بررسي دبي عبوري از سرريز جانبي در سيستمهاي پخش‌سيلاب

An Investigation on the Discharge Coefficient of Side-Weir in Floodwater Spreading Systems

سرريزهاي جانبي يكي از مهمترين اجزا سامانه‌هاي پخش سيلاب به شمار مي‌روند كه جريان متغير مكاني حاكم بر آنها از پيچيدگي‌هاي زيادي برخوردار است. موضوع اين مقاله بررسي هيدروليك جريان و روابط ارايه شده براي تعيين ضريب دبي در اين سرريزها مي‌باشد. پس از تشريح سرريزهاي جانبي پخش‌سيلاب و معادله ديناميكي حاكم بر آنها، مهمترين روابط ارايه شده براي تعيين ضريب دبي معرفي گرديده و براي يك سرريز جانبي ساخته شده در آزمايشگاه پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري ضريب دبي عبوري مورد بررسي قرار گرفت. با انجام آناليز ابعادي پارامترهاي بي‌بعد معرفي و چگونگي تغييرات ضرايب دبي نسبت به اين پارامترها مشخص شد و در نهايت مقادير آزمايشگاهي ضريب دبي سرريز جانبي با روابط ساير محققين مقايسه گرديد. نتايج آزمايشگاهي نشان داد اين ضريب از چهار پارامتر عدد فرود جريان در بالادست سرريز، طول بي‌بعد سرريز، نسبت عمق جريان به ارتفاع سرريز و نسبت عمق جريان به عرض كانال اصلي تاثير مي‌پذيرد و به دليل شرايط متفاوت سيستم هاي پخش سيلاب، مقادير آزمايشگاهي با روابطي كه تنها تاثير عدد فرود را لحاظ كرده‌اند تطابق مناسبي ندارد.

Side-weirs are one of the major parts of floodwater spreading systems. Their essential role is spreading floodwater and increasing floodwater infiltration into the ground. In this paper, the hydraulic behavior of side-weir in floodwater spreading systems and the existing formulas for the prediction of side-weir discharge coefficient are discussed. In the first part of this study, the basic concepts of floodwater spreading systems are presented. Then the dynamic equation of side-weir is investigated. One of the main concerns about floodwater spreading system is that if the presented equations by the other researchers are applicable to the side-weir in floodwater spreading system or not. To answer this question a laboratory flood water spreading channel is made at the Soil Conservation and Watershed Management Research Institude and the discharge coefficients of the side-weir are measured. Afterwards, by using dimensionless analysis, the effective parameters on the discharge coefficient of the side-weir have been indicated. Finally the experimental values of discharge coefficents have been compared with other researchers’ equations. It was shown that those equations that are only a function of the upstream Froude number are impropor for use in the floodwater spreading systems. The results also indicated that side-weir discharge coefficient is influenced by four main parameters which are upstream Froude number, dimensionless weir length, the ratio of flow depth to the main channel width and the ratio of flow depth to the side-weir height.