دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی عمران – سازه های هیدرولیکی

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

عنوان:
تحلیل جریان بر روی آبگیرهای جانبی موجود درآبراه های قوسی (به کمک داده های آزمایشگاهی)

 

چکیده

جریان در قوس رودخانه های طبیعی سه بعدی و غیر یکنواخت بوده که از آن جمله می توان به وجود یک جریان حلزونی در آن تصریح نمود که از اندرکنش جریان ثانویه و ج ریان اصلی به وجودمی آید. با در نظر داشتن نوع الگوی جریان در کانالهای قوسی متناسب با قدرت جریان حلزونی و مشخصات رسوبات بستر، فرسایش و رسوبگذاری رخ می دهد. در نتیجه این مسئله همواره در انتخاب جایگاه سازه های رودخانه ای نظیر آبگیرها و پل ها وغیره دارای اهمیت و توجه بوده می باشد.

ازآنجا که هدف اصلی در آبگیرهای جانبی تسهیل در انتقال آب بدون رسوب بوده و اکثر رودخانه ها در بیشترین مسیر خود دارای پیچ وخم می باشند. با در نظر داشتن وجود جریان ثانویه حلزونی، قوس خارجی رودخانه مکان مناسب برای جایگاه آبگیری پیشنهاد شده می باشد.

پس ضرورت تحقیقات بیشتر در مورد تحلیل جریان در محدوده آبگیرهای جانبی و پیش بینی طریقه فرسایش و رسوبگذاری لازم بنظر می رسد. جهت رسیدن به این هدف، در پژوهش حاضر داده های آزمایشگاهی برداشت شده توسط پیرستانی (1383) درمحدوده آبگیرهای جانبی با بستر ثابت واقع در آزمایش گاه تربیت مدرس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

جهت مطالعه اثر آبگیر بر روی تغییرات مؤلفه های سرعت، قدرت جریان ثانویه و میزان توسعه آن، تغییرات ایجاد شده در تراز سطح آب و تنش برشی بستر و پیش بینی نواحی محتمل فرسایش و رسوبگذاری، سه جایگاه آبگیری 40 درجه سانتی گراد، 75 درجه سانتی گراد و 115 درجه سانتی گراد نسبت به ابتدای قوس با زاویه آبگیری 60 درجه انتخاب گردید.

با در نظر داشتن تحلیل های انجام شده، مشخص گردید با نزدیک شدن به آبگیر جانبی موجود در قوس مؤلفه های سرعت، قدرت جریان ثانویه، مومنتم جریان عرضی، تراز سطح آب و تنش برشی بستر دچار تغییرات زیادی می گردد بطوریکه بیشترین این تغییرات در لبه انتهائی دهانه آبگیر اتفاق می افتد. دلیل این امر در هر قسمت از این پژوهش به صورت کامل ارائه شده می باشد.

مقدمه

انحراف جریان یا به گونه طبیعی بصورت شریان و ایجاد میانبردر رودخانههای مئاندری به وجودمیآید و یا آنکه بطور مصنوعی بصورت آبگیری از رودخانهها و کانالها جهت مصارف کشاورزی، آبرسانی شهری و یا صنعتی ایجاد میشود. الگوی جریانهای انحرافی کاملاً سه بعدی و غیر یکنواخت میباشد و باعث ایجاد نواحی تقسیم خطوط جریان، جداشدگی و جریان برگشتی میشود. این جداشدگی و جریان برگشتی نیز یکسری جریانهای گردابی و چرخشی را در این نواحی ایجاد می ‌کند که این عوامل قابل توجه مهندسین هیدرولیک و محققینی که در ارتباط با تغییرات ریختشناسی رودخانه ها و حرکت ذرات رسوبی بستر مطالعه میکنند، میباشد.

از آنجا که رودخانه یک سیستم دینامیک بوده و پیوسته در حال تغییر می باشد بایستی این تغییرات مطالعه شده و رفتار رودخانه قابل پیشبینی باشد.برای انحراف رودخانه بایستی مواردی مانند مشخصات جریان، وضعیت انتقال رسوب و مشخصات آبراهه مورد مطالعه قرار گیرد. همچنین در صورت وجود آبگیرهای جانبی تغییرات در هیدرودینامیک جریان ایجاد میشود و لازم می باشد بررسیهایی بر روی جریان ثانویه ایجاد شده در اطراف دهانه آبگیر که نحوه آبشستگی و رسوبگذاری در امتداد آبگیر را نشان میدهد و تحلیل جریان در محدوده آبگیر صورت گیرد.

به همین مقصود در اینجا لزوم مطالعات کامل تر بر روی آبگیرهای جانبی مطرح شده که در این موارد مطالعه تأثیر جایگاه آبگیر در کاناهای قوسی و همچنین نوع جریان در کانال اصلی بر روی الگوی جریان لازم بنظر میرسد.

فصل اول: کلیات

1-1) هدف

از دیر باز مسئله انحراف آب از مسیر اصلی رودخانه برای انجام مقاصد مختلف از آن جمله برای کشاورزی، آبرسانیشهری ، صنایع و تولید برق و غیره مورد توجه قرار داشته که می توان ادعا نمود، قدمت آن به قدمت تمدن بشر می رسد. همواره مسئله مهم در انتقال آب، مشکل ورود رسوبات به کانالها و سیستمهای انتقال می باشد. پس هدف طراحان کاهش میزان ورود رسوبات انتقال یافته تا حد امکان می باشد(صالحی نیشابوری و ایزدپناه، 1385).

آبگیری از رودخانه یکی از قدیمی ترین مسائل مطرح در زمینه مهندسی هیدرولیک می باشد با این تفاصیل طراحی یک سازه آبگیر در یک رودخانه امری ظریف و حساس به شمار می رود. طراحی اصلی در انحراف آب تعیین مقدار آب مورد نیاز در زمان مشخص ((QD(t) می باشد میزان آبگیری بستگی به جریان نسبی در زمان مشخص داشته که نباید مقدار آن بیشتر از جریان رودخانه باشد . همچنین بایستی از ورود رسوبات و آشغالهای شناور جلوگیری گردد . (درصورتیکه از لوله های تحت فشار یا تونل برای آبرسا نی بهره گیری گردد بایستی از ورود هوا جلوگیری گردد ) همچنین طراح بایستی اثرات موفولوژیکی که موجب کاهش جریان پایین – دست و اثرات ناسازگاری محیط زیست که باعث تغییر در سطح آب های زیرزمینی، برگشت آب، تغییرات آب، سرعت جریان و دما می گردد را به حداقل برساند . کاهش عمق جریان و سرعت جریان پایین دست آبگیر باعث افزایش دمای آب شده، این امر زندگی آبزیان را تهدید می کند. به حداقل رساندن عمق آب در پاییندست محل آبگیری برای حفاظت حیوانات آبزی در رودخانه ها مهم می باشد.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

انواع آبگیر از لحاظ سازه ای عبارتند از:

– آبگیر بدون بهره گیری از بند

دیدگاهتان را بنویسید