اثر تنگ شدگی پایین دست بر روی دبی سرریز جانبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهواز.

2 شرکت اب منطقه ای استان کهگیلویه و بویراحمد، یاسوج، ایران.

3 مدیرعامل شرکت اب منطقه ای استان کهگیلویه و بویراحمد

چکیده

سرریزهای جانبی از جمله سازه‌های مهم در شبکه‌های آبیاری و زهکشی هستند که به عنوان سازه حفاظتی در بالادست سیفون‌های معکوس و زیرگذر جاده‌ها بکار برده می‌شوند. در این تحقیق با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی، برای دو موقعیت قرارگیری سرریز جانبی به صورت مورب و در دیواره تغییر عرض و به صورت مستقیم و در دیواره بدون تغییر عرض، رابطه جدیدی بر اساس عمق بحرانی جریان روی سرریز، برای تعیین دبی تخلیه سرریز های جانبی (QW) در کانال‌های مستطیلی با تنگ‌شوندگی در پایین‌دست سرریز ارائه شده است. نتایج نشان داد که ظرفیت تخلیه سرریز‌های مورب با کاهش عرض در پایین دست بیشتر از سرریزهای نرمال است و همچنین سرریزهای مورب که در دیواره کاهش عرض قرار گرفته‌اند بیشتر از حالتی است که سرریز در دیواره مستقیم و بدون کاهش عرض قرار دارد. و در نهایت با مقایسه روابط بدست امده از انالیز ابعادی در دو نوع سرریز می توان نتیجه گرفت که دبی عبوری سرریزهای جانبی که در دیواره مورب قسمت انتقالی قرار گرفته است حدود 50/7 درصد بیشتر از حالتی است که سرریز در دیواره مستقیم سرریز قرار گرفته که علت آن تداخل کمتر خطوط جریان می‌باشد. همچنین قسمت تنگ‌شده پایین‌دست مانند مانع عمل کرده و باعث افزایش عمق جریان و انحنای کمتر خطوط جریان شده و جریان با افت کمتری از روی این سرریز عبور می کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of downstream contraction on side weirs discharge

نویسندگان [English]

  • Ehsan Parsi 1
  • Kazem Allahdadi 1
  • amirreza bahrebar 2
  • rasol farhadi 3
1 Ph.D. Candidate, Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Islamic Azad University Ahwaz, Ahwaz, Iran.
2 expert
3 ceo of the yasouj region water company
چکیده [English]

