جریان عبوری درون گذری و روگذری در سرریز گابیونی در شرایط آزاد در بستر ماسه یی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آّب، دانشگاه فردوسی مشهد

2 گروه علوم و مهندسی آب ، سازه های آبی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان

3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در پژوهش حاضر، به بررسی هیدرولیک جریان عبوری درون‌گذری و روگذری در سرریز گابیونی لبه‌پهن پرداخته شده است؛ لذا از مدل آزمایشگاهی در جهت برآورد پارامترهای هیدرولیکی، از جمله: عمق آب‌شستگی پایین‌دست، ضریب دبی و میزان دبی درون‌گذری و روگذری استفاده شده است. تخمین ضریب دبی و بیشینه‌ی عمق آب‌شستگی از روش رگرسیون غیرخطی بر پایه‌ی داده‌های آزمایشگاهی صورت پذیرفته است. در روش اخیر، با به کارگیری پارامترهای هندسی و هیدرولیکی دبی جریان درون‌گذری و روگذری از سرریز گابیونی، تأثیر پارامترهایی از جمله قطر متوسط ذرات گابیون در عمق آب‌شستگی بررسی شده و نتایج نشان داده است که با افزایش اندازه‌ی ذرات درون گابیون، میزان عمق آب‌شستگی در پایین‌دست افزایش یافته است. همچنین مقایسه‌ی بیشینه‌ی عمق آب‌شستگی با مطالعه‌های پیشین نشان داد که استفاده از سرریز گابیونی به دلیل داشتن جریان درون‌گذر، میزان عمق آب‌شستگی در پایین‌دست کاهش پیدا کرده است. این امر به دلیل وجود جریان درون‌گذری در گابیون است، که باعث کاهش قدرت جت روگذر می‌شود. همچنین نتایج نشان داد که روابط ارائه شده با خطای حدود ۱۷\٪ می‌توانند در برآورد جریان درون‌گذر و روگذر از گابیون کاربرد داشته باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Overflow and underflow within the broad-crested gabion weir in free flow with sand bed conditions

نویسندگان [English]

  • S. Salehi 1
  • S.A. Esmaili 2
  • N. Sadeghi namaghi 3
  • K. Esmaili 3
1 D‌e‌p‌t. o‌f W‌a‌t‌e‌r S‌c‌i‌e‌n‌c‌e‌s a‌n‌d E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g F‌e‌r‌d‌o‌w‌s‌i U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y o‌f M‌a‌s‌h‌h‌a‌d
2 D‌e‌p‌t. o‌f W‌a‌t‌e‌r S‌c‌i‌e‌n‌c‌e‌s a‌n‌d E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g W‌a‌t‌e‌r S‌t‌r‌u‌c‌t‌u‌r‌e‌s B‌u-A‌l‌i S‌i‌n‌a U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y, H‌a‌m‌e‌d‌a‌n
3 D‌e‌p‌t. o‌f W‌a‌t‌e‌r S‌c‌i‌e‌n‌c‌e‌s a‌n‌d E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g F‌e‌r‌d‌o‌w‌s‌i U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y o‌f M‌a‌s‌h‌h‌a‌d
چکیده [English]

In order to calculate and predict the discharge flow through and over the gabion weir, 33 experimental broad-crested gabion models were carried out through the sand bed condition. The flow conditions through and over the gabion were presented as three classifications which involved partial flow conditions through a gabion, fully gabion flow through a gabion weir, and overflow on a gabion weir. These classifications were considered due to the free flow conditions. Based on the partial and fully gabion flows, an equation was proposed to calculate the gabion flow. Moreover, the flow discharge over the gabion was considered based on the broad-crested weir formula and then, the coefficient discharge of broad-crested gabion weir was proposed based on experimental measurements. Comparison between the proposed values and experimental measurements illustrates that good agreement is between the proposed and experimental flow discharges. Also, the investigation of flow variations through the gabion showed that the error of gabion equation increased significantly due to overflowing on gabion weir. In order to raise the accuracy of the calculation process of flow discharge through the gabion an equation was proposed based on the geometry and Darcy Wisbech’s parameters. The porosity, length, and particle size were defined based on Darcy Wisbech equations. Some math indexes were considered for this equation and by employing the Mathematical software, these parameters were presented based on the non-liner technique. The error was measured based on the experimental and proposed values and the result of the comparison pointed to the suitable agreement between the two groups of values. Finally, the maximum scour hole was measured by point-gauge along the longitudinal section. Based on threshold velocity and geometrical and hydraulic parameters, an equation was proposed to predict the maximum scour hole depth at the downstream of the broad-crested gabion weir.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gabion weir
  • Flow classification
  • discharge coefficient
  • Free flow
  • Overflow
  • Under flow