بررسی آزمایشگاهی تاثیر شیب سرریز پلکانی بر رژیم جریان و پارامترهای هیدرولیکی میدان (مطالعه موردی سرریز سدهای سیاه بیشه)

سرریزهای پلکانی از لحاظ اقتصادی در پایین دست سدهای وزنی بتن غلتکی قابل توجیه هستند و مزیت آن‌ها بر سرریزهای شوت، نرخ بالای استهلاک انرژی در طول سرریز و کاهش ابعاد حوضچه آرامش است. جریان‌های عبوری از این سرریزها به سه دسته جریان ریزشی، انتقالی و رویه‌ای تقسیم می‌شوند. در این پژوهش، چهار مدل آزمایشگاهی ساخته شده از سرریز سدهای بالا و پایین سیاه‌بیشه با مقیاس به‌ترتیب 1:15 و 1:20 با شیب‌های 18.44، 26.56، 29.74 و 38.81 درجه مورد آزمایش قرار گرفته اند. هدف پژوهش، بررسی تشکیل رژیم‌های مختلف جریان و مقایسه پروفیل جریان عبوری و فشار وارد بر کف پله‌ها است. نتایج این پژوهش نشان‌ داد که تبدیل رژیم‌های جریان به یکدیگر با افزایش شیب، سریع‌تر به وقوع می‌پیوندد. روابطی برای تخمین شروع تشکیل رژیم‌های جریان ارائه شد. تمرکز بر پروفیل‌ جریان و فشار در کف پله‌ها، نشان داد که رژیم‌های مختلف جریان با پروفیل جریان متفاوت، نوسانات فشار متفاوتی را بر کف ‌پله‌ها وارد می‌کنند. بنابراین، تفاوت در فشارهای وارد شده بر کف پله‌ها بیانگر تفاوت در نیروهای وارد شده به سازه کف پله‌ها در رژیم‌های مختلف جریان است. نمودارهای ضریب نوسانات فشار در رژیم های مختلف نیز بیانگر این موضوع است که تغییر رژیم جریان عبوری تاثیر بسزایی در نوسانات فشار ندارد.