Side weirs are important structures in irrigation and drainage networks that are used as a protective structure upstream of reverse siphons and road underpasses. In this research, using laboratory data, for two positions of lateral overflow placement diagonally in the width change wall and directly and in the wall without change width, a new relationship based on the critical depth of flow on the weir to determine the discharge discharge weir (QW) are provided in rectangular channels with narrowing downstream of the weir. The results showed that the discharge capacity of oblique weir decreasing width downstream is more than normal overflows and also diagonal weirs located in the width reduction wall are more than the case where the weir is in the direct wall without width reduction. Finally, by comparing the relationships obtained from dimensional analysis in two types of overflows, it can be concluded that the flow rate of side weirs located in the diagonal wall of the transition section is about 7.50 percent higher than the case where the side is located in the direct wall of the weir. The reason is less interference of flow lines. Also, the narrowed part of the downstream acts as a barrier, increasing the depth of flow and less curvature of the flow lines, and the flow passes through this weir with less drop.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Critical depth
  • Discharge coefficient
  • weir
  • width reduction
ایزدجو، ف. و شفاعی بجستان، م. 1375. بررسی آزمایشگاهی ضریب تخلیه در سرریز­های جانبی. چهارمین سمینار بین­المللی رودخانه. دانشگاه شهید چمران اهواز. ص 44-29.
برقعی، س.م. و صالحی، ح. 1382. بررسی ضریب تخلیه در سرریزهای جانبی با استفاده از مدل فیزیکی. ششمین کنفرانس بین المللی مهندسی عمران. اردیبهشت ماه، دانشگاه صنعتی اصفهان.
فراروئی، ع.، کشاوزی، ع. و جوان، م. 1380. اثر شیب کناره کانال بالا دست بر روی هیدرولیک جریان در سرریزهای جانبی. سومین کنفرانس هیدرولیک ایران. آبان، دانشگاه تهران.
قربان­نیا، د. و اقبال­نژاد، ا.  1396. شبیه­سازی عددی سرریز جانبی در کانال مستطیلی همگرا شونده. چهارمین همایش بین­المللی مهندسی سازه، انجمن مهندسی سازه ایران، تهران، ایران.
Azimi, H., Shabanlou, S., Ebtehaj, I. and Bonakdari, H. 2016. Discharge Coefficient of Rectangular Side Weirs on Circular Channel. International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation. 17(7).
Azimi, H., Bonakdari, H. and Ebtehaj, I. 2017a. A highly efficient gene expression programming model for predicting the discharge coefficient in a side weir along a trapezoidal canal. Irrigation and Drainage. 66(4): 655-666.
Azimi, H., Bonakdari, H. and Ebtehaj, I. 2017b. Sensitivity analysis of the factors affecting the discharge capacity of side weirs in trapezoidal channels using extreme learning machines. Flow Measurement and Instrumentation. 54: 216-223.
Balmforth, D.J. 1978. Flow over side weirs. PhD thesis, University of Sheffield.
Borghei, S. M. and Parvaneh, A. 2011. Discharge characteristics of a modified oblique side weir in subcritical flow. Flow Measurement and Instrumentation. 22(5): 370–376.
Castro-Orgaz, O. and Hager, W. H. 2012. Subcritical side-weir flow at high lateral discharge. Journal of Hydraulic Engineering, 10.1061/HY.1943-7900.0000581. 777–787.
Cheong, H. 1991. Discharge coefficient of lateral diversion from trapezoidal channel. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 117 (4): 461–475.
De Marchi G. (1934). Essay on the performance of lateral weirs. L'Energia Elettrica, Milan. 11(11): 849-860 (in Italian),
Emiroglu, M. E., Agaccioglu, H. and Kaya, N. 2011. Discharging capacity of rectangular side weir in straight open channels. Flow Measurement and Instrumentation. 22(4): 319–330.
Ghodsian, M. 1998. Viscosity and surface tension effects on rectangular weir flow. International Journal of Engineering Science. 9(4): 111-117.
Haddadi, H. and Rahim pour, M. 2012. A discharge coefficient for a trapezoidal broad-crested side weir in subcritical flow. Flow Measurement and Instrumentation. 26: 63–67.
Hager, W. H. 1987. Lateral outflow over side weirs. Journal of Hydraulic Engineering. 10.1061/0733-9429(1987)113. 4(491): 491–504.
Honar, T. and Javan, M. 2007. Discharge coefficient in oblique side weirs. Iranian journal of Agricultural. Research. 25–26(1–2), 27–36.
Huagao, T. 2002, Flow over skew side weirs. PhD thesis, Utah State University, 246 pages
Jalili, M.R., and Borghei, S.M. 1996. Discussion of Discharge coefficient of rectangular side weir, by Singh R., Manivannan, D. and Satyanarayana, T. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 122: 2. 132.
Maranzoni, A. Pilotti, M. Tomirotti, M. 2017. Experimental and Numerical Analysis of Side Weir Flows in a Converging Channel. Journal of Hydraulic Engineering. 143 (7).
Novak, G. Kozelj, D. Steinman, F. and Bajcar, T. 2013. Study of flow at side weir in narrow flume using visualization techniques Flow Measurement and Instrumentation. 29: 45–51.
Parvaneh, A., Borghei, S. M. Jalili Ghazizadeh, M. R. 2012. Hydraulic performance of asymmetric labyrinth side weirs located on a straight channel. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 10.1061/IR.1943-4774.0000455. 766–772.
Parsaie, A. and Haghiabi, A. H. 2017. Prediction of side weir discharge coefficient by genetic programming technique. Jordan Journal of Civil Engineering. 11(1).
Ranga Raju, K. G., Gupta, S. K., and Prasad, B. 1979. Side weir in rectangular channel. Journal of the Hydraulics Division. 105(5): 547–554.
Singh, R. Manivannan, D. and Satyanarayana, T. 1994. Discharge coefficient of rectangular side weirs. (ASCE). 0733-9437(1994) 120. 4(814): 814–819.
Subramanya, K. and Awasthy, S. C. 1972. Spatially varied flow over side weirs. Journal of the Hydraulics Division. 98(1): 1–10.
Swamee, P. K., Pathak, S. K., Mohan, M., Agrawal, S. K. and Ali, M. S. 1994. Subcritical flow over rectangular side weir. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, DOI: 10.1061/0733-9437(1994). 120:1(212).
Uymaz A. 1992. Side weir in triangular channel. Journal of Irrigation and Drainage Eng. (ASCE). 118(6) 965-970.
Yu-Tech, L. 1972. Discussion of spatially varied flow over side weirs, Journal of Hydraulic Engineering ASCE. 98(11): 2046-2048.