شبیه سازی جریان آب با انتقال رسوب در آبگیرهای سد انحرافی در پیچ یک آبراهه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 دانشیار / دانشگاه تهران گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، کرج، ایران

10.22059/jwim.2023.349517.1022

چکیده

احداث سرریزها در محدوده پیچ رودخانه و رسوبگذاری در بالادست آن‌ها، مشکلاتی را در غیریکنواختی توزیع جریان و انحراف آب به آبگیرهای طرفین رودخانه پدید می‌آورد. بیشتر مطالعات اخیر برای شرایط جریان آب صاف انجام شده است. هدف اصلی در این تحقیق، بررسی توزیع بده جریان ورودی به آبگیرهای دو طرف سرریز در شرایط جریان آب با انتقال رسوب در پیچ یک آبراهه بوده است. از مدل عددی FLOW-3D برای آزمون اثرات زاویه آبگیری، آستانه آبگیر و مجرای تخلیه رسوب بر یکنواختی بده جریان و بار رسوبی ورودی به آبگیرها و توزیع نهشتگی رسوبات در ناحیه آبگیرها استفاده گردید. مدل عددی براساس اطلاعات مدل فیزیکی برای شرایط جریان اّب صاف واسنجی و تائید گردید. سپس مدل عددی برای جریان آب با انتقال رسوب اعتبارسنجی و تنظیم شد، و برای هفت سناریو از چیدمان سرریز و سازه های وابسته آن در پیچ آبراهه اجرا گردید. نتایج نشان داد که بیشترین رسوبگذاری به سمت آبگیر پیچ داخلی است. در شرایط آبگیر بدون آستانه و بدون مجرای تخلیه رسوب، نسبت بده آبگیر خارجی به داخلی برای پنج زاویه آبگیر صفر، 30، 50، 60 و 90 درجه بترتیب برابر 1/2، 8/3، 0/5، 2/4 و 4/2 است. استفاده از آبگیر با زاویه 90 درجه به دلیل ورود کمتر رسوبات و یکنواختی توزیع بده جریان به آبگیرهای دو طرف، کارایی بهتری دارد. در شرایط با آستانه و مجرای تخلیه رسوب، نسبت بده آبگیر خارجی به داخلی برای دو زاویه آبگیر صفر و 90 درجه بترتیب به 1/1 و 3/1 کاهش می یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Simulation of sediment transporting flow at river intakes of a diversion dam in a channel bend

نویسندگان [English]

  • Mehran Ashnavar 1
  • Mehdi Yasi 2
1 Former M.Sc. Student of Hydraulic Structures, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Department of Irrigation & Reclamation Engineering, University of Tehran, Karaj Campus, Karaj 3158777871, IRAN
چکیده [English]

There is a number of evidence for the construction of weirs and diversion dams in river bends, and sometimes building water intakes on both sides of the river bend are needed. However, this encounters problems in terms of asymmetry of flow distribution into the intake structures. Most recent studies have been conducted for smooth water flow conditions. The main purpose of this study was to investigate the uniformity of sediment transporting flows into bilateral intakes on both sides of a spillway in a channel bend. FLOW-3D numerical model was used to test the effects of intake angle, intake sill and sluice way on the uniformity of flow and sediment load entering the intakes and the distribution of sediment deposits in the intake area. The numerical model was calibrated and confirmed based on the information of the physical model for smooth water flow conditions. Then, the numerical model for sediment transport flow was validated and adjusted, and it was implemented for seven scenarios of the arrangement of the weir and its related structures in the channel bend. The results showed that the most of the sediment deposition is towards the inner-bend intake. Without the intake sill and sluiceway, the ratio of outer to inner intake for five intake angles of zero, 30, 50, 60 and 90 degrees is about 2.1, 3.8, 5.0, 4.17 and 2.4, respectively. Using a 90-degree intake is more efficient due to less sediment entry and uniform inflow distribution to both bilateral intakes. Inclusion of sill and sluiceway in the intake system results in the reduction of the ratio of outer to inner intake to be reduced to 1.1 and 1.3 for the two intake angles of zero and 90 degrees, respectively. The results show that it is necessary to use the intake sill and the sluice way to control the sediments entering to the intakes, especially in inner intake.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Intake
  • Channel bend
  • Sediment transport
  • FLOW-3D model