بررسی آزمایشگاهی جریان انحرافی آبگیرهای جانبی در کانال‌های قوسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه/ آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

2 دانشیار/ دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار/ دانشگاه صنعت آب و برق - شهید عباسپور

چکیده

مطالعه جریان‌های انحرافی از دیر باز مورد توجه مهندسین هیدرولیک بوده است. شکل‌گیری جریان‌های انحرافی یا به‌طور طبیعی به‌صورت شریان و ایجاد میان‌بر در رودخانه‌های مئاندری بوده و یا آنکه از نوع آبگیری از رودخانه‌‌ها جهت مصارف کشاورزی، آبرسانی شهری و صنعتی از نوع جریان انحرافی مصنوعی می‌باشد. تحقیقات انجام شده نشان می‌دهد، الگوی جریان‌های انحرافی کاملاً سه‌بعدی و غیر‌یکنواخت بوده و ناحیه جدا‌شده در نزدیکی دیواره داخلی کانال انحرافی برروی میزان آبگیری مؤثر است. در تمام این تحقیقات پارامترهای هندسی نظیر موقعیت آبگیری در قوس و زاویه آبگیری و پارامترهای هیدرولیکی نظیر دبی کانال اصلی و عدد فرود به عنوان عوامل اصلی در میزان آبگیری مطرح شده است. بنابراین به‌منظور بررسی میزان دبی انحرافی از آبگیر جانبی در کانال‌های قوسی، مطالعات آزمایشگاهی بر روی فلومی (U) شکل با مقطع مستطیلی و با بستر ثابت انجام گرفت. از کانالی مستقیم با مقطع مستطیلی نیز به‌عنوان کانال انحرافی استفاده شد. با انجام آزمایش‌هایی بر اساس مقادیر مختلف عدد فرود، موقعیت آبگیری و زاویه آبگیری رابطه‌ای بین پارامترهای هندسی- هیدرولیکی مؤثر بر میزان دبی نسبی انحرافی نتیجه‌گیری شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Flow in Lateral Intakes in Curved Channels

نویسندگان [English]

  • M.R Pirestani 1
  • A.A Salehi Neyshabouri 2
  • M.R Majdzadeh Tabatabai 3
1 Faculty Member of Islamic Azad University (Tehran South-Branch)
2 Assoc. prof., Tarbiat Modares University
3 Assis. Prof., Power and Water University of Technology
چکیده [English]

Diverted flow has been the subject of interest for researchers and hydraulic engineers for many years. In general, diversion flow can be categorized as natural and artificial flow. Natural flow diversion usually occurs as braiding or cutoff in meander rivers, while artificial flow is man-made to divert flow by lateral intake channels for water supply. According to the research done so far, flow patterns have been identified to be non-uniform and three dimensional in the vicinity of the lateral intake. The rate of flow diversion is influenced by the separation zone, resulted from vortices. In most of the research works, the main hydraulic and geometric parameters that have been studied are intake location, diversion angle, main channel flow and Froude number. To assess the flow diversion rate in rivers, experimental studies were made on a rectangular fixed bed U-shape channel with a rectangular fixed bed straight channel as a lateral intake. Experiments were carried out for different Froude numbers, intake locations and diversion angles to obtain a relationship between the so-called hydraulic parameters and diversion flow rate.

ایزدپناه، ز و صالحی نیشابوری، ع، (1382)، "بررسی و انتقال رسوب در آبگیرهای جانبی در قوس رودخانه"، مجله علمی کشاورزی، انتشارات دانشگاه شهید چمران، جلد 26، شماره 2، ص‌24-15.
پیرستانی، م. ر، (1383)، "بررسی الگوی جریان و آبشستگی در دهانه ورودی آبگیر کانال‌های دارای انحنا"، رساله دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران، 176ص.
Agaccioglu, H. and Yüksel, Y. (1998), "Side – Weir Flow in Curved Channels", Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 124(3) pp. 163-175.
Barkdoll, B.D., Ettema, R. and Odgaard, A.J. (1999), "Sediment Control at Lateral Diversions: Limits and Enhancements to Vane Use", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125, pp. 862-870.
Bergs, M.A. (1990),Flow Processes in A Curved Alluvial Channel”, Ph.D. Thesis in Iowa University, USA, 365p.
Blanckaert, K. (2002), "Analysis of Coherent Flow Structures in a Bend Based on Instantaneous-Velocity Profiling", Third International Symposium on Ultrasonic Doppler Methods for Fluid Mechanics and Fluid Engineering, EPFL, Lausanne, Switzerland, pp. 51-58.
Booij, R. (2002), "Modeling of Secondary Flow Structure in River Bends", River Flow 2002, Bousmar and Zech (eds.), pp. 127-133.
Bridge, J.S. (1983), "Flow and Sedimentary Processes in River Bends: Comparison of Field Observations and Theory", Proceedings of the Rivers '83, New Orleans, Louisiana, pp. 857-872.
Falcon, A., Marco, A. and Kennedy, J.F. (1983), "Flow in Alluvial-River Curves", Journal of Fluid Mechanics, 113, pp. 1-16.
Kassem, A.A. and Chaudhry, M.H. (2002), "Numerical Modeling of Bed Evolution in Channel Bends", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 128, pp. 507-514.
Neary, V. and Sotiropoulos, F. (1996). "Numerical Investigation of Laminar Flow Through 90-degree Diversion of Rectangular Cross Section", Computer and Fluids, 25(2) pp. 95-118.
Neary, V., Sotiropoulos, F. and Odgaard, A.J. (1999). "Three-Dimensional Numerical Model of Lateral-Intake Inflows", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125(2) pp. 126-140.
Novak, P. and Cabelka, J. (1981), Models in Hydraulic Engineering, Physical Principles and Design Application. Pitman Advanced Publishing Program.
Novak, P., Moffat, A. and Nalluri, C., (1990), Hydraulic Structures, Pitman. London. 546 p.
Razvan, E., (1989), River Intake and Diversion Dams, Elsevier Science Publishing Company Inc. New York. NY. 10010. USA.
Raudkivi, A.J., (1993), Sedimentation, Exclusion and Removal of Sediment from Diverted Water, IAHR.
Scheuerlin, H., (1984), Die Wasserentnahme. Ernst and Sohn, Germany, 105p.
Toru, K., (1975), "Design of Irrigation Water Intake", ICID, 9th Congress Moscow, pp. 511-532.
Vanoni, V.A, (1975), Sedimentation Engineering, ASCE, New York.