بررسی آزمایشگاهی رسوب ورودی به کانال آبگیر متصل به کانال اصلی با دیواره مایل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری /گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استاد/ گروه سازه‌های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهواز، ایران

3 استاد/ گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

یکی از مشکلاتی که در اکثر آبگیرها به وجود می‌آید، تجمع  و ورود رسوبات به دهانه آبگیر است که باعث ایجاد مشکلات زیادی در سیستمهای آبیاری از جمله کاهش راندمان آبگیری شده است. بنابراین یافتن راه حلی برای کاهش و تضعیف عوامل  ورود رسوب به آبگیر از اهمیت خاصی برخوردار است. تاکید مطالعات گذشته بر شناخت الگوی جریان و رسوب کف در آبگیرهای منشعب از کانال مستطیلی بوده ‌است و کمتر به بحث رسوب معلق و آبگیری از کانال ذوزنقه ای پرداخته شده است. در مطالعه حاضر ابتدا آزمایشهای مختلفی در فلوم آزمایشگاهی بر روی آبگیر جانبی که با زاویه 30 درجه از دیواره کانال ذوزنقه‌ای منشعب شده بود، انجام شد و رسوب ورودی به آبگیر مورد بررسی قرار گرفت. با اسستنتاج داده‌های حاصل شده، مشخص شد که نسبت رسوب ورودی در عدد فرود 40/0-35/0 (در بالادست کانال اصلی) کمترین مقدار است. همچنین مشخص شد که در نسبت زبری بالا، نرخ افزایش نسبت رسوب ورودی به ازاء افزایش نسبت دبی کاهش می‌یابد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Sediment Entry to an Intake Installed at a Main Channel with Inclined Bank

نویسندگان [English]

  • M Karami Moghadam 1
  • M Shafai Bejestan 2
  • H Sedghi 3
1 PhD student, Department of Water Engineering, Science And Research Branch, Islamic Azad University (IAU), Tehran, Iran
2 Professor, College of Water Science and Engineering, Shahid Chamran University, Ahwaz, Iran
3 Professor, Department of water Engineering, Science And Research Branch, Islamic Azad University (IAU), Tehran, Iran
چکیده [English]

A major problem with which most of the lateral intakes are faced is sedimentation and sediment delivery. This process causes many problems in irrigation systems such as reduction flow discharge capacity in irrigation canals and even threat of blockage of water during low water flow. Therefore  an intake with higher flow discharge and low sediment delivery should be considered in the design. In previous research the same attention has not been given to the lateral intakes installed at trapezoidal  canals, as for rectangular canals. The main goal of this study was to investigate sediment delivery to an intake from trapezoidal canal. Sediment tests were carried out for different hydraulic conditions at a 30 degree water intake installed at a main canal with inclined bank. It was found that the flow patterns at the upstream of the intake has been modified in such a way that more water from surface layers are diverted. Therefore less suspended sediment enters the intake. Also it was found that in all tests the amount of sediment enters the intake reaches its minimum value at Froude number between 0.35 to 0.4. For high friction coefficients, the rate of sediment entering the intake decreases as the flow ratio increases.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sediment
  • Lateral intakes
  • Trapezoidal Channel
  • Flow patterns

حسن­پور، ف. (1385)، "بررسی عملکرد آبگیرهای جانبی در حضور صفحات مستغرق مرکب و آستانه"، پایان­نامه دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس.

شفاعی بجستان، م. و نظری، س. (1378)، "تأثیر زاویه انحراف آبگیر بر میزان رسوب ورودی به آبگیرهای جانبی در خم قائم رودخانه"، مجله علمی کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، جلد 22 شماره 1.

کرمی مقدم، م.، شفاعی بجستان، م. و صدقی، ح. (1389)، "مطالعه آزمایشگاهی و عددی الگوی جریان در آبگیر 30 درجه منشعب از کانال ذوزنقه‌ای"، مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، شماره 57

Abassi A., Ghodsian M., Habibi M., and Salehi Neishabouri A.A., (2002), Experimental Investigation on Sediment Control in Lateral Intake using Sill, proceeding of the 13th IAHR-APD Congress, Singapore, 1, pp. 230-233.

Barkdoll B.D. (1999). Sediment Control at Lateral Diversions: Limits and Enhancements to vane Use. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE. 125(8),  PP.826-870.

Grace, J. L., and Priest, M. S. (1958). “Division of flow in open channel junctions.” Bulletin. 31, Engineering  experimental Station, Alabama,    Polytechnic Institute, Auburn, Ala.

Hager, W. H. (1984). An approximate treatment of flow in branches and bends. Proc., Instn. Mech, Engrs., 198C (4), 63–69.

Hager, W. H. (1992). “Discussion of ‘Dividing flow in open channels’ by A. S. Ramamurthy, D. M. Tran, and L. B.  Carballada.” J. Hydraul.Eng., 118(4), PP. 634–637.

Huang, J., Weber, L. J., and Lai, Y. G. (2002). Three-dimensional numerical study of flows in open-channel junctions. J. Hydraul. Eng., 128(3), PP. 268–280.

Karami Moghadam, M. and Keshavarzi, A. (2009), An optimized water intake with the presence of submerged vane in irrigation canals, J. Irrigation and Drainage.

Law, S. W., and Reynolds, A. J. (1966). Dividing flow in an open channel. J. Hydr. Div., 92(2), PP. 4730–4736.

Murota, A. (1958). On the flow characteristics of a channel with a distributory. Technology Reports of the Osaka University, 6(198).

Neary, V. S. and Odgaard, A.J. (1993). Three-Dimensional Flow Structure at Open-Channel Diversions. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE. 119(11), PP. 1223-1230.

Neary, V. S., Sotiropoulos, F., and Odgaard, A. J. (1999). Threedimensional numerical model of lateral-intake inflows. J. Hydraul.Eng., 125(2), PP. 126–140.

Novak P., Moffat A., and Nalluri C. (1990). Hydraulic Structures, Pitman, London, PP. 546

Ramamurthy A. S., Qu. Junying and Vo. Diep. 2007. Numerical and Experimental Study of Dividing Numerical and Experimental Study of Dividing. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 133 (10), PP. 1135-1144.

Raudkivi, A. J. (1993). Sedimentation, Exclusion and Removal of Sediment from Diverted Water. IAHR. AIRH. Hydraulic Structures.

Razvan E. (1989). River Intake and Diversion Dams. Elsevier Science Publishing Company Inc. New York, NY. 10010, U.S.A.

Schoklitsch A. (1937). Hydraulic Structures, Vol. 2, Translated by S. Shulits, American Society of mechanical Engineers, New York, N.Y., pp. 722- 751.

Tanaka, K. (1957). The improvement of the inlet of the Power Canal., Transactions of the Seventh General Meeting of I.A.H.R., 1, PP.17.

Taylor, E. (1944). Flow characteristics at rectangular open channel junctions. Trans.,ASCE, 109, PP. 893-912.

Thomson, M. (1949). Theoretical hydrodynamics, McMillan and Co. Ltd.

Weber, L. J., Schumate, E. D., and Mawer, N. (2001). “Experiments on flow at a 90° open-channel junction.” J. Hydraul. Eng., 127(5), PP. 340–350.

Yang, F., Chen, H. and Guo, J. (2009). Study on “Diversion Angle Effect” of Lateral Intake Flow. 13th IAHR Congress, Vancouver, Canada.