مطالعه‌آزمایشگاهی اثر صفحات مستغرق با زاویه‌حمله‌معین بر مشخصات پرش‌هیدرولیکی

پرش ‌هیدرولیکی پدیده‌‌ای است که هنگام وقوع آن، انرژی بسیار زیاد و مخرب جریان آب آزاد می‌‌شود و اثرات بسیار مخربی بر بستر رودخانه‌‌ها و سازه‌‌های هیدرولیکی از خود به‌‌جا می‌‌گذارد؛ به‌‌گونه‌‌ای‌که سبب تخریب بستر و دیواره‌‌های مجرای انتقال جریان در محدوده‌وقوع پرش می‌‌شود. به‌‌منظور کنترل و کاهش اثرات مخرب پرش‌هیدرولیکی، حوضچه‌‌های آرامش در سازه‌‌های آبی طراحی و اجرا می‌‌شوند. در این پژوهش، 27 آزمایش در کانال آزمایشگاهی با استفاده از صفحات مستغرق با زاویه‌حمله‌30 درجه که به‌‌منظور کنترل پرش‌‌ هیدرولیکی در بستر کانال چسبانده شده‌‌اند، انجام شده ‌‌است، تا با قرارگیری مقابل جریان فوق‌‌بحرانی آب، از آثار مخرب آن بکاهند. صفحات مستغرق به‌‌صورت گروه صفحات سه‌‌تایی و با دو آرایش قرارگیری متفاوت نسبت‌به ‌‌یکدیگر، به‌‌منظور کاهش عمق ثانویه و طول نسبی پرش‌‌ هیدرولیکی بر بستر حوضچه‌آرامش قرار داده‌‌ شدند. فاصله‌هر‌‌یک از گروه صفحات مستغرق در این پژوهش نسبت‌به یکدیگر 0.2 و 0.3 متر در بازه‌ 9/14 ≥ fr1 ≥ 4/58 در نظر گرفته ‌‌شد. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌‌دهد استفاده از صفحات مستغرق در بستر، می‌‌تواند موجب کاهش طول نسبی و عمق ثانویه‌پرش‌‌ هیدرولیکی به‌‌‌‌ترتیب تا مقدار 15.5 و 4.9 درصد نسبت‌به پرش کلاسیک شود. همچنین به‌کارگیری صفحات مستغرق در بستر کانال موجب افزایش 3.9 درصدی افت انرژی نسبت به پرش‌‌ هیدرولیکی کلاسیک (بستر صاف) شد.