بررسی آزمایشگاهی تاثیر وجود مانع در انتهای کلیدهای خروجی سرریز کلیدپیانویی نوع c بر آبشستگی پایین‌دست آن

سرریزهای کلیدپیانویی جزء جدیدترین سرریزهای غیرخطی هستند که ضریب آبگذری بیشتری نسبت به سرریزهای مشابه دارند. این سازه‌های هیدرولیکی دارای فونداسیون سبک و ساده‌ای هستند که روی سدها و کانال‌های زهکشی طراحی و نصب می‌شوند. به‌دلیل راندمان زیاد این سرریزها، بررسی آبشستگی پایین‌دست آنها و راهکار برای کاهش مقدار آن در سال‌های اخیر، موردتوجه مهندسان قرار گرفته است. در این پژوهش سعی شده از یک سرریز کلیدپیانویی ذوزنقه‌ای نوع c، سه دبی و سه عمق پایاب استفاده     شود. همچنین از دو مانع با ارتفاع‌های 0/02 و 0/04 متر در انتهای کلیدهای خروجی سرریز استفاده شد. نتایج نشان داد که وجود مانع، باعث کاهش آبشستگی در پنجه سرریز می‌شود. مقدار کاهش آبشستگی در پنجه سرریز و با ارتفاع مانع بزرگ‌تر، بیشتر از سرریز با ارتفاع مانع کوچک‌تر و در هر دو بیشتر از سرریز بدون مانع است. وجود مانع باعث کاهش بیشینه عمق آبشستگی و دورتر شدن فاصله بیشینه عمق آبشستگی از پنجه سرریز می‌شود. در سرریز با ارتفاع مانع 0/02 و 0/04 متر نسبت به سرریز بدون مانع، مقدار بیشینه عمق آبشستگی حدود 16/4 و 26/9 درصد کمتر و فاصله بیشینه عمق آبشستگی در آن‌ها نسبت به سرریز بدون مانع، حدود 8/7 و 19/1 درصد بیشتر است. شاخص آبشستگی در سرریزهای دارای مانع کمتر از سرریزهای بدون مانع است که می‌تواند خطر واژگونی سرریز را کاهش دهد. کمترین مقدار شاخص آبشستگی در سرریز با ارتفاع مانع 0/04 متر دیده شد که تقریباً 41/2 درصد کمتر از سرریز بدون مانع است.

experimental investigation of the effect of the presence of obstacles at the end of the output keys of the c-type piano key weir on its downstream scour

piano key weirs are a type of non-linear weir that have a higher discharge coefficient than similar linear weirs. these hydraulic structures have a lightweight foundation and a simple structure is designed and installed on dams and drainage channels. due to the high efficiency of these weirs, the investigation of downstream scour and ways to reduce it has been the focus of engineers in recent years. in the present study, a trapezoidal type c piano key weir, three discharges, and three tailwater depths were used. two obstacles with heights of 0.02 and 0.04 meters were also used at the end of the weir exit keys. the results showed that the presence of an obstacle reduces scour at the toe of the weir. the amount of reduction in scour at the toe of the weir was greater in the weir with a larger obstacle height than in the weir with a smaller obstacle height, and in both cases was less than in the simple weir. the presence of an obstacle reduces the maximum depth of scour and moves the distance of the maximum depth of scour away from the toe of the weir. in the weir with obstacle heights of 0.02 and 0.04 meters, compared to the weir without an obstacle, the amount of maximum scour depth is approximately 16.4% and 26.9% less, and the distance of the maximum scour depth is approximately 8.7% and 19.1% more than the weir without an obstacle. the scour index in weirs with obstacles is less than in weirs without obstacles, which can reduce the risk of weir overturning. the lowest value of the scour index was observed in the weir with an obstacle height of 0.04 meters, which is approximately 41.2% less than the weir without an obstacle.