بررسي عوامل موثر بر آبگذري جريان از آبگير كفي با محيط متخلخل در شرايط آب زلال

Evaluation of Effective Factors on Flow Discharge in Bottom Intakes with Porous Media in Clear Water

به‌كارگيري محيط متخلخل به‌جاي صفحات مشبك در آبگيري از كف رودخانه‌هاي كوهستاني، از روش‌هاي نوين آبگيري از رودخانه محسوب مي‌شود. در پژوهش حاضر با ساخت مدل آزمايشگاهي و اجراي آزمايش‌هاي متعدد، تاثير عواملي مانند: اندازه و يكنواختي سنگدانه‌هاي داخل آبگير، طول و ارتفاع مختلف آبگير و دبي‌هاي ورودي متفاوت بر ميزان دبي انحرافي آبگيركفي با محيط متخلخل، بررسي شد. نتايج به‌دست آمده از آزمايش‌ها نشان مي‌دهد كه هر چه اندازۀ سنگدانه‌هاي محيط متخلخل آبگير بزرگتر و دانه‌بندي يكنواخت‌تر باشد ميزان دبي انحرافي از آبگير بيشتر خواهد بود. افزايش ضريب يكنواختي سنگدانه‌هاي داخل آبگير موجب كاهش 4 تا 6 درصد از نسبت دبي انحرافي به دبي ورودي مي‌شود. با افزايش طول و ارتفاع(ضخامت) آبگير، ميزان دبي انحرافي از آبگير روند افزايشي دارد. براي مثال، افزايش طول آبگير از 15 به 45 سانتي‌متر براي مدل آبگيري با ارتفاع10 سانتي‌متر و سنگدانه‌هاي با متوسط 15/30ميلي‌متر باعث افزايش 25 درصد در نسبت دبي انحرافي به دبي ورودي براي دبي ورودي 14/82ليتر بر ثانيه شد. حداقل و حداكثر نسبت دبي انحرافي به دبي ورودي در آزمايش‌هاي اين تحقيق به‌ترتيب 13 و 90 درصد است. مقايسۀ نتايج اين بدست آمده از اين تحقيق با نتايج بدست آمده از تحقيقات پيشين حاكي از كاهش ميزان دبي انحرافي در شرايط جديد است. با تجزيه و تحليل داده‌هاي به‌دست آمده و استفاده از آناليز ابعادي و رگرسيون چند متغيره بين نتايج آزمايش‌ها، معادله‌ا‌ي جديد براي تخمين ضريب آبگذري براي اين نوع آبگير پيشنهاد شده است.

Applying bottom racks to divert water from the river bed is one of the most common methods in water diversion works. Problems due to rack installation on diversion channel have led to propose new idea of bottom intake with porous media. In the present investigation by conduduction of several experiments and by using laboratory equipments, , diverted discharge were measured for different grain size distributions of porous media, three lengths and three heights for intake and rates of flow. According to the obtained results, as the the grain size increased, diverted flow was also increased, but as the increasing uniformness coefficient of grain intake was increased, diverted flow decreased between 4 to 6 percent. diverted discharge increased with an increase of the length and height of intake. For example increasing intake length from 15 cm to 45 cm for intake model with H=10 cm, d50=15.3 mm and Qt=14.82 lit/s, caused 25% increase in diverted discharge. Minimum and maximum values of relative diverted discharge in investigation was found to be 13 and 90 percent respectively. Comparison of the results of this research with previous research findings, showed that the rate of diverted discharge under new conditions decreased. By analysis of experimental data and using dimensional analysis and multivariate regression, a new equation for estimation of discharge coefficient with the value of R2=0.897 was developed.