بررسي مشاهدات آزمايشگاهي تأثير مانع مثلثي شكل در كف مخزن بر ساختار جريان گل‌آلود

Investigating the Experimental Observations about the Triangular Obstacle Effects at the bottom of reservoir on the Structure of Turbidity Current

با توجه به رسوبگذاری جریان­های گل آلود در مخازن سدها، شناخت هیدرودینامیك این جریان‌ها می­تواند نقش بسزایی در شناخت پدیده­های حاكم داشته باشد. استفاده از موانع نفوذناپذیر بر سر راه این جریان­ها یك راهكار مؤثر در افزایش عمر مفید سدها خواهد بود. در این تحقیق تأثیر حضور مانع نفوذناپذیر مثلثی بر مكانیزم حركت جریان­های گل­آلود، بصورت آزمایشگاهی بررسی شده است. سرعت بدنه جریان گل آلود در عمق، با استفاده از سرعت‌سنج صوتی اندازه‌گیری شده و پروفیل­های غلظت جریان از روش ABS و بر اساس داده­های پراكنش محاسبه شده­اند. نتایج نشان می­دهد كه وجود مانع سبب كاهش سرعت پیشروی پیشانی جریان گل­آلود در طول كانال، بطور میانگین تا 35 درصد می­شود. امواج شكل گرفته در بالادست مانع از نوع A می­باشد. شكل­گیری پرش هیدرولیكی بعد از مانع سبب شده است كه رژیم جریان ضمن عبور از مانع از حالت فوق­بحرانی به حالت زیربحرانی تغییر یابد. وجود مانع سبب شكل­گیری و تغییر در پروفیل­های سرعت در بالا­دست مانع می­شود. به علت وجود مانع یك حوضچه ته­نشینی رسوب در بالادست مانع شكل گرفته كه محل مناسبی برای ته­نشینی و بدام انداختن رسوبات می­باشد. راندمان تله­اندازی ذرات رسوب در پایین­دست مانع نسبت به مقادیر مشابه در حالت بدون مانع بطور میانگین تا 33 درصد افزایش یافته است.

Due to the deposition of density flows in reservoirs, understanding hydrodynamic phenomena governing these flows can have a significant role in their recognition. Use of impermeable obstacles in the course of these currents will be an effective way in increasing the useful life of dams. In this research the effect of the presence of impermeable triangular obstacle on the mechanism of turbidity currents have been investigated experimentally. Velocity of body zone in depth of turbidity current measured by using acoustic doppler velocimeter (ADV) and the concentration profiles are calculated based on ABS method and data distribution. Results show that the obstacle caused an average decrease in velocity of turbidity current head about 35 percent. Waves formed in the vicinity of upstream obstacle are of type A. The formation of a hydraulic jump downstream of obstacle caused changes in the current regime from supercritical to subcritical. Obstacle has led to form new areas of velocity profiles in its upstream part. The presence of obstacle, creates on its upstream a perfect place for settling and trapping sediments. The efficiency of trapping sediment downstream of the obstacle in comparison with the same conditions without obstacle increases about 33 percent.