بررسی آزمایشگاهی شکل زبری بر مشخصات پرش هیدرولیکی در حوضچه های آرامش
چکیده
متداول ترین روش برای استهلاک انرژی سینماتیک آب در پایین دست سرریزها، دریچه ها و تند آبها، استفاده از پرش هیدرولیکی است.پرش یا جهش آبی، یک جریان متغیر سریع در جریانهای روباز بین حالت فوق بحرانی و حالت زیر بحرانی است. به منظور کنترل جهش آبی در پایین دست سازه های یاد شده،نیاز به ساخت حوضچه آرامش می باشدتا تمام یا قسمتی از جهش آبی در آن رخ دهد. سرعت زیاد جریان در پایین دست، می تواند باعث تخریب بستر فرسایشی رودخانه و یا کانال های خاکی گردد. ابعاد این حوضچه ها بستگی به مشخصات پرش چون طول غلتاب، طول پرش و عمق مزدوج دارد. به منظور کاهش ابعاد حوضچه و در نتیجه هزینه ها استفاده از بلوک در ابتدا و یا کف حوضچه مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که بلوکها در معرض مستقیم جریان ورودی قرار دارند، ممنتم زیادی را باید تحمل کنند که در نتیجه از نظر سازه ای دارای ابعاد بزرگی هستند. از طرفی وجود زبری در کف حوضچه نیز می تواند در کاهش مشخصات پرش موءثر باشد ضمن اینکه ممنتم خیلی کمتری به آنها وارد می شود. به منظور بررسی مقدار کاهش مشخصات پرش هیدرولیکی در اثر وجود زبری های غیر ممتد و اینکه چه شکل زبری تاثیر بیشتری در این کاهش دارد، این مطالعه انجام شده است.زبری های مورد استفاده دراین مطالعه هرم هایی با سطح مقطع لوزی، دایره، مثلث، مستطیل و شش ضلعی با ارتفاع(1/6 سانتی متر) و سطح عمود بر جریان(2/62 سانتی متر) یکسان هستند. این زبری ها در شرایط جریان متفاوتی با اعداد فرود در محدوده ی بین 4/9 تا 12/4 ، با آرایش یکسان زیگزاگ(7-6-7) مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که زبریها می توانند مشخصات پرش شامل طول پرش را بطور متوسط35 درصد، طول غلتاب 21/6 درصد کاهش دهند و موءثرترین شکل در کاهش طول، زبری لوزی شکل بوده، همچنین عمق مزدوج پرش در بستر زبر نسبت به بستر صاف بطور نسبی 23/3 درصد کاهش یافته و در این کاهش زبری مثلثی موثرترین شکل می باشد. همچنین تنش برشی مرزی بطور متوسط در بستر زبر حدود 11 برابر افزایش یافته وبشترین مقدار توسط زبری مثلثی با مقدار 12/4برابر می باشد. میزان افزایش استهلاک انرژی نیز بطور متوسط 5 درصد بوده است.
