بخشی از مقاله
چکیده
در بحث تخلیه رسوب انباشت شده پشت روزنه ها یکی از روش های پر بازده بحث رسوب شویی یا همان فلاشینگ می باشد. فلاشینگ در تخلیه سدها به دو قسمت فلاشینگ تحت فشار و فلاشینگ آزاد تقسیم می شود.بدین منظور از یک مدل فیزیکی متشکل از یک فلوم آزمایشگاهی برای ساخت یک نمونه با روزنه مربعی استفاده گردید و پارامترهای موثر بر فلاشینگ تحت فشار اعم از هد آب، ابعاد روزنه، نوع رسوب و همچنین ارتفاع رسوب پشت روزنه مورد مطالعات آزمایشگاهی قرار گرفت.
با تغییرات هد آب و ارتفاع رسوب و رسوب های با دانه بندی متفاوت و تکرار آنها هندسه روزنه بر اساس این پارامتر ها مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی مدل فلاشینگ در حالت های رسوب در کف دهانه و همچنین دهانه مستغرق در رسوب نتایج متنوعی به همراه داشت و عوامل موثر بر رسوب شویی در این شرایط بررسی گردید. از جمله نتایج حاصل شده از آزمایش می توان به تاثیر حداکثری دبی خروجی بر فلاشینگ تحت فشار اشاره کرد.
از پارامترهای موثر دیگر می توان به ابعاد روزنه و ابعاد رسوب و ارتفاع آب اشاره کرد. تاثیر پذیری عمق، عرض و ارتفاع حفره رسوب شویی که از مشخصه های رسوب شویی محسوب می شوند از متغیرهای آزمایشگاهی متفاوت است. به طور مثال تغییر ابعاد روزنه تاثیر کمی بر عمق آبشستگی دارد اما بر عرض آبشستگی بسیار تاثیر گذار است.
واژه های کلیدی: رسوب شویی، فلاشینگ، فلاشینگ تحت فشار، تخلیه مخزن، آبشستگی
مقدمه
مساله رسوب به عنوان یکی از بزرگترین مشکلات بهره برداری از منابع آبهای سطحی در جهان مطرح است، زیرا رسوب ورودی به مخازن سدها عامل محدود کننده عمر سدها است. بنابراین عدم توجه به این مساله سبب اتلاف سرمایه های عظیم ملی می شود. رودخانه ها و رواناب ها در طول زمان و با تغییرات شرایط جوی بسیار، مسیر خود را به تدریج شسته و قسمت هایی از آنها را با خود حمل می کنند.
رسوب موجود در جریان در فضاهایی از مسیر که امکان انباشته شدن دارند، رسوب کرده و باعث اشغال فضا و افزایش سطح آب در آن قسمت خواهند شد. یکی از مکان هایی که امکان تجمع رسوب ها فراهم می شود، در مخازن سدها است. سدها به دلایل مختلف ساخته شده و بر روی اکوسیستم منطقه تاثیر می گذارند. همچنین برای ساخت هر سد هزینه هنگفتی صرف می شود که باید در دراز مدت و در طول مدت بهره برداری، اهداف از پیش تعیین شده را محقق کند. از این رو صیانت از حجم مخازن سدها بسیار اهمیت دارد.
اهداف
تجمع رسوب در پشت سدها و به تبع آن کاهش حجم مخزن یکی از خطراتی است که سدهای جهان را با مشکل روبرو کرده است. روش های متنوعی برای تخلیه رسوب پشت سدها وجود دارد که هر کدام از لحاظ بهره وری ویژگی های خاص خود را داشته و تحت شرایطی مورد استفاده قرار می گیرد. بررسی پارامترهای گوناگون موثر بر هر کدام از این روش ها می توان در استفاده بهتر از سدها نقش مهمی ایفا نماید.
مدل آزمایشگاهی
آزمایش در محل دانشکده مهندسی عمران دانشگاه خواجه نصیر انجام شد. برای انتقال آب از مخزن به داخل فلوم از یک پمپ کف کش مستقر در پایین ترین سطح مخزن آب استفاده شد. قدرت این پمپ 21/6 لیتر بر ثانیه بوده و می تواند حجم کل مخزن را در عرض مدت کوتاهی به داخلی فلوم منتقل کند.فلوم مورد استفاده 0/6 متر عرض و 0/4 متر عمق و طول مفید آن 10 متر میباشد. جداره ها از جنس شیشه بوده و فلوم قابلیت تغییر شیب را نیز دارد. ضریب انتخاب ابعاد دریچه کوچک تر از 0,05 عرض فلوم انتخاب گردید.
جریان ورودی در ابتدا در یک مخزن با عملکرد مشابه حوضچه آرامش فرود آمده و بعد از افزایش هد آب، جریان به داخل فلوم انتقال پیدا می کند. وجود چنین مخزنی در ابتدای فلوم آزمایش نیاز به تجهیزات آرام کننده جریان را از بین برده و با تنظیم شیر ورودی آب جریان با دبی مورد نظر بدست می آید. جهت بررسی تغییرات حفره آبشستگی در بالادست دریچه از یک سامانه تابشی لیزر خطی استفاده شد. این سیستم توسط محقق تهیه و طراحی و نصب شد.
سیستم لیزر خطی متشکل از 6 عدد لیزر 500 میلی وات با قابلیت فعالیت دراز مدت است که در یک جعبه از پیش طراحی شده نصب گردیده اند. قدرت لیزرها باعث ایجاد گرمای بسیار زیاد در بدنه دستگاه شده که به وسیله اتصال آی سی های خنک کننده و ارتباط قوی با خمیر سیلیکن شرایط گرمایشی اصلاح و مشکل آن منتفی شد.
متدلوژی تحقیق
پارامترهای متغیر در این تحقیق ارتفاع آب، ارتفاع رسوب، نوع رسوب مورد استفاده و ابعاد روزنه بودند. با تابانیدن لیزرهای خطی کالیبره شده و تصویر برداری از تغییرات مکانی این خطوط در طول مدت انجام آزمایش، میزان رسوب شویی در مقاطع مورد نظر اندازه گیری شد. استفاده از لیزر در محدوده رسوب شویی در فلاشینگ تحت فشار انجام شد. تصویر برداری مناسب از پدیده های رخ داده و رسم نمودارهای مقایسه ای مرحله نهایی آزمایش را تشکیل داد.
