بررسی اثر مانع از نوع سرریز w شکل نامتقارن برروی خصوصیات هیدرولیکی کالورت‌ها

در سال های اخیر استفاده از مانع درون کالورت های دارای شیب، به منظور استهلاک انرژی و سهولت و بهبود عبور ماهی ها رونق یافته است. در تحقیق حاضر از سرریز wشکل نامتقارن به عنوان موانع در کالورت رو باز استفاده شد. برای زاویه راس سرریز مذکور دو زاویه راس 40درجه در ارتفاع پایه 10و 15سانتی متر از کف فلوم در نظر گرفته شد. آزمایش های تحقیق حاضر در یک فلوم شیب پذیر به عرض کف 25سانتی متر انجام شد که سرریزهای wشکل در طول حدود 5متر از فلوم چسبانیده شد و آزمایش ها با متغیرهای، فاصله بین موانع، شیب متغیر فلوم از 3تا 7/6درصد در دبی های مختلف برنامه ریزی شد. در این مطالعه سه مدل فیزیکی شامل مدل با 30عدد مانع از نوع سرریز wشکل نامتقارن با فاصله نسبی ) λ+=0/6( 0/6و مدل با 15عدد مانع با فاصله نسبی  1/2و یک مدل با 10عدد مانع با فاصله نسبی 1/8برپا شد. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان می دهد با افزایش فاصله نسبی ضریب مانینگ و ضریب دارسی ویسباخ کاهش یافته است و همچنین با افزایش شیب نیز ضریب مانینگ و ضریب دارسی ویسباخ کاهش می یابد. بر اساس نتایج به دست آمده در شیب 3درصد ضریب زبری مانینگ از 0/065در فاصله نسبی 0/6به 0/048در فاصله نسبی 1/8می رسد. همچنین جذر ضریب دارسی ویسباخ در شیب مشخص 3درصد از 0/87به 0/65در فاصله نسبی 1/8می رسد.

The Effect of the Asymmetrical W Shaped Weir as a Barrier on the Hydraulic Properties of Culverts

Openchannel junctions have been widely used in different hydraulic and agricultural networks. Formations of a low pressure zone with recirculating flow at downstream edge of the junction (with high sedimentation potential) accompanied by a highvelocity zone (with high erosion potential) located at the opposite wall of junction are the most characteristic features of flow in junctions. Literature addressed a lot of numerical studies on evaluation of flow pattern in openchannel junctions and elimination of aforementioned problems using geometrical modifications, application of lateral channel separating wall, implementation of oblique angles of lateral channel, and so on. Using submerged vane to reduce amount of erosion as well as sedimentation potential, has comprehensively been assessed in the present paper. First, the numerical model was validated by previous studies. Second, a large number of numerical models have been performed to evaluate the effects of mentioned solution in openchannel junctions. Moreover, optimal ranges of different submerged vane’s parameters have been introduced. The results showed a comprehensive reduction in sedimentation and erosion potential of openchannel junctions. For example, 89% reduction in length of separation zone has been detected in one of the proposed solution. In addition, the best performance of these vanes was observed in discharge ratio of 0.25. Moreover, applications of vane with height of more than 0.5h (h represents the water depth) and/or angle of more than 40° are not suggested.