بررسی آزمایشگاهی تاثیر تغییرات بستر کانال آب رسان بر ضریب آب گذری سرریزهای جانبی در پروژه های پخش سیلاب

سرریزهای جانبی بطور گسترده و وسیعی در مهندسی هیدرولیک و محیط زیست به ویژه در زیربخش های شبکه های توزیع آب، سیستم های آبیاری زهکشی، نیروگاه های تصفیه آب و فاضلاب و سیستم های پخش سیلاب استفاده می شوند. خروج بخشی از جریان توسط سرریز جانبی و کاهش ظرفیت حمل رسوب در کانال اصلی منجر به ته نشینی رسوبات در دهانه سرریز شده که باعث افزایش مقاومت جریان و تراز سطح آب روی سرریز و افزایش ضریب آبگذری و دبی ورودی به سرریز جانبی می شود. در این تحقیق، اثر متقابل جریان سرریز و پدیده های انتقال رسوب در کانال های با بستر متحرک و همچنین ضریب دبی سرریزهای جانبی لبه تیز مستطیلی در کانال های با بستر ثابت و متحرک بصورت آزمایشگاهی مطالعه و بررسی گردید. بخش اول مطالعات آزمایشگاهی در یک کانال با بستر متحرک با اندازه میانه رسوبات برابر با انجام شد. در بخش دوم، بستر کانال ثابت گردید و آزمایشات مجددا انجام شد. مهمترین موضوعات مورد بررسی در تحقیق شامل بررسی شکل ته نشینی رسوبات در دهانه سرریز، پروفیل تغییرات تراز ته نشینی در امتداد سرریز، موقعیت تراز حداکثر فرم شکل گرفته و اثرات این فرم بر شرایط جریان سرریز از جمله ضریب آبگذری و دبی ورودی به سرریز جانبی است. نتایج بدست آمده نشان داد که در حدود ‮‭20‬ درصد از رسوبات در دهانه سرریز ته نشین شده و منجر به افزایش مقاومت جریان و تراز سطح آب روی سرریز می شود. محل وقوع نقطه حداکثر فرم شکل گرفته از ‮‭75‬ درصد طول سرریز به بعد می باشد. مقایسه مقادیر ضریب آبگذری بدست آمده در کانال با بستر متحرک و ثابت نشان می دهد که ته نشینی رسوبات در دهانه سرریز منجر به افزایش حداکثر ‮‭17‬ درصد ضریب آبگذری برای سرریز با طول ‮‭60‬ سانتیمتری و حداقل 9 درصد برای سرریز با طول ‮‭20‬ سانتیمتری در کانال با بستر متحرک در مقایسه با کانال با بستر ثابت می شود. همچنین در تحقیق حاضر مدل های رگرسیونی خطی و غیرخطی چند متغیره برای توسعه معادلات تجربی با استفاده از پارامترهای بدون بعد، برای تعیین ضریب دبی سرریزهای جانبی مستطیلی شکل مورد استفاده قرار گرفت. با داشتن مقادیر ضریب آبگذری سرریز جانبی مشاهداتی در هر دو حالت جریان در کانال با بستر ثابت و متحرک و با استفاده از روش های همبستگی خطی و غیرخطی چهار معادله تجربی که شامل دو معادله خطی و غیر خطی برای جریان در کانال های با بستر متحرک و دو معادله برای جریان در کانال های با بستر ثابت جهت برآورد ضریب آبگذری سرریزهای جانبی مستطیلی شکل لبه تیز توسعه داده شد. همچنین دبی منحرف شده از کانال اصلی با استفاده از مدل های پیشنهاد شده محاسبه و با داده های مشاهداتی مقایسه شد. نتایج بدست آمده از مدل های پیشنهادی دارای همبستگی خوبی با مقادیر مشاهداتی بوده و این مدل ها قادر به پیش بینی مناسب ضریب دبی سرریزهای لبه تیز مستطیلی برای هر دو کانال با بستر متحرک و ثابت هستند. میانگین خطای نسبی ضریب دبی محاسبه شده با استفاده از مدل های پیشنهادی برای کانال با بستر متحرک ‮‭63.4‬% و ‮‭72.4‬% و برای کانال با بستر ثابت ‮‭165.1‬ و ‮‭33.1‬% بدست آمد. نتایج بدست آمده نشان دهنده افزایش ضریب آبگذری سرریز جانبی در کانال با بستر متحرک برای سرریز با طول های ،‮‭40 60‬ و ‮‭20‬ سانتیمتری به ترتیب ‮‭14‬%، ‮‭14‬% و 9% نسبت به حالت جریان در کانال با بستر ثابت است. واژه های کلیدی: سرریز جانبی، سرریز لبه تیز مستطیلی، کانال با بستر متحرک، ضریب دبی، مورفولوژی بستر، انتقال رسوب