تحلیل آبگذری و شرایط جریان در سرریزهای دریچه‌دار کشویی

دریچه های کشویی در تاج سرریزهای اوجی با ارتفاع زیاد (سدهای تنظیمی) یا با ارتفاع کم (به عنوان آستانه) به منظور کنترل بهتر جریان طراحی و استفاده می شوند. در حالت دوم، متناسب با ترکیب های مختلف هندسۀ سرریز، بازشدگی دریچه، عمق بالادست و عمق پایین دست، چهار شرط مختلف جریان قابل تشخیص است: الف) جریان کنترل نشدۀ آزاد، ب) جریان کنترل نشدۀ مستغرق، ج) جریان کنترل شدۀ آزاد و د) جریان کنترل شدۀ مستغرق. تعیین حد تبدیل هر یک از این شرایط جریان به یکدیگر در کاربرد معادلات دبی در هر وضعیت سودمند خواهد بود. در این تحقیق، با استفاده از برداشت های آزمایشگاهی روی دو سرریز اوجی با ارتفاع مختلف و نیز از داده های آزمایشگاهی مدل سرریز دریچه دار پروژه کنترل آب فلوریدای جنوبی و مرکزی، روابطی برای تعیین حدود تبدیل و تعیین آبگذری در شرایط چهارگانه ارائه شده است. در شرایط جریان کنترل نشدۀ آزاد، میانگین قدرمطلق خطای نسبی در تعیین دبی از روابط پیشنهادی 1.95 درصد، در شرایط جریان کنترل شدۀ آزاد و مستغرق به ترتیب معادل 2 و 5 درصد است. نتایج بررسی ها نشان می دهد حد تبدیل جریان کنترل نشده به کنترل شده هنگامی است که عمق بالادست از حدود 1.46 برابر بازشدگی دریچه افزایش یابد. با افزایش ارتفاع پایین دست و کاهش ارتفاع بالادست سرریز نیز آستانۀ استغراق نسبی سرریز و میزان آبگذری افزایش می یابد.

Analysis of the Discharge and Flow Conditions in SluiceGated Spillways

Sluice gates are designed and used in Ogee spillways with high height (regulator dams) or low height (as sill) for better controlling the flow. In latter case, according to different combinations of weir geometry, gate opening, upstream and downstream flow depths, four different flow conditions are recognizable: (a) free uncontrolled flow, (b) submerged uncontrolled flow, (c) free controlled flow, and (d) submerged controlled flow. Determination of change threshold of these flow condition is useful for choosing the proposed discharge equations in any situation. In current research, using the experimental data gathered from two Ogee spillways with different height in this program and using the data gathered from typical spillway structures in central and southern Florida watercontrol project, different equations for determining the change threshold and flow discharge in four different flow conditions are developed. In free uncontrolled flow condition, the proposed discharge equation has an average relative error of 1.95% while in free and submerged controlled flow condition, the proposed discharge equations have the average relative errors of 2% and 5% respectively. Results showed that the change threshold of uncontrolled flow into controlled flow occurs when upstream flow depth increases about 1.46 times the gate opening. Furthermore, the relative submergence threshold and flow discharge increase by increasing the downstream flow depth and decreasing the upstream flow depth.