بررسی آزمایشگاهی تأثیر ابعاد تخلیه کننده تحتانی بر میزان رسوبات پشت سد در رسوب‌شویی تحت فشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس امور اجرایی طرح فاضلاب آبفا اهواز، اهواز، ایران.

2 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران.

3 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

4 استاد، گروه علوم و مهندسی آبخیز، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران.

5 دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز، اهواز، ایران.

چکیده

بهره‌برداری از سدهای مخزنی تاکنون با تاکید بر اهداف تأمین نیازهای آبی و مهار انرژی سیلاب و بهبود شرایط زیست محیطی صورت گرفته است و به مسئله‌ی خروج رسوبات از مخزن سد کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه به منظور تعیین روشی جهت بهبود تخلیه رسوبات، یک سازه نیم‌استوانه در جلوی تخلیه‌کننده تحتانی مورد آزمایش قرار گرفت. آزمایش‌ها با ساخت 16 مدل فیزیکی، با طول و عرض شکاف مختلف در چهار ارتفاع آب، سه قطر نیم‌استوانه و جمعاً 208 آزمایش انجام پذیرفت. نتایج حاصل از آزمایش‌ها نشان داد که با کارگذاری سازه‌ی نیم‌استوانه در جلوی تخلیه‌کننده تحتانی، حجم رسوب‌شوئی افزایش می‌یابد. به عبارت بهتر یک جفت گرداب چرخشی در داخل سازه نیم‌استوانه در دو طرف محور مرکزی دریچه به‌ وجود می‌آید که در این‌صورت نصب نیم‌استوانه به قطرهای مختلف، باعث افزایش چند برابری حجم و طول رسوب‌شوئی، نسبت به مدل بدون استوانه می‌گردد. به‌طوری که با افزایش چهار برابری ارتفاع شکاف، حجم و طول رسوب‌شویی 3/101 و 2/27 درصد افزایش نشان می‌دهد. نتایج این پژوهش نشان داد که نصب نیم‌استوانه به قطرهای7/12، 2/15 و 2/19 به طور متوسط به ترتیب 587، 732 و 829 درصد افزایش حجم رسوب‌شوئی را نسبت به مدل بدون استوانه در پی خواهد داشت. همچنین نصب نیم‌استوانه به قطرهای 7/12، 2/15 و 2/19 به طور متوسط به ترتیب 94، 106 و 111 درصد افزایش طول رسوب‌شوئی را نسبت به مدل بدون استوانه به‌همراه خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Laboratory Study of the Effect of Bottom Outlet Dimensions on the Amount of Sediment Discharge Behind the Dam in Pressure Flushing

نویسندگان [English]

  • Ali Akbar Rasouli 1
  • Amir Abbas Kamanbedast 2
  • Mohammad Ansari Ghojghar 3
  • Ali Salajegheh 4
  • Ehsan Parsi 5
1 Ahvaz ABFA Sewerage Project Component Expert, Ahvaz, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Islamic Azad University Ahwaz, Ahwaz, Iran.
3 Ph.D. Candidate, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
4 Professor. Department of Watershed Engineering Faculty of Natural Resources University of Tehran, Karaj, Iran.
5 Ph.D. Candidate, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Islamic Azad University Ahwaz, Ahwaz, Iran.
چکیده [English]

The operation of reservoir dams has so far been done with emphasis on the goals of meeting water needs and controlling flood energy and improving environmental conditions, and less attention has been paid to the issue of sediment removal from the reservoir of the dam. In this study, a semi-cylindrical structure in front of the lower discharge was tested to determine a method to improve sediment discharge. The experiments were performed by constructing 16 physical models with different lengths and widths of gaps in four water heights, three half-cylinder diameters and a total of 208 experiments. The results of the experiments showed that by placing a semi-cylindrical structure in front of the lower discharge, the volume of leaching sediment increases. In other words, a pair of rotating vortices is created inside the semi-cylindrical structure on both sides of the central axis of the valve, in which case the installation of a half-cylinder with different diameters increases the volume and length of scale washing compared to the model without a cylinder. . So that by increasing the height of the gap four times, the volume and length of sedimentation increase by 101.3 and 27.2 percent. The results of this study showed that the installation of semi-cylinders with diameters of 12.7, 15.2 and 19.2 on average will result in an average of 587, 732 and 829 percent increase in sediment volume compared to the model without cylinders. Also, installing semi-cylinders with diameters of 12.7, 15.2 and 19.2 on average will increase the length of scouring by 94, 106 and 111 percent, respectively, compared to the model without cylinders

کلیدواژه‌ها [English]

  • Deposition of sediment
  • Eddy current
  • Reservoir
  • Semi-cylindrical structure

مراجع

1. Abdollahpour, M., & Hosseinzadeh Dalir, A. (2013). Effect of Semi-Cylinder Structure Position on Pressurized Flushing Efficiency of Reservoirs. Water and Soil Science, 23(2), 269-282. (In Persian).
2. Ahn, J., Yang, C. T., Boyd, P. M., Pridal, D. B., & Remus, J. I. (2013). Numerical modeling of sedimentflushing from Lewis and Clark Lake. International Journal of Sediment Research, 28(2), 182-193.
3. Althous, J. (2011). Sediment evacuation from reservoirs through intakes by jet induced flow. PhD Thesis. Ecole Polytechnique Federale De Lausanne, Swiss.
4. Davoodi, L., & Shafai Bejestan, M. (2012). Application of submerged vanes for sediment control at Intakes from Irrigation trapezoidal channels. Journal of Water and Irrigation Management, 1(2), 59-71. (In Persian).
5. Elahi, A., & Kasefipour, M. (2016). Laboratory Analysis of the Flushing Cone Dimensions at the Upstream Bottom Outlets of Dam Reservoir for Different Entrance Shape of Bottom Outlets Using Pressure Flushing. Journal of Irrigation Sciences and Engineering (JISE), 39(2), 27-37. (In Persian).
6. Emamgholizadeh, S., Bina, M., Ghomeshi, M., & Jahani, H. (2007). The Investigation and Evaluation of the Pressure Flushing through Storage Reservoirs Using Physical Models. Iran-Water Resources Research (IR-WRR), 3(1), 68-79. (In Persian).
7. Emamgholizadeh, S., & Fathi Moghdam, M. (2014). Pressure Flushing of Cohesive Sediment in Large Dam Reservoirs. Journal of Hydrologic Engineering, 19(4), 674-681.
8. Ghomeshi, M., Jahanshahi, M., & Zayeri, M.R. (2012). Simulation of Sediment Deposition in Jiroft Reservoir Using GSTARS3 Model. Journal of Irrigation Sciences and Engineering, 35(3), 1-10. (In Persian).
9. Hekmat, K. Shafaei Bejestan, M. (2006). Conditions for the discharge of sticky sediment from pressurized ducts using a sudden wave. In: Proceeding of 7th International River Engineering Conference. Shahid Chamran University of Ahvaz. Ahvaz. Iran. (In Persian).
10. Jalili, H., & Hosseinzadeh Dalir, A. (2012). Extend the vortex flow around the reservoirs sluice gate, Proceeding of the First International Conference on Dams and Hydropower. 7-9 February, Tehran, IRAN. (In Persian).
11. Kumar, V., Rango Raju, K.G., & Vittal, N. (1999). Reduction of local scour around bridge piers using slots and collars. Journal of Hydraulics Engineering, 125(12), 1302-1305.
12. Madadi, M.R., Rahimpour, M., & Qaderi, K. (2017). Improving the Pressurized Flushing Efficiency in Reservoirs: An Experimental Study. Water Resources Management, 31, 4633-4647.
13. Meshkati, M.A., Dehghani, A.A., Emamgholizadeh, S., & Ebrahimi, F. (2009). Influence of pressurized valve dimensions and melting mixture dimensions on pressurized flushing. 08th International River Engineering Conference. Shahid Chamran University of Ahvaz, Water utility company in Ahvaz, Ahvaz, Iran. (In Persian).
14. Morris, L. M., & Fan, J. (1997). Reservoir Sedimentation Handbook, design and management of dams, reservoirs and watershed for sustainable use. New York, McGraw Hill.
15. Powell, N. D. (2007). Sediment transport upstream of orifice. Ph.D. thesis, Clemson University. South Carolina UMI.
16. Samadi Boroujeni, H., Khastar, M., Fattahi, R., Ghasemi, M., & Taheri, Z. (2019). Experimental Study on the Threshold Shear Stress of fine sediments (Case Study: Karkeh Reservoir Dam Sediments). Journal of Hydraulics, 13(3), 107-115. (In Persian).
17. Seyedjavad, M. S., & Mashal, M. (2015). Evaluation of hydraulic sensitivity indicators for Baffle modules (Case study: Varamin Irrigation and drainage network). Journal of Water and Irrigation Management, 4(2), 229-242. (In Persian).
18. Spuy, L.R.V.D. (2019) Basson, G.R. Bosman, D.E. Flushing of sediments at hydropower plant dams. Conference: HYDRO, At: Porto, Portugal.
19. Talebbeydokhti, N., & Naghshineh, A. (2004). Flushing sediment through reservoirs. Iranian Journal of Science & Technology Transaction, B(28), 119-136.
20. White, W.R., & Bettess, R. (1984). The feasibility offlushing sediments through reservoirs. International Association of Hydrological Sciences, 144, 577-587.
مدیریت آب و آبیاری
دوره 11، شماره 1
اردیبهشت 1400
صفحه 59-72

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار