مشخصه امواج عرضی در جریان فوق بحرانی پایین دست پایه دریچه های سرریز سدها

محمدرضا کاویانپور، سیدمجتبی موسوی مهر، اکرم طاهری

چکیده

در سرریز شوت معمولاً مشکلات هوادهی، امواج عرضی، کاویتاسیون و فرسایش پیشروی طراحان می­شود. با وجود اینکه مطالعات زیادی روی مشخصات جریان سرریزها انجام شده، اما اطلاعات کمی در مورد جریان فوق بحرانی پایین دست پایه­های مستقر روی سرریز شوت و امواج عرضی ناشی از آن مطرح می­باشد. دراثربرخورد جریان با پایه دریچه­های مستقر روی سرریزها،جریان فوق بحرانی موجی شکل، معروف به جریان بالی­شکل یا دم­خروسی ایجاد می­شود. حاصل این جریان، سه موج عرضی است که اولی پایین دست پایه،دومی وسط سرریز و سومی روی دیوار سرریز شکل می­گیرد. اهمیت بررسی این پدیده به علت تأثیرگذاری بر میدان جریان پایین­دست و ایجاد شرایط نامتعادل هیدرولیکی است. در این تحقیق، بررسی آزمایشگاهی چگونگی تشکیل این امواج عرضی و پروفیل امواج ایجاد شده ارائه می­شود. آزمایش­ها روی مدل فیزیکی سرریز سد خیرآباد، که در مؤسسه تحقیقات آب ایران ساخته شده، انجام شد. نتایج تحقیق نشان داد که سه دسته موج در اثر قرار گیری پایه دریچه­ها روی شوت ایجاد می­شود. ارتفاع امواج فوق می­تواند از 2برابر عمق آب نیز بزرگتر شده و لذا طراحی دیوارهای کناری شوت راتحت تأثیر قرار دهد. نتایج همچنین نشان داد که عدد فرود جریان و بازشدگی دریچه­ها تأثیری قابل ملاحظه بر شکل­گیری امواج فوق دارد. در نهایت نیز معادلاتی جهت بیان ارتفاع بیشنه و محل وقوع آن برای سه دسته امواج ایجاد شده روی سرریز مورد مطالعه، ارائه شد.