تحلیل آزمایشگاهی تلفات انرژی در سرریزهای پلکانی گابیونی در شرایط بدون رسوب و با رسوب گذاری در بالادست سازه

سرریز های پلکانی گابیونی از پرکاربردترین سازه ها در اجرای بندهای انحرافی و سازه های حفاظتی رودخانه ها هستند. در عمده ی طرح های اجرایی به­خصوص در سازه های حفاظتی و مهندسی رودخانه بالادست این فرم از سازه ها در سال های اولیه بهره برداری از رسوبات انباشته می شود. انباشت رسوب در طرح های آبخیزداری به عنوان یکی از اهداف اجرایی این سازه ها است. در این پژوهش تحلیل افت انرژی در این نوع سازه و مقایسه آن در دو حالت بدون رسوب و بارسوب­گذاری در بالادست سازه مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور مدل آزمایشگاهی سرریزه های پلکانی گابیونی در سه حالت ۱، ۲ و ۳ پله با شیب بدنه در بالادست قائم و در پایین دست ۱:۱ ساخته و در یک فلوم آزمایشگاهی به عرض ۵۰ سانتی­متر و طول ۱۱ متر تحت دبی های مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج نشان داد تلفات انرژی در سرریزه های گابیونی بدون رسوبات تا ۷۵ درصد به دست می آید. به­دلیل تخلخل بدنه در گابیون های بدون رسوب، دبی های کم جریان به­صورت درون­گذر از داخل بدنه عبور می کند. در این حالت با افزایش دبی تلفات انرژی هم افزایش می یابد. هنگامی که بخشی از جریان به­صورت روگذر ایجاد شده و جریان تلفیقی روگذر و درون­گذر مشاهده شود، افزایش دبی موجب کاهش تلفات انرژی خواهد شد. در سرریزهای دارای رسوبات بطور کلی افزایش دبی موجب کاهش تلفات انرژی است. در دامنه دبی های درون­گذر سرریزهای گابیونی بدون رسوب، راندمان تلفات انرژی سرریزهای دارای رسوب در عدد شیب شکن یکسان بیش­تر است در صورتی­که در دامنه دبی های روگذر راندمان تلفات انرژی مدل های بدون رسوب بیش­تر است. در این تحقیق روابطی برای محاسبه راندمان تلفات انرژی برای سرریزهای پلکانی گابیونی در دامنه اعداد شیب شکن بین ۰۰۰۲/۰ تا ۰۳/۰ برای دو حالت با رسوب و بدون رسوب در بالادست سرریز ارایه شده است.

کلیدواژه ها:

افت انرژی ، بندهای انحرافی ، سرریز پلکانی ، سرریز گابیونی ، فرسایش و رسوب