بررسي آزمايشگاهي خصوصيات هيدروليكي جريان روي سرريز سد وشمگير با دريچه لاستيكي و مقايسه آن با سرريز لبه‌تيز، لبه‌پهن و استوانه‌اي

سابقه و هدف: سد وشمگير با ارتفاع 21 متر يكي از سدهاي قديمي كشور است كه در استان گلستان واقع شده است. سد وشمگير با يك مخزن اصلي و سه مخزن فرعي مجموعاً با حجم اوليه 96 ميليون متر مكعب احداث شده است. اما در شرايط فعلي با پايان يافتن عمر مفيد سد و پر شدن مخزن سد در اثر ورود رسوبات سيل‌هاي متعدد، به 45 ميليون متر مكعب تنزل يافته است. نقشه‌هاي توپوگرافي موجود نشان مي‌دهد كه امكان افزايش ارتفاع بدنه اصلي سد و ديواره‌هاي جانبي آن وجود ندارد و از تمامي پتانسيل منطقه براي احداث سد استفاده شده است. بنابراين تنها راه حل موجود براي افزايش ظرفيت مخزن، افزايش ارتفاع سرريز است. در همين راستا با توجه به محاسبات انجام شده افزايش يك متري ارتفاع سرريز مناسب بوده است. هدف از انجام اين پژوهش، بررسي هيدروليك جريان بر روي سرريز سد وشمگير با دريچه لاستيكي و مقايسه آن با سرريز لبه‌تيز، لبه‌پهن و استوانه‌اي با استفاده از مدلسازي فيزيكي است.مواد و روش‌ها: در اين تحقيق، ابتدا مدل رياضي انور كه مدلسازي قسمت بالادست سدهاي لاستيكي است، بر روي جسم انعطاف‌بذير آزمايش شد. سپس سد لاستيكي با 4 فشار دروني مختلف كه نسبت‌هاي فشار داخلي به ارتفاع سد لاستيكي (α) 0.5، 0.7، 1 و 1.3 مي‌باشد با جسم صلب ساخته و بر روي مدل سرريز اصلي سد نصب گرديد. آزمايش‌ها در 7 دبي مختلف بين بازه 12.69 تا 30.45 ليتر بر ثانيه در يك كانال بتني به عرض يك متر و طول 6 متر در شرايط غيرمستغرق و آب زلال در آزمايشگاه آب و رسوب دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان صورت گرفت. در نهايت جهت بهره‌گيري از اين مطالعات در طراحي سدهاي لاستيكي معادلات خطي و غيرخطي مختلفي جهت تخمين ضريب دبي با استفاده از نرم‌افزار SPSS استخراج و ارائه گرديد.يافته‌ها: نتايج نشان داد رفتار هيدروليكي سد لاستيكي به سرريز لبه‌پهن نسبت به سرريزهاي لبه‌تيز و استوانه‌اي شباهت بيشتري دارد. در تمامي مدل‌ها با افزايش نسبت hs/P، ضريب دبي افزايش مي‌يابد. همچنين در يك hs/p ثابت، با افزايش فشار دروني سد از 0.5 به 1.3، ضريب دبي به طور متوسط 19 درصد افزايش مي‌يابد. همچنين محقق گرديد در يك فرود ثابت با افزايش نسبت فشار داخلي به ارتفاع دريچه لاستيكي، ضريب دبي نيز با افزايش 13.7 درصدي تغيير مي‌يابد.نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج به دست آمده، مدل رياضي انور، مي‌تواند هندسه سدهاي لاستيكي را به خوبي مدلسازي نمايد. هندسه دريچه لاستيكي تابعي از فشار دروني آن بوده و با تغيير هندسه ميزان دبي عبوري تغيير مي‌كند. همچنين مي‌توان نتيجه گرفت ميزان دبي، ارتفاع دريچه لاستيكي و فشار دروني آن، ارتفاع جريان نسبت به تاج سد و ارتفاع آب بالادست از جمله عوامل موثر بر هيدروليك جريان از جمله ضريب دبي مي‌باشند.