بررسی آزمایشگاهی و عددی هیدرولیک جریان در محل انشعاب رودخانه‌ها (مطالعات موردی: انشعاب کرخه)

رودخانه کرخه پس از سد انحرافی حمیدیه در حوالی شهر حمیدیه به دو شاخه هوفل و نیسان تقسیم می‌شود، به این نحو که در دبی‌های پایین به‌علت شیب زیاد رودخانه نیسان، سهم رودخانه نیسان بیشتر از رودخانه هوفل است. هدف از انجام این پژوهش تعیین یک سازه هیدرولیکی مناسب برای تقسیم‌بندی جریان آب در انشعاب هوفل است. به‌منظور بررسی آزمایشگاهی این پژوهش، از یک فلوم با قوس 90 درجه در دانشگاه آزاد واحد اهواز استفاده شد و با سرریزهای با عرض و ارتفاع متفاوت به‌انجام آزمایشات مختلف پرداخته شد. در نتیجه به شبیه‌سازی این مدل با نرم‌افزار cche2d پرداخته شد و نتایج با مدل فیزیکی نیز مقایسه شد. نتایج نشان داد با افزایش ارتفاع سرریز به دلیل افزایش ارتفاع سطح آب، باعث افزایش درصد دبی انحرافی به شاخه هوفل شده است. در نتیجه با افزایش عرض سرریز به‌دلیل کم‌ شدن ارتفاع سطح آب، درصد دبی انحرافی به شاخه هوفل کاهش پیدا کرده است. در شاخه هوفل با نصب سرریز مستطیلی با ابعاد مختلف به‌طور متوسط حداقل 34/3 و حداکثر 5/61 درصد افزایش دبی را شاهد هستیم. البته در حالت طبیعی و بدون نصب سرریز ما شاهد افزایش دبی بیشتری نسبت به‌ حالت با سرریز داریم که این پدیده را می‌توان به‌دلیل کنترل شدن جریان توسط سرریز اعلام کرد. به‌طور متوسط در حالت با سرریز 2/8 درصد و بدون سرریز 7/7 درصد افزایش درصد دبی انحرافی داشته است. با افزایش عدد فرود از 0/21 تا 0/38 به‌طور متوسط باعث کاهش درصد دبی انحرافی به‌اندازه 19/3 درصد شده است. در نتیجه نتایج شبیه‌سازی با نرم‌افزار cche2d بسیار مشابه و نزدیک به نتایج آزمایشات مدل فیزیکی است.

Experimental Investigation of Flow Hydraulic in the Branch of rivers (A Case Study: Karkheh River)

After Hamidieh Diversion Dam near the city of Hamidieh, Karkheh River is divided into two streams known as Hufel and Nissan. At the lower flow rates, Nissan makes up a greater share than Hufel due to the steeper slope of the former. This study attempted to construct a hydraulic structure to appropriately divide water flow in Hufel. In a laboratory experiment, a flume with a 90degree bend was used at Islamic Azad University of Ahvaz. Various experiments were conducted at different widths and heights. Furthermore, this model was simulated through CCHE2D, the results of which were compared against those of physical and mathematical models. The results indicated that the weir height increased the deviation flow percentage to the Hufel stream due to rising water level. Moreover, the deviation flow percentage to Hufel was declined as the weir width was increased due to falling water level. At Hufel, the installation of rectangular weir in different dimensions yielded the minimum of 34.3% and the maximum of 61.5% increase in the flow rate. In the normal mode without any weirs installed, however, there would be an increase in the flow rate, as compared to the mode where a weir has been installed. This can be associated with the flow controlled by the weir. On average, the deviation flow rate was increased by 2.8% in the weir mode and 7.7% in the weirless one. An increase in the Froude number from 0.21 to 0.38 led to a lower average deviation flow rate by 19.3%. Moreover, the results of the simulation through CCHE2D were demonstrated to be largely similar to those of physical model experiments. However, an increase in the Froude number did not lead to a decline in the deviation flow rate (i.e. it remained constant). This trend was inconsistent with the results of the physical model.