Free Overfall Spillway

57
Page 1 of 57 رها : ودا م ن ل ها و ک ش ن ی ر مت ه م- ل ک ش1 و2 ر سد ها ی د ش ز ی ر ز یر ر س ’زد ی : کار- ل ک ش3 : سدOttenstein ه ا,ن وط ب ب ر م ش م ه ا,را5 چ ض و ح و- ل ک ش4 خ ی ن و ماه گ ش ن وسط دا ب ی گ ت س ش ’زای ا, ب ی ده ام س ج ن ا ت س ن: - ل ک ش5 ی گ ت س ش ا,ب ی ار ش ا ن ش ن رسا ف: - ل ک ش6 U ’ک ت س م های ’ که ت ش ی ح را ط: - ل ک ش9 ار ر مت ک رود های ف ’زای ی ی ش ز ی ر ز یر ر س ی ح را ط: 3 - ل ک ش10 ن می خ ن ودار م ن: X a - ل ک ش11 5 رب5 پ ی ی و ر ب ن ا وار ج’ ب ی د ح را ط: - ل ک ش13 ه ب ش جا م رام گ و م ن: d c ت س ح ’ز یq - ل ک ش14 نj ی ت ع ت ودار م ن: L p ن ک س ار نU وک لp ن ا ن ز یر ر س ’زای ی- ل ک ش15 ش م ه ا,را5 چ ض و ح و ز یر ر س لان5 ن: - ل ک ش16 نj ی ت ع ت ودار م ن: T ز یر ر س ت’ عاد ا ت س ح ’ز ی- ل ک ش17 ن می خ ن ودار م ن: L B

description

Free Overfall Spillway;Stilling Basin Design;سرریز فروریزشی

Transcript of Free Overfall Spillway

Page 1: Free Overfall Spillway

Page 1 of 48

مهمترین شکل ها و نمودارها :

: کاربرد سرریز ریزشی در سد ها2 و 1شکل - و حوضچه آرامش مربوط به آنOttenstein : سد 3شکل - : تست انجام شده برای آب شستگی توسط دانشگاه مونیخ4شکل - : فرسایش ناشی از آب شستگی 5شکل - : طراحی شبکه های مشبک6شکل -3 : طراحی سرریز ریزشی برای فرود های کمتر از 9شکل - Xa : نمودار تخمین 10شکل - : طراحی دیوار جانبی و ریپ رپ11شکل -q بر حسب dc : نموگرام محاسبه 13شکل -

برای سرریز با بلوک بارشکنLp : نمودار تعیین 14شکل - : پالن سرریز و حوضچه آرامش15شکل - بر حسب ابعاد سرریزT : نمودار تعیین 16شکل -LB : نمودار تخمین 17شکل -

Lf : نمودار تخمین 18شکل -

برای سرریز با حوضچه جهش هیدرولیکی Ld : نمودار تخمین 19شکل - : نمودار تعیین طول حوضچه آرامش جهش هیدرولیکی20شکل -

Page 2: Free Overfall Spillway

Page 2 of 48

Page 3: Free Overfall Spillway

Page 3 of 48

سرریز ریزشی

مجراي عبور آبهاي اضافي و سيالبها از سراب به پاياب سدها از سازه اي به نام » سرريز « استفاده مي شود . يكي از سازه هاي مهم سد ، سرريز مي باشد

با توجه به وظيفه اي كه بر عهده آن مي باشد ، سرريز بايد سازه اي قوي ، مطمئن و با كارآيي باال انتخاب شود كه هر لحظه بتواند براي بهره برداري آمادگي

داشته باشد .

s سرريزها را بر حسب مهمترين مشخصه آنها تقسيم بندي مي كنند ، اين معموال مي تواند در رابطه با سازه كنترل، كانال تخليه و يا هر عضو ديگر آن مشