بررسی و ارزیابی رسوب‌شوئی تحت فشار در سدهای مخزنی با استفاده از مدل فیزیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار / دانشگاه صنعتی شاهرود

2 استادیار/ دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

3 دانشیار /دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

4 کارشناس/ سازمان آب و برق خوزستان

چکیده

رسوب‌گذاری در مخازن سدها مشکلی است که بسیاری از سد‌های در حال بهره‌برداری با آن مواجه می‌باشند. مدیریت پایای مخزن ایجاب می‌نماید که حجم ذخیره مفید مخزن که بوسیله انباشت رسوبات از دست می‌رود از طریق روشهای رسوبزدائی مانند لایروبی، عبور دهی جریان غلیظ، رسوب‌شوئی  و یا دیگر روشهای رسوب‌زدائی حفظ و بازیافت گردد. در روش رسوب‌شوئی، رسوباتی که از قبل در مخزن نهشته شده‌اند بوسیله باز نمودن دریچه‌های تحتانی سد همراه با آب خروجی از دریچه‌ها شسته شده و از آن خارج می‌گردند. مقدار حجم رسوبات  تخلیه شونده به پارامترهای مختلفی بستگی دارد که برای مثال می‌‌‌توان به عمق آب داخل مخزن، دبی جریان خروجی از تخلیه‌کننده تحتانی، اندازه و نوع رسوبات تجمع یافته و مشخصات فیزیکی مجرای تخلیه رسوبات اشاره نمود. جهت انجام این پژوهش یک مدل فیزیکی در دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز ساخته شد و با انجام آزمایشات مختلف به بررسی و مطالعه این امر پرداخته شد. سپس با آنالیز ابعادی پارامترهای فوق الذکر  به تجزیه و تحلیل نتایج بدست آمده پرداخته شده و رابطه‌ای بدون بعد برای تخمین حجم مخروط رسوب‌شوئی ارائه گردید. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد برای دست یابی به حداکثر راندمان در تخلیه رسوبات در رسوب‌شوئی تحت فشار می‌بایستی تا آنجائیکه بهره‌برداری مخزن اجازه می‌دهد ارتفاع آب مخزن را کاهش داد و دریچه‌ها با حداکثر ظرفیت‌شان بهره‌برداری شوند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Investigation and Evaluation of the Pressure Flushing Through Storage Reservoirs Using Physical Models

نویسندگان [English]

  • S Emamgholizadeh 1
  • M Bina 2
  • M Ghomeshi 3
  • H Jahani 4
1 Assistant Professor of Shahrood University
2 Assistant Professor of Shahid Chamran University
3 Assistant Professor of Shahid Chamran University
4 Engineer Khuzestan Water and Power Authority (KWPA)
چکیده [English]

Sedimentation in reservoirs is one of the most serious problems of most dams. Sustainable reservoir management necessitates the deposited sediment most be removed to reduce the inactive storage of the reservoir. Different methods can be used accordingly to control sedimentation and maintenance of the dam reservoir. Dredging, sluicing, and flushing are among these methods. In flushing methods, the previously deposited sediment would be flushed from the reservoir by opening the bottom outlets. In the pressure flushing method, the amount of the flushed sediments depends on many parameters such as the water depth over the bottom outlets, the discharge through bottom outlets, the size of the outlets, the geometry of the reservoir, and the size and  type of the sediments.
In this study laboratory experiments were performed to investigate the flushing processes during pressure flushing. The effects of the discharge through bottom outlets and the water depth over the bottom outlets were investigated using 3 sizing of non-cohesive sediments (fine, medium, and coarse sediments).  The physical model was constructed in the Hydraulic Laboratory at the Water and Science Collage of the University of Shahid Chamran, Ahwaz, Iran. The results indicated that the amount of sediment flushed increases as the depth of water in reservoir decreases and the discharge from outlets increases. Under the same conditions the flushed sediment volume is increased moving  from coarse sediments to fine sediments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pressure Flushing
  • Sedimentation
  • Bottom outlet
  • Storage Reservoir
g sediment from the reservoir, Report OD 137.
Brandt, S. A. (2000), A review of reserevior desiltation. International Journal of Sediment Research, Vol. 15(2000), pp. 321-342.
Brandt, S.A. and Swenning, J. (1999), Sedimentological and geomorphological effects of reservoir flushing: the Cach Reservoir, Costa Rica, 1996. Geografiska Annaler, Vol. 81A (3), pp. 391-407.
Breusers, H.N.C., Klaassen, G.J., Brakel, J. and Roode, F.C. (1982), Environmental impact and control of reservoir sedimentation. Fourteenth International Congress on Large Dams, Transactions, Rio de Janeiro, Brazil, 3-7 May, Vol. 3, pp. 353-372
Brown, C.B. (1943), The Control of Reservoir Silting. United States Department of Agriculture, Miscellaneous Publication No. 521
Di Silvio, G. (1990), Modeling desiltation of reservoirs by bottom-outlet flushing. Movable bed physical models, H.W., Shen, ed. NATO ASI Series C, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp. 159-171.
Emamgholizadeh, S., Samadi, H. and Bina, M. (2005), The flushing of the sediment near the power intakes in the Dez Reservoir. River Basin Management 2005, Italy.
Fang, D. and Cao, S. (1996), An experimental study on scour funnel in front of a sediment flushing outlet of a reservoir. Proceedings of the 6th Federal Interagency Sedimentation Conference, Las Vegas, March 10-14, pp. I.78-I.84.
Fan, J. (1985), Methods of preserving reservoir capacity. Methods of computing sedimentation in lakes and reservoirs: A contribution to the International Hydrological Programme, IHP-II Project A. 2.6.1 Panel, S. Bruk, ed ., Unesco, Paris, pp. 65-164.
Lai, J.S. and Shen, H.W. (1996), Flushing sediment through reservoirs. Journal of Hydraulic Research, Vol. 34(2), pp. 237-255.
Morris, G. L. and Fan, J. (1997), Reservoir Sedimentation Handbook: "Design and Management of Dams, Reservoirs, and Watersheds for Sustainable Use", McGraw-Hill, New York.
Pitt, J.D. and Thompson, G. (1984), The impact of sediment on reservoir life. Challenges in African Hydrology and Water Resources, Proceedings of the Harare Symposium, July, D.E. Walling, S.S.D. Foster, and P. Wurzel, eds, IAHS Publication No. 144, pp. 541-548.
Scheuerlein, H., Tritthart, M. and Nunez Gonzalez, F. (2004), Numerical and physical modeling concerning the removal of sediment deposits from reservoirs. Conference proceeding of Hydraulic of Dams and River Structures, Tehran, Iran, pp. 245-254.
White, W.R. and Bettess, R. (1984), The feasibility of flushing sediments through reservoirs. Challenges in African Hydrology and Water Resources, Proceedings of the Harare Symposium, July, D.E. Walling, S.S.D. Foster, P. Wurzel, eds, IAHS Publication No.144, pp. 577-587.