بررسی آزمایشگاهی عملکرد شیب‌شکن مایل گابیونی مجهز به صفحه مشبک افقی

یکی از مسائل مهم هیدرولیک بررسی تاثیر استفاده از سازه‌های الحاقی جهت مستهلک نمودن انرژی جریان در سازه‌های روگذر از جمله شیب‌شکن می‌باشد. در پژوهش حاضر با استفاده از مدل آزمایشگاهی به بررسی تاثیر استفاده همزمان صفحه مشبک افقی و گابیون در سازه شیب‌شکن مایل پرداخته شد و با نتایج سایر محققین مقایسه صورت گرفت. آزمایش‌ها برای دو ارتفاع و سه زاویه شیب‌شکن مایل گابیونی، دو نسبت تخلخل صفحات مشبک و محدوده دبی 150 الی 800 لیتر بر دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد در تمامی مدل‌های مورد بررسی با افزایش عمق بحرانی نسبی، مقادیر استهلاک انرژی نسبی کاهش و عمق نسبی پایین‌دست افزایش می‌یابد. با افزایش زاویه و ارتفاع شیب‌شکن و کاهش تخلخل صفحات مشبک برای یک عمق بحرانی نسبی ثابت، مقدار استهلاک انرژی نسبی شیب‌شکن مایل گابیونی مجهز به صفحه مشبک افقی افزایش می‌یابد. افزایش طول خیس شده صفحات مشبک افقی باعث ایجاد جریان دوفازی و ورود هوا به سیستم بکاررفته می‌شود و در نتیجه مقدار استهلاک انرژی افزایش می‌یابد. به کارگیری همزمان گابیون در قسمت شیبدار و صفحات مشبک افقی در لبه شیب شکن مایل عدد فرود پایین دست را به صورت چشمگیری کاهش داده است به نحوی که عدد فرود پایین‌دست در هر سه زاویه و دو نسبت تخلخل از بازه 4.49 الی 8.35 به بازه 1.31 الی 2.48  نسبت به شیب شکن مایل ساده و از بازه 1.48 الی 5.78 به بازه 1.31 الی 2.48 نسبت به شیب‌شکن مایل مجهز به صفحه مشبک افقی کاهش یافته است.

Experimental Investigation of the Performance of Inclined Gabion Drop Equipped with a Horizontal Screen

One of the important hydraulic issues is to study the effect of additional structures on dissipating the flow energy in overflow structures such as drops. In the present study, using a laboratory model, the effect of simultaneous use of horizontal screen and gabion in the inclined drop structure was investigated and compared with the results of other researchers. The experiments were performed for two heights and three inclined gabion angles, two screen porosity ratios and a flow rate of 150 to 800 liters per minute. The results of all the studied models showed that by increasing the relative critical depth, the relative energy consumption values decrease and the relative downstream depth increases. By increasing angle and height of the slope and decreasing the porosity of the screen for a constant relative critical depth, the relative energy dissipation of the inclined gabion drops equipped with a horizontal screen increases. Increasing the wetted length of horizontal screens causes twophase flow and air entrance to the used system and consequently the amount of energy dissipation increases. Simultaneous use of gabions in the sloping section and horizontal screens at the edge of the drop has significantly reduced the downstream Froude number so that the downstream Froude number at all three angles and two porosity ratios decreased from range of 4.4935 to range of 1.312.48 compared to the simple inclined slope and from range of 1.485.78 to range of 1.312.48 as compared to the inclined slope equipped with a horizontal lattice plate.