بررسی اثرات دبی و زبری پله در افت انرژی در سرریزهای پلکانی با استفاده از مدل های عددی

سرریزها، سازه هایی هستند که آب مازاد داخل مخزن سدها را به پایین دست منتقل می کنند. به عقیده کمیسیون بین المللی سدهای بزرگ ICOLD1 7891 ( سازه سرریز و دبی طراحی اثر زیادی بر پایداری سد دارد ] 7[. سرریزهای پلکانی یک نوع سرریز مستقیم می باشند که تاج (سرریز توسط پله های متوالی به پنجه سرریز متصل می شود. از مزایای سرریزهای پلکانی می توان به کاهش هزینه های کلی سرریز و تأسیسات پایین دست در مقایسه با دیگر انواع سرریزها، کوتاه شدن زمان اجرا با استفاده از تکنولوژی RCC2، افزایش میزان پراکنش انرژی، کاهش هزینه اجرای حوضچه آرامش )در صورت نیاز(، کاهش فرسایش در بستر آبراهه پایین دست سرریز و کاهش احتمال خطر کاویتاسیون، اشاره نموددر مورد سرریزهای پلکانی اکثر محققان به 2 رژیم مختلف جریان )از نظر مکانیزم استهلاک انرژی( بر روی این سرریزها اشاره نموده اند: رژیم جریان ریزشی در رژیم جریان ریزشی پلکانها به صورت یک سری آبشار قائم با استخر پایاب شکل گرفته در زیر آنها عمل می کنند و این رژیم در دبی های کم وپله های با ارتفاع بزرگ اتفاق می افتد. این رژیم روی پلکانها گاه با شکل گیری پرش هیدرولیکی و گاهی بدون وقوع این پدیده از روی پلکانها عبور می کند ] 3[. شکل 7 نمونه ای از جریان ریزشی را نشان می دهد. رژیم جریان غیرریزشی در رژیم جریان غیرریزشی جریان به صورت چسبیده به روی پله ها جریان می یابد. در این رژیم نوک پله ها به صورت نوعی کف کاذب عمل می نماید.درفضای گوه ای شکل بین پله ها، قسمتی از جریان محصور شده و حالت چرخشی به خود می گیرد که قسمت عمده ای از استهلاک انرژی سازه در رژیم جریان غیرریزشی در نتیجه این گردابه های چرخشی صورت می گیرد ] 3[. شکل 2 نمونه ای از جریان غیرریزشی را نشان می دهد عوامل متعددی بر روی افت انرژی در سرریزهای پلکانی موثر هستند که از جمله آنها می توان به شیب سرریز، طول و ارتفاع پله، ارتفاع سرریز، دبی عبوری از روی سرریز، شکل پله ها و ... اشاره نمود که در این تحقیق تاثیر پارامتر زبری پله ها بر روی استهلاک انرژی بررسی خواهد شد.