بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ در ﺣﺎﻟﺖ ﺟﺮﻳﺎن آزاد
ﭼﻜﻴﺪه
ﻃﺒﻖ ﮔﺰارﺷﺎت اراﺋﻪ ﺷﺪه ﻳﻜﻲ از ﻣﻬﻤﺘﺮﻳﻦ دﻻﻳﻞ ﺗﺨﺮﻳﺐ ﺳﺪﻫﺎ ﻧﺎﻛﺎﻓﻲ ﺑﻮدن ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺗﺨﻠﻴﻪ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ اﺳﺖ. ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ ﻃﺮاﺣﻲ ﺳﺮرﻳﺰ ﺑﺎ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﻋﺒﻮري ﺑﺎﻻ از اﻫﻤﻴﺖ وﻳﮋهاي ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ. ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ ﻧﻮع ﺟﺪﻳﺪي از ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ ﻛﻪ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺗﺨﻠﻴﻪ دﺑﻲ ﺑﺴﻴﺎر ﺑﺎﻻﻳﻲ دارﻧﺪ و ﻣﻲﺗﻮاﻧﻨﺪ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺳﺎزهاي اﻗﺘﺼﺎدي ﺑﺎ ﻛﺎراﻳﻲ ﺑﺎﻻ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﻴﺮﻧﺪ. ﺑﺪﻟﻴﻞ ﺗﻌﺪاد زﻳﺎد ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻫﻨﺪﺳﻲ و ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ و ﻣﺸﺨﺺ ﻧﺒﻮدن ﺗﺄﺛﻴﺮ آنﻫﺎ ﺑﺮ ﺟﺮﻳﺎن، ﺗﺎﻛﻨﻮن راﺑﻄﻪ اﺳﺘﺎﻧﺪاردي ﺑﺮاي ﻃﺮاﺣﻲ اﻳﻦ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ اراﺋﻪ ﻧﺸﺪه اﺳﺖ. در اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻫﻨﺪﺳﻲ و ﻫﻴﺪروﻟﻴﻜﻲ ﻣﺆﺛﺮ ﺑﺮ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن، آزﻣﺎﻳﺸﺎت ﻣﺘﻌﺪدي اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﺪلﻫﺎي آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه ﺷﺎﻣﻞ 20 ﻣﺪل ﺑﺎ ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻫﻨﺪﺳﻲ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻫﺴﺘﻨﺪ. آزﻣﺎﻳﺸﺎت در ﻳﻚ ﻛﺎﻧﺎل ﻣﺴﺘﻄﻴﻠﻲ ﺷﻴﺸﻪاي ﺑﺎ ﺷﻴﺐ ﺻﻔﺮ و ﺑﺎ ﻃﻮل 12 ﻣﺘﺮ، ﻋﺮض 0/4 ﻣﺘﺮ و ارﺗﻔﺎع 0/7 ﻣﺘﺮ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻛﻒ ﻛﺎﻧﺎل اﺻﻠﻲ از ﻓﻮﻻد زﻧﮓ ﻧﺰن و دﻳﻮارهﻫﺎي ﻛﺎﻧﺎل از ﺟﻨﺲ ﺷﻴﺸﻪ ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﻧﻤﻮدار دﺑﻲ-اﺷﻞ ﺳﺮرﻳﺰ ﺑﻪ ازاي ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻫﻨﺪﺳﻲ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﺮﺳﻴﻢ ﮔﺮدﻃﺪه اﺳﺖ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻫﻨﺪﺳﻲ ﻣﺆﺛﺮ ﺷﺎﻣﻞ ﻃﻮل ﺳﺮرﻳﺰ، ارﺗﻔﺎع ﺳﺮرﻳﺰ، ﻋﺮض دﻫﺎﻧﻪ ورودي و ﺧﺮوﺟﻲ و ﻟﺒﻪﻫﺎي آوﻳﺰان ﺑﺎﻻدﺳﺖ و ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ ﺑﺮ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﻋﺒﻮري از ﺳﺮرﻳﺰ ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ ﺑﺮرﺳﻲ ﺷﺪه اﺳﺖ. در ﻧﻬﺎﻳﺖ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﻋﻤﻮﻣﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ، ﻣﻌﺎدﻟﻪاي ﻛﻪ ﻛﻤﺘﺮﻳﻦ ﺧﻄﺎ را داراﺳﺖ، ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ راﺑﻄﻪ ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺳﺮرﻳﺰ در ﺣﺎﻟﺖ ﺟﺮﻳﺎن آزاد اراﺋﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ.
35 mm
ﻛﻠﻤﺎت ﻛﻠﻴﺪي: ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ، ﻣﺪل آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻫﻲ، دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن، ﺟﺮﻳﺎن آزاد، ﺗﺎﺑﻊ ﺧﻄﺎ
ﻣﻘﺪﻣﻪ
ﺗﺨﻠﻴﻪ آب از ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎﻣﻌﻤﻮﻻً ﺑﺎ دو ﻣﺸﻜﻞ اﺳﺎﺳﻲ ﻫﻤﺮاه اﺳﺖ. اوﻟﻲ ﺧﻄﺮ ﻧﺎﻛﺎﻓﻲ ﺑﻮدن ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺗﺨﻠﻴﻪ ﺳﺮرﻳﺰ و دوﻣﻲ ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ اﺛﺮات ﻣﺨﺮب رﺳﻮبﮔﺬاري اﺳﺖ. ﮔﺰارشﻫﺎي اﻋﻼم ﺷﺪه از ﺧﺮاﺑﻲ ﺳﺪﻫﺎ ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ ﻛﻪ ﻳﻚ ﺳﻮم از ﺧﺮاﺑﻲ ﺳﺪﻫﺎ ﺑﺮ اﺛﺮ ﻛﻢ ﺑﻮدن ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺗﺨﻠﻴﻪ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ رخ داده اﺳﺖ. ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ ﻣﻮﺳﺴﻪ ICOLD (ﻛﻤﻴﺘﻪ ﺑﻴﻦ اﻟﻤﻠﻠﻲ ﺳﺪﻫﺎ) ﺗﻮﺻﻴﻪ ﻛﺮده ﻛﻪ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﺳﺪﻫﺎي ﺑﻠﻨﺪ ﺑﺮاي اﻃﻤﻴﻨﺎن از اﻣﻨﻴﺖ آنﻫﺎﻣﺠﺪداً ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﻴﺮﻧﺪ. ﻟﺬا ﺑﺎﻳﺪ ﺑﺮاي ﻃﺮاﺣﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ ﺳﻴﻼبﻫﺎ را ﺑﺎ دوره ﺑﺎزﮔﺸﺖ ﺑﺰرگﺗﺮي در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺖ ﻛﻪ اﻳﻦ اﻣﺮ ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﻳﺶ ﻋﺮض ﺳﺮرﻳﺰ و ﺑﻪ ﺗﺒﻊ آن ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻦ ﻗﻴﻤﺖ ﺳﺎﺧﺖ ﺳﺮرﻳﺰ ﻣﻲﺷﻮد. ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ ﻃﺮاﺣﺎن ﺑﺮاي ﻛﺎﻫﺶ ﻗﻴﻤﺖﻫﺎ ﺳﻌﻲ ﻛﺮدﻧﺪ ﻛﻪ ﺑﺎ رﻋﺎﻳﺖ ﺿﺮﻳﺐ اﻃﻤﻴﻨﺎن ﻻزم اﺑﻌﺎد ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ را ﻛﻮﭼﻚ ﻛﻨﻨﺪ و ﺳﺎﺧﺘﺎر آن را ﺳﺎده ﻧﻤﺎﻳﻨﺪ. ﻣﺤﻘﻘﻴﻦ ﺑﺎ اﻧﺠﺎم ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻣﺘﻌﺪد ﺑﻪ اﻳﻦ ﻧﺘﻴﺠﻪ رﺳﻴﺪﻧﺪ ﻛﻪ ﺑﺮاي دﺳﺖﻳﺎﺑﻲ ﺑﻪ ﺳﺎزهاي اﻗﺘﺼﺎدي ﺑﺎ ﻛﺎراﻳﻲ ﺑﺎﻻ، ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ ﺑﺎﻳﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪ. ﻳﻚ راه ﺣﻞ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﻃﺮاﺣﻲ ﺳﺮرﻳﺰ ﻛﻠﻴﺪﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ اﺳﺖ. ﺷﻜﻞ ﺟﺪﻳﺪي از ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﻮﺳﺴﻪ Hydrocoop ﻓﺮاﻧﺴﻪ و آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه ﻫﻴﺪروﻟﻴﻚ و ﻣﺤﻴﻂ زﻳﺴﺖ داﻧﺸﮕﺎه Biskra اﻟﺠﺰاﻳﺮ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻨﺪ. از ﺟﻤﻠﻪ ﻣﺰﻳﺖﻫﺎي ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﻣﻮارد زﻳﺮ اﺷﺎره ﻛﺮد. ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ اﺣﺪاث روي ﺳﺪﻫﺎي ﻣﻮﺟﻮد و ﺳﺪﻫﺎي وزﻧﻲ ﺟﺪﻳﺪ را دارﻧﺪ، دﺑﻲ ﻣﺨﺼﻮص ﻋﺒﻮري از ﺳﺮرﻳﺰ را ﺗﺎ 100 m3/s/m اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲدﻫﻨﺪ، دﺑﻲ ﻋﺒﻮري از اﻳﻦ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ ﺣﺪاﻗﻞ 4 ﺑﺮاﺑﺮ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻣﻌﻤﻮﻟﻲ اﺳﺖ، ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ ﻇﺮﻓﻴﺖ ﻣﺨﺰن ﻣﻲﮔﺮدﻧﺪ، از ﻟﺤﺎظ اﻗﺘﺼﺎدي ﺑﺴﻴﺎر ﻣﻘﺮون ﺑﻪ ﺻﺮﻓﻪ ﺑﻮده و ﻫﺰﻳﻨﻪ ﻧﮕﻬﺪاري ﻛﻤﺘﺮي دارﻧﺪ. ﺗﺎﻛﻨﻮن ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت اﻧﺪﻛﻲ ﺑﺮ روي ﺳﺮرﻳﺰ ﻛﻠﻴﺪﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ، از ﺟﻤﻠﻪ ﺑﺎرﻛﻮدا و ﻫﻤﻜﺎران( 2006) 1، ﻫﺎﻳﻦ و ﻫﻤﻜﺎران( 2006) 2اُﻣﻴﻦ، و ﻟﻤﭙﺮﻳﺮ( 2003) 3اُﻣﻴﻦ، و ﻟﻤﭙﺮﻳﺮ (2006)، اﻧﺪرﺳﻮن( 2011) 4، ﻻﮔﺮ و ﻫﻤﻜﺎران(2011) 5، ﻣﺎﭼﻴﻠﺰ و ﻫﻤﻜﺎران(2011) 6 و ﭘﺮاﻟﻨﮓ و ﻫﻤﻜﺎران(2011) 7اُﻣﻴﻦ.ﻧﺘﻴﺠﻪوﻟﻤﭙﺮﻳﺮ (2006) ﺑﻪ اﻳﻦ رﺳﻴﺪﻧﺪ ﻛﻪ ﺑﺮاي ﻫﺪﻫﺎي ﭘﺎﻳﻴﻦ زﻳﺎد ﻛﺮدن ﺗﻌﺪاد دﻫﺎﻧﻪﻫﺎي ﺳﺮرﻳﺰ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ ﻛﺎراﻳﻲ ﺳﺮرﻳﺰ ﻣﻲﺷﻮد. ﻧﺘﺎﻳﺞ آزﻣﺎﻳﺶ ﻫﺎﻳﻦ و ﻫﻤﻜﺎران (2006) ﻧﺸﺎن داد ﻛﻪ ﺗﻌﺪاد 7 دﻫﺎﻧﻪ ﺑﺮاي ﻫﺪﻫﺎي ﭘﺎﻳﻴﻦ و 5 ﺗﺎ 6 دﻫﺎﻧﻪ ﺑﺮاي ﻫﺪﻫﺎي ﺑﺎﻻ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﻣﻲﺷﻮداُﻣﻴﻦ. و ﻟﻤﭙﺮﻳﺮ (2006)، ﻫﺎﻳﻦ و ﻫﻤﻜﺎران (2006) و ﺑﺎرﻛﻮدا و ﻫﻤﻜﺎران (2006) ﻧﺸﺎن دادﻧﺪ ﻛﻪ اﮔﺮ دﻫﺎﻧﻪورودي ﺑﺰرﮔﺘﺮ از دﻫﺎﻧﻪ ﺧﺮوﺟﻲ در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮد، ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﻳﺶ دﺑﻲ ﻋﺒﻮري از ﺳﺮرﻳﺰ ﻣﻲﺷﻮد. ﺑﺎ وﺟﻮد ﻣﻄﺎﻟﻌﺎﺗﻲ ﻛﻪ ﺗﺎﻛﻨﻮن در اﻳﻦ زﻣﻴﻨﻪ ﺻﻮرت ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ، ﻫﻨﻮز اﻃﻼﻋﺎت ﺟﺎﻣﻊ و دﻗﻴﻘﻲ درﺑﺎره ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮ روي ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ ﻣﻮﺟﻮد ﻧﻴﺴﺖ و راﺑﻄﻪاي ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﻋﺒﻮري از اﻳﻦ ﺳﺮرﻳﺰ اراﺋﻪ ﻧﺸﺪه اﺳﺖ. ﻫﺪف از اﻳﻦ ﺗﺤﻘﻴﻖ ﺑﺮرﺳﻲ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻫﻨﺪﺳﻲ ﺳﺮرﻳﺰ ﺑﺮ روي ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ و ﺑﺪﺳﺖ آوردن راﺑﻄﻪاي ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ در ﺣﺎﻟﺖ ﺟﺮﻳﺎن آزاد اﺳﺖ.
آﻧﺎﻟﻴﺰ اﺑﻌﺎدي
ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﻋﻤﻮﻣﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻣﺴﺘﻄﻴﻠﻲ ﻟﺒﻪﺗﻴﺰ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ اﺳﺖ:
ﻛﻪ Cd ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ، g ﺷﺘﺎب ﺛﻘﻠﻲ زﻣﻴﻦ، L ﻃﻮل ﺳﺮرﻳﺰ و Ho ارﺗﻔﺎع آب در ﺑﺎﻻدﺳﺖ ﺳﺮرﻳﺰ اﺳﺖ. ﻣﻲﺗﻮان ﻓﺮض ﻛﺮد ﻛﻪ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ از راﺑﻄﻪ ﻋﻤﻮﻣﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ ﺑﺪﺳﺖ ﻣﻲآﻳﺪ، ﺑﻨﺎﺑﺮ اﻳﻦ:
در راﺑﻄﻪ ﺑﺎﻻ B ﻋﺮض ﻛﺎﻧﺎل اﺳﺖ. ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﭘﻴﭽﻴﺪﮔﻲ ﻫﻨﺪﺳﻲ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ اﻳﻦ ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ واﺑﺴﺘﻪ ﺑﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪدي اﺳﺖ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﻜﻞ1 ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺳﺮرﻳﺰ ﻛﻠﻴﺪﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ را ﻣﻲﺗﻮان ﺗﺎﺑﻌﻲ از ﻫﺪ آب ﺑﺎﻻدﺳﺖ (Ho)، ارﺗﻔﺎع آب روي ﺗﺎج ﺑﺎﻻدﺳﺖ (H1)، ارﺗﻔﺎع آب روي ﺗﺎج ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ (H2)، ﻃﻮل ﺟﺎﻧﺒﻲ ﺳﺮرﻳﺰ (L)، ارﺗﻔﺎع ﺳﺮرﻳﺰ (P)، ﻋﺮض ﻛﺎﻧﺎل (B)، ﻋﺮض دﻫﺎﻧﻪ ورودي (a)، ﻋﺮض دﻫﺎﻧﻪ ﺧﺮوﺟﻲ (b)، ﻃﻮل ﻟﺒﻪ آوﻳﺰ ﺑﺎﻻدﺳﺖ (c)، ﻃﻮل ﻟﺒﻪ آوﻳﺰ ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ (d)، ﻟﺰﺟﺖ دﻳﻨﺎﻣﻴﻚ (μ) و ﻛﺸﺶ ﺳﻄﺤﻲ (σ) داﻧﺴﺖ. ﭘﺲ ﻣﻲﺗﻮان ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ اﻳﻦ ﺳﺮرﻳﺰ را ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﺸﺎن داد:
ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻳﻨﻜﻪ ﻋﻤﻖ آب روي ﺗﺎج ﺑﺎﻻدﺳﺖ (H1) و ﻋﻤﻖ آب روي ﺗﺎج ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ (H2) ﺗﺎﺑﻌﻲ از ﻋﻤﻖ آب درﺑﺎﻻدﺳﺖ ﺳﺮرﻳﺰ (Ho) ﻫﺴﺘﻨﺪ، ﺑﻨﺎﺑﺮ اﻳﻦ از ﻣﻌﺎدﻟﻪ3 ﺣﺬف ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. ﺑﺎ ﺑﻜﺎرﮔﻴﺮي آﻧﺎﻟﻴﺰ اﺑﻌﺎدي، ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﺮ اﺳﺎس ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺑﻲﺑﻌﺪ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﺸﺎن داد:
ﻛﻪ در راﺑﻄﻪ ﺑﺎﻻ W1و R1 ﺑﻪ ﺗﺮﺗﻴﺐ اﻋﺪاد وﺑﺮ و رﻳﻨﻮﻟﺪز در ﻣﻘﻄﻊ ﺗﺎج ﺑﺎﻻدﺳﺖ ﺳﺮرﻳﺰ ﻫﺴﺘﻨﺪﻣﻌﻤﻮﻻً. در ﻛﺎﻧﺎلﻫﺎ ﻋﺪد رﻳﻨﻮﻟﺪز ﺑﻪ اﻧﺪازه ﻛﺎﻓﻲ ﺑﺰرگ اﺳﺖ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻣﻲﺗﻮان از اﺛﺮ ﻟﺰﺟﺖ ﺻﺮﻓﻨﻈﺮ ﻛﺮد (ﻫﻨﺪرﺳﻮن.( 1966 1 ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ در ﺳﺎل 1981، ﻧﻮاك و ﻛﺎﺑﻠﻚ1 ﺑﻪ اﻳﻦ ﻧﺘﻴﺠﻪ رﺳﻴﺪﻧﺪ ﻛﻪ اﮔﺮ ﻫﺪ آب روي ﺳﺮرﻳﺰ از 3 ﺗﺎ 4 ﺳﺎﻧﺘﻲﻣﺘﺮ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ، ﻣﻲﺗﻮان اﺛﺮ ﻛﺸﺶ ﺳﻄﺤﻲ را ﻧﻴﺰ ﻧﺎدﻳﺪه ﮔﺮﻓﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ اﻋﺪاد وﺑﺮ و رﻳﻨﻮﻟﺪز از راﺑﻄﻪ4 ﺣﺬف ﻣﻲﺷﻮﻧﺪ. n ﻧﻴﺰ ﺗﺎﺑﻌﻲ از ﻋﺮض دﻫﺎﻧﻪ ورودي و ﺧﺮوﺟﻲ اﺳﺖ n=(a+b)/B)،) ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺣﺬف ﻣﻲﺷﻮد. ﻟﺬا راﺑﻄﻪ4 را ﻣﻲﺗﻮان ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺧﻼﺻﻪ ﻛﺮد:
ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﻣﺎﻫﻴﺖ ﺳﻪ ﺑﻌﺪي و ﭘﻴﭽﻴﺪﮔﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮ روي ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ، ﺳﺎدهﺗﺮﻳﻦ را ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﻋﺒﻮري از اﻳﻦ ﺳﺮرﻳﺰ ﺑﻪ ﺻﻮرت آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه اﺳﺖ.
ﻣﺪل آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎﻫﻲ
ﺗﺠﻬﻴﺰات آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه ﺷﺎﻣﻞ ﻛﺎﻧﺎل اﺻﻠﻲ، ﭘﻤﭗ، ﻣﺨﺰن ﺑﺎﻻدﺳﺖ و ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ و ﻏﻴﺮه اﺳﺖ. آزﻣﺎﻳﺸﺎت در ﻳﻚ ﻛﺎﻧﺎل ﻣﺴﺘﻄﻴﻠﻲ ﺷﻴﺸﻪاي ﺑﺎ ﺷﻴﺐ ﺻﻔﺮ و ﺑﺎ ﻃﻮل 12 ﻣﺘﺮ، ﻋﺮض 0/4 ﻣﺘﺮ و ارﺗﻔﺎع 0/7 ﻣﺘﺮ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻛﻒ ﻛﺎﻧﺎل اﺻﻠﻲ از ﻓﻮﻻد ﮔﺎﻟﻮاﻧﻴﺰه و دﻳﻮارهﻫﺎي ﻛﺎﻧﺎل از ﺟﻨﺲ ﺷﻴﺸﻪ ﻫﺴﺘﻨﺪ. در اﻧﺘﻬﺎي ﻛﺎﻧﺎل ﻧﻴﺰ از ﻳﻚ درﻳﭽﻪ ﺑﺮاي ﻛﻨﺘﺮل ﻋﻤﻖ ﭘﺎﻳﻴﻦدﺳﺖ و ﻛﻨﺘﺮل ﭘﺮش اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻣﺪل ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎ از ﺟﻨﺲ ﻓﻮﻻدي و ﺑﻪ ﺿﺨﺎﻣﺖ 1 ﻣﻴﻠﻲﻣﺘﺮ ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪهاﻧﺪ. ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎ ﺑﻪ ﻛﻒ ﻛﺎﻧﺎل ﺟﻮش داده ﺷﺪ و ﺑﺮاي آبﺑﻨﺪ ﻛﺮدن آنﻫﺎ از ﭼﺴﺐ آﻛﻮارﻳﻮم اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎي ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه در ﺟﺪول1 ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﺮاي ﺑﺮرﺳﻲ ﻫﻴﺪروﻟﻴﻚ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮ روي اﻳﻦ ﻧﻮع ﺳﺮرﻳﺰ از دﺑﻲﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ ﺑﻴﻦ 10 ﺗﺎ 70 ﻟﻴﺘﺮ در ﺛﺎﻧﻴﻪ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ دﺑﻲﺳﻨﺞ اﻟﻜﺘﺮوﻣﻐﻨﺎﻃﻴﺴﻲ ﻛﻪ در اﺑﺘﺪاي ﻛﺎﻧﺎل ﻧﺼﺐ ﺷﺪه اﺳﺖ، اﻧﺪازه- ﮔﻴﺮي ﻣﻲﺷﺪ. ﺑﺮاي اﻳﻨﻜﻪ اﻃﻤﻴﻨﺎن ﺣﺎﺻﻞ ﺷﻮد ﻛﻪ ﺟﺮﻳﺎنﻛﺎﻣﻼً ﻳﻜﻨﻮاﺧﺖ و ﺗﻮﺳﻌﻪ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ، در ﻣﻘﺎﻃﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﺮﻋﺖ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻟﻮﻟﻪ ﭘﻴﺘﻮت اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪ. ﺑﺮاي اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﻋﻤﻖ در ﻧﻘﺎط ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻛﺎﻧﺎل و روي ﺳﺮرﻳﺰ از ﻋﻤﻖﺳﻨﺞ ﻧﻘﻄﻪاي ﺑﺎ دﻗﺖ 0/1 ﻣﻴﻠﻲﻣﺘﺮ اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ.
ﺗﻘﺮﻳﺐ ﺗﺎﺑﻊ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻧﺮماﻓﺰار SPSS
ﺑﺮاي ﺗﻌﻴﻴﻦ راﺑﻄﻪ ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺟﺮﻳﺎن روي ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ از ﻧﺮماﻓﺰار SPSS ﻛﻪ ﻳﻚ ﻧﺮماﻓﺰار ﻛﺎرﺑﺮدي ﺑﺎ ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﺗﻘﺮﻳﺐ ﺗﺎﺑﻊ ﺑﻴﻦ دو ﻳﺎ ﭼﻨﺪ ﻣﺘﻐﻴﺮ اﺳﺖ، اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﺮاي ﺑﺪﺳﺖ آوردن ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ ﻣﻌﺎدﻟﻪ، ﺗﻮاﺑﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺮاي Cd ﺑﻌﻨﻮان ﻣﺘﻐﻴﺮ واﺑﺴﺘﻪ در ارﺗﺒﺎط ﺑﺎ ﻣﺘﻐﻴﺮﻫﺎي ﻣﺴﺘﻘﻞ ﻧﻈﻴﺮ Ho/P، L/B، a/B، b/B، c/L و d/L اﺳﺘﺨﺮاج ﺷﺪ. در اﻧﺘﻬﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﺎﺑﻊ ﺧﻄﺎي NRMSE و ﺿﺮﻳﺐ ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﻲ (R2) ﻣﻘﺪار ﺧﻄﺎي ﻧﺘﺎﻳﺞ اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪه ﺗﻌﻴﻴﻦ ﺷﺪ.
ﻛﻪ در راﺑﻄﻪ ﺑﺎﻻ f ﻣﻘﺪار اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪه، ﻣﻴﺎﻧﮕﻴﻦf ﻣﻘﺎدﻳﺮ اﻧﺪازهﮔﻴﺮي ﺷﺪه و F ﻣﻘﺪار ﺗﺨﻤﻴﻦ زده ﺷﺪه اﺳﺖ.
ﻧﺘﺎﻳﺞ
ﺑﻌﺪ از اﻧﺠﺎم آزﻣﺎﻳﺸﺎت و ﺟﻤﻊآوري اﻃﻼﻋﺎت، ﻧﻤﻮدارﻫﺎي Q در ﻣﻘﺎﺑﻞ Ho (دﺑﻲ-اﺷﻞ) ﺑﺮاي ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺳﺮرﻳﺰ رﺳﻢ ﺷﺪ. ﻧﻤﻮدار دﺑﻲ- اﺷﻞ ﺑﺮاي ﺳﺮرﻳﺰﻫﺎي ﻛﻠﻴﺪ ﭘﻴﺎﻧﻮﻳﻲ ﺗﺎﺑﻌﻲ از ﻫﻨﺪﺳﻪ ﺳﺮرﻳﺰ اﺳﺖ (ﻟﻤﭙﺮﻳﺮ .(2009
ﺷﻜﻞ2 ﺗﻐﻴﻴﺮات Q در ﻣﻘﺎﺑﻞ Ho را ﺑﺮاي ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﺨﺘﻠﻒ L/B، a/B، b/B، c/L و d/L ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ. ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﻛﻪ ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻣﻲﺷﻮد، راﺑﻄﻪ دﺑﻲ و ﻋﻤﻖ آب ﺑﺎﻻدﺳﺖ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ اﺳﺖ وﻟﻲ ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ دﺑﻲ و ﻋﻤﻖ آب ﻣﻲﺗﻮان اﻳﻦ راﺑﻄﻪ را ﺧﻄﻲ ﻓﺮض ﻛﺮد. اﻳﻦ راﺑﻄﻪ ﻏﻴﺮ ﺧﻄﻲ ﺑﻴﻦ Q و Ho را در ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت اﻧﺪرﺳﻮن (2011) ﻧﻴﺰ ﻣﻲﺗﻮان ﻣﺸﺎﻫﺪه ﻛﺮد.
ﺷﻜﻞ3 ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﺳﺮرﻳﺰ را ﺑﺮاي ﻣﻘﺎدﻳﺮ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﺑﻲﺑﻌﺪ ﻛﻪ در راﺑﻄﻪ5 اراﺋﻪ ﺷﺪ، ﻧﺸﺎن ﻣﻲدﻫﺪ. ﻧﺴﺒﺖ Ho/P ﺑﻴﺎنﮔﺮ دو ﻣﻮﺿﻮع اﺳﺖ، اول ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﻋﻤﻖ آب ﺑﻪ ازاي ارﺗﻔﺎع ﺛﺎﺑﺖ ﺳﺮرﻳﺰ و دوم ﺗﺄﺛﻴﺮ ﺗﻐﻴﻴﺮات ارﺗﻔﺎع ﺳﺮرﻳﺰ ﺑﻪ ازاي ﻋﻤﻖ آب ﺛﺎﺑﺖ روي ﺳﺮرﻳﺰ. ﻫﻤﺎنﮔﻮﻧﻪ ﻛﻪ در ﺷﻜﻞ3 دﻳﺪه ﻣﻲﺷﻮد ﺑﺮاي ارﺗﻔﺎع ﺛﺎﺑﺖ ﺳﺮرﻳﺰ P ، در ﻣﻘﺎﺑﻞ اﻓﺰاﻳﺶ ارﺗﻔﺎع آب روي ﺗﺎج ﺳﺮرﻳﺰ، ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ در ازاي ارﺗﻔﺎع ﺛﺎﺑﺖ آب روي ﺗﺎج، ﺑﺎ اﻓﺰاﻳﺶ ارﺗﻔﺎع ﺳﺮرﻳﺰ، ﺿﺮﻳﺐ دﺑﻲ اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲﻳﺎﺑﺪ.
