بررسی اثر غلظت و دانه بندی بار رسوبی بر پارامترهای پرش هیدرولیکی و الگوی رسوبگذاری در پایین دست آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

در این مطالعه آزمایشگاهی،‏ اثر غلظت و دانه‌بندی بار رسوبی بر پرش هیدرولیکی و نحوه تشکیل و گسترش امواج ماسه‌ای در پایین دست پرش هیدرولیکی که غالباً در حوضچه‌های آرامش دریچه‌های تخلیه رسوب در تأسیسات انحراف آب از رودخانه‌ها پدید می‌آید،‏ بررسی شده است. آزمایش‌ها در یک حوضچه آرامش مستطیلی با بستر صاف به طول 3 متر،‏ عرض 0.5 متر و ارتفاع 0.6 متر اجرا شد. در این آزمایش‌ها از ماسه‌های یکنواخت به قطرهای 0.6،‏ 1.4،‏ 4.1 و 5.6 میلیمتر با غلظت‌های مختلف بین 0.2 الی 0.6 و برای اعداد فرود بین 3 تا 9 استفاده شد. نتایج نشان داد که وجود بار رسوبی با دانه‌بندی‌های مختلف تغییر زیادی در مشخصات جهش هیدرولیکی ایجاد نمی‌کند و افزایش غلظت رسوبات نیز تأثیر چندانی بر روی این پارامترها ندارد. لیکن رسوبات ورودی به جریان،‏ پس از عبور از ناحیه فوق بحرانی،‏ در ناحیه زیر بحرانی ته نشین می‌شود و با تشکیل یک موج ماسه‌ای،‏ همانند یک آبپایه انتهایی عمل می‌کند. این موج ماسه‌ای در کنترل موقعیت جهش مؤثر است و جهش را در محدوده حوضچه تثبیت می‌کند. موقعیت تشکیل این موج ماسه‌ای و زمان توسعه آن،‏ تابعی از شرایط جریان و خصوصیات رسوب است. ارتفاع این موج ماسه‌ای بسیار نزدیک به ارتفاع آب‌پایه انتهایی است و مقدار آن را می‌توان به کمک انرژی مخصوص جریان ورودی پیش بینی کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of concentration and grain size of sediment load on hydraulic jump and sedimentation pattern in the downstream of it

نویسندگان [English]

  • Hamed Nozari
  • M.H. Omid
چکیده [English]

In a laboratory study, concentration and formation of sediment load on the hydraulic jump was studied. Experiments were performed in a stilling basin of rectangular cross-section 0.5 m wide, 0.6 m height and 3 m long. Uniform sands of 0.6, 1.4, 4.1, and 5.6 mm with different concentrations were used in the experiments for various types of hydraulic jump with Froud number ranging from 3 to 9. The results indicate that the sediment size and sediment concentration makes no changes to the incoming super critical flow conditions and therefore, has no effect on the characteristics of the jump (sequent depth, energy loss and length of jump). However, the sediment loads are deposited in the sub critical zone (end of jump) and move downstream as bed load. The motion of the sediment is wave-like with a mild slope at the front followed by a raised bed of nearly uniform thickness terminating into a step. This sand wave performs a control section similar to the end sill in a stilling basin and keeps the hydraulic jump position at the beginning of the basin. The thickness and the position of the front of this sand wave are expressed as a function of upstream Froude number.

کلیدواژه‌ها [English]

  • End sill
  • Hydraulic jump
  • bed load
  • stilling basin and sand wave