پايان نامه کارشناسي ارشد در رشته مهندسی عمران گرایش سازه های هیدرولیکی

بررسی آزمایشگاهی اثر تغییر شکل مقطع ورودی چای بر ضریب آبگذری سرریز باکس سرریز سد گرمی

اساتيد راهنما:دكتر مهدی اژدری مقدم

دكتر مجتبی صانعی

تحقيق و نگارش:صادق رضایی

 ۱۳۹۳بهمن

۳۹ /2

فهرست مطالب

کلیات

پیشینه تحقیق

نتایج و بحث و بررسی

مواد و روش ها

نتیجه گیری و پیشنهادات

۳۹ /3

کلیاتانواع سرریز ها

سرریز ریزشی آزاد•سرریز اوجی•سرریز جانبی•سرریز شوت•سرریز پلکانی•سرریز کنگره ای•سرریز نیلوفری•سرریز سیفونی•

مهمترین اجزای مشترک سرریز هاکانال رسش و ورودی سرریز•سازه کنترل•تند آب•کانال پایین دست•سازه مستهلک کننده انرژی•

۳۹ /4

کلیاتبیان مسئله تحقیق

۳۹ /5سایت پالن سد گرمی چای، پالن سرریز و تاسیسات پایین دست آن

مروری بر پیشینه تحقیق

شکل گیری پروفیل سرریز اوجی

۳۹ /6ایده طراحی پروفیل سرریز اوجی

مروری بر پیشینه تحقیق

منحنی اولیه پروفیل سرریز اوجی

USBR منحنی

WES منحنی

(y / Hd) = -K(x / Hd)n

Xn = K Hdn-1 Y

WESمنحنی USBRمنحنی شیب وجه

Kباالدست n K n

۰/۵ ۱/۸۵ ۰/۵ ۱/۸۶۸ قائم۰/۵۱۶ ۱/۸۳۶ ۰/۵ ۱/۸۴۸ ۱:۳۰/۵۱۶ ۱/۸۱ ۰/۵۳ ۱/۷۹۵ ۲:۳۰/۵۴ ۱/۷۷۶ ۰/۵۴ ۱/۷۷۶ ۳:۳

y/H = A(x/H)2 + B(x/H) + C + D

معادالت منحنی پروفیل سرریز اوجی

۳۹ /7

مروری بر پیشینه تحقیق

دبی عبوری از سرریز اوجی

فشار روی سرریز اوجی

مطالعات گذشته

۱۹۲۸کوکس

۱۹۴۵ برادلی

۱۹۵۱کلوسوس

۱۹۶۷اسکاگرب

شیخ کاظمی و همکاران ۲۰۰۱سویج و جانسون۱۳۹۲

خسروجردی و همکاران ۱۳۸۶

۲۰۰۸تولیس و نیلسون

۱۳۹۲فرودی و همکاران

۱۳۹۲ کیانی

۳۹ /8

مواد و روش ها

تجهیزات آزمایشگاهیآزمایشگاه مرکزی پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری

مخزن آرامش کانال انتقال آبپایین دست

مدل فیزیکی سامانه تامین دبی

مخزن آرامش باالدست

۳۹ /9

مواد و روش هاسامانه تامین دبی: پمپ های آب

۳۹ /10

مواد و روش هاسامانه تامین دبی: دیزل ژنراتور

۳۹ /11

مواد و روش هامخزن آرامش باالدست

۳۹ /12

۴ متر

متر ۵

متر ۱/۴

مواد و روش هامدل فیزیکی

۳۹ /13

۳۳/۶ سانتی مت

ر

۳۶ سانتی مت

ر

۱۸۰ سانتی مت

ر

۳۳/۶ سانتی مت

ر

مواد و روش هامدل فیزیکی و کانال انتقال آب

۳۹ /14

۱۱/۶۳ متر

متر۰/۷۷ متر۱/۵۵

مواد و روش هامخزن آرامش پایین دست

۳۹ /15

مواد و روش هاچگونگی برداشت داده ها: اندازه گیری دبی جریان

۳۹ /16

Q = 2.325H1.5

۱۲۰ سانتی متر

۱۲/۵ سانتی متر

۳۶ سانتی متر

مواد و روش هاچگونگی برداشت داده ها: اندازه گیری دبی جریان

۳۹ /17

متر۱

مواد و روش هاچگونگی برداشت داده ها: اندازه گیری فشار

۳۹ /18تابلوی قرائت فشار ها، نحوه شماره گذاری پیزومتر های بدنه سرریز

مواد و روش هاچگونگی برداشت داده ها: اندازه گیری فشار

نحوه شماره گذاری پیزومتر های کف و بدنه باکس پلکسی گالس۳۹ /19

مواد و روش هاچگونگی برداشت داده ها: اندازه گیری عمق جریان

۳۹ /20

مواد و روش هاچگونگی برداشت داده ها: اندازه گیری عمق جریان

۳۹ /21

مواد و روش هاروند و نحوه انجام آزمایش ها

حالت اول: تغییر دیواره های جانبی۱۸۱، ۱۵۵، ۱۳۰، ۱۰۸، ۹۰، ۶۸دبی های

لیتر در ثانیه

۳۹ /22

مواد و روش هاروند و نحوه انجام آزمایش هاحالت دوم: تغییر سقف تونل

لیتر در ثانیه۲۴۷، ۲۳۲، ۲۱۰، ۲۰۳، ۱۸۱، ۱۵۵، ۱۳۰، ۱۰۸، ۹۰، ۶۸دبی های

۳۹ /23

نتایج و بحث و بررسیعمق آب باالدست سرریز اوجی

60 80 100 120 140 160 1806

8

10

12

14

16

18

سمت چپ وسطسمت راست خط کش دیواره مخqزqن

F)هFر بر ثانیFتFلیF( دبی

F)رFمت

ی Fانت

سF( ب

ق آعم

نمودار عمق آب باالدست سرریز به ازای دبی های مختلف برای حالت اول

۳۹ /24

نتایج و بحث و بررسیعمق آب باالدست سرریز اوجی

نمودار عمق آب باالدست سرریز به ازای دبی های مختلف برای حالت دوم

60 80 100 120 140 160 180 200 220 2405

10

15

20

25

30

سمت چپ وسطسمت راست خط کش دیواره مخqزqن

F)هFر بر ثانیFتFلیF( دبی

F)رFمت

ی Fانت

سF( ب

ق آعم

۳۹ /25

نتایج و بحث و بررسیضریب آبگذری سرریز اوجی

نمودار ضریب آبگذری سرریز اوجی به ازای دبی های مختلف برای حالت اول و دوم

60 80 100 120 140 160 180 200 220 2400.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

حالت اول حالت دوم

دبیq )لیترq در ثانیه(

ریگqذ

آبب

ضرqی

۳۹ /26

نتایج و بحث و بررسیپروفیل سطح آب

نمودار پروفیل سطح آب قطاع میانی سرریز در حالت اول

0 10 20 30 40 50 60 70 800

10

20

30

40

50

60

qریزqسرQ=68Q=90Q=108Q=130Q=155Q=163Q=18

F)رFی متFسانتF( ه از سرریزFفاصل

F)رFمت

ی Fانت

سع )

فارت

ا

۳۹ /27

نتایج و بحث و بررسیپروفیل سطح آب

نمودار پروفیل سطح آب قطاع میانی سرریز در حالت دوم

0 10 20 30 40 50 60 70 800

10

20

30

40

50

60

qریزqسرQ=68Q=90Q=108Q=130Q=155Q=181Q=203Q=232Q=247

F)رFی متFسانتF( ه از سرریزFفاصل

F)رFمت

ی Fانت

سع )

فارت

ا

۳۹ /28

نتایج و بحث و بررسی

پروفیل سطح آب

پدیده دم خروسی

۳۹ /29

نتایج و بحث و بررسی

پروفیل سطح آب

پرش هیدرولیکی مستغرق

۳۹ /30

نتایج و بحث و بررسیپروفیل سطح آب

سرریز در حالت استغراق

۳۹ /31

نتایج و بحث و بررسیپروفیل سطح آب

surfer 12نمونه ای از نمایش سطح سه بعدی سطح آب توسط نرم افزار

T1-Q68

T1-Q90

T1-Q108

T1-Q130

T1-Q155

T1-Q181

T1-Q163

۳۹ /32

نتایج و بحث و بررسیپروفیل سطح آب

۳۹ /33

نتایج و بحث و بررسیپروفیل سطح آب

0 10 20 30 40 50 60 70 80 900

10

20

30

40

50

60

فاFصله اFزF تFاFج سFررFیFز )ساFنFتی متر(

ر(مت

ی نFت

FاFس(Fع

FفاFتFر

ا

نمودار مقایسه پروفیل سطح آب قطاع میانی سرریز، آزمایشات حالت دوم و 34/ ۳۹آزمایشات کیانی

نتایج و بحث و بررسیفشار پیزومتریک

نمودار فشار پیزومتریک قطاع میانی بدنه سرریز تا ورودی جعبه پلکسی گالس در حالت دوم

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 410

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Q=68Q=90Q=108Q=130Q=155Q=181Q=203Q=232Q=247

شماره پیFزومتFر

F)رFمت

ی Fنت

ساF( ر

شاف

۳۹ /35

نتایج و بحث و بررسیفشار پیزومتریک

نمودار های مقایسه فشار قطاع میانی سرریز در حالت اول و دوم و آزمایشات کیانی

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 4105101520253035

شFماFرFه پFیزومتر

ر(مت

ی نFت

FاFس(

FرFاش

ف

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 410

10

20

30

40

50

شFماFرFه پFیزومتر

ر(مت

ی نFت

FاFس(

FرFاش

ف

Q=155 L/s

۳۹ /36

Q=130 L/s

نتایج و بحث و بررسیفشار پیزومتریک

نمودار های فشار کف و بدنه جعبه پلکسی گالس در حالت اول

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130

5

10

15

20

25

30

35

Q=68Q=90Q=108Q=130Q=155Q=163Q=181

FترFومFشماره پیز

)FرمFت

ی انت

س(

ارش

ف

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130

5

10

15

20

25

30

Q=68Q=90Q=108Q=130Q=155Q=181

FرFتFمFوFزFه پیFارFمFش

F)FرFتFم

ی Fنت

سFاF(

ارش

ف

۳۹ /37

نتیجه گیری و پیشنهاداتنتیجه گیری

دبی طراحی(۱/۵۱ لیتر در ثانیه)۱۶۳آستانه استغراق سرریز در دبی •افزایش نسبی ضریب آبگذری تا قبل از استغراق سرریز•کاهش ضریب آبگذری بعد از استغراق سرریز• لیتر در ثانیه)دبی طراحی(۱۰۸مشاهده پدیده دم خروسی در دبی های کمتر از •مشاهده پرش هیدرولیکی مستغرق در دبی های بیشتر از دبی طراحی•افزایش عمق جریان در تونل درست قبل از شروع بلوک ها• لیتر در ثانیه با حداکثر دبی ۱۸۱استغراق دهانه ورودی جعبه پلکسی گالس در دبی •

لیتر در ثانیه در حالت اول۲۰۸قابل عبور لیتر در ثانیه در حالت دوم۲۴۷ برابر با PMFعبور دبی •افزایش فشار در بدنه سرریز و کف و بدنه جعبه پلکسی گالس با افزایش دبی•روند مشابه فشار و جریان در قطاع های مختلف سرریز، با صرف نظر کردن از اثر •

دیواره های جانبی

۳۹ /38

نتیجه گیری و پیشنهاداتپیشنهادات

متصل کردن مستقیم دیواره های جانبی سرریز به ورودی جعبه پلکسی گالس•مدل سازی عددی و نرم افزاری جریان سرریز مورد مطالعه و مقایسه نتایج با •

تحقیق حاضربرداشت سطح سه بعدی آب در سرریز و جعبه پلکسی گالس•

۳۹ /39