضوع علاوه بر اندازه گيري با تصويربرداري از مدل نيز به وضوح ثبت گرديد. با توجه به خروج آب شور از لايه مقابل مجراي عمقي، به مرور از لايه هاي بالايي كم چگال جايگزيني صورت مي گيرد و اختلاط موثري در ديگر لايه ها مشاهده نشد.

The stratified reservoirs are forming due to natural phenomena such as sediment current or a significant change in the quality parameters of water in terms of salinity, dissolved oxygen, heavy metals, etc. Understanding the outflow pattern and its interactions in stratified reservoir according to different discharges from the deep conduit and application for the operation of its system in Gotvand Dam using by a physical model is the main goals of this research. An undistorted physical model with a 1:40 scale from the deep duct structure with the details was established. This scale is calculated based on the Richardson number and the same density conditions in the model and prototype. Laboratory scenarios of the physical model were designed and implemented in two sections to allow changes water level in the reservoir and maintain it. The results of experiments with different outflow rates revealed that salinity of the layer in front of the deep conduit plays an important role in the salinity of the depleted stream, and other layers in different level of the reservoir have not affect in changing this amount. Also, the pattern of the streamline formed towards the output is under very stable conditions without expanding to other layers. This issue was clearly recorded in addition to measuring by imaging from the model. Regarding the saline outflow from the layer in front of the deep duct, falling of the low dense upper layers was performed and the mixing in other layers was not observed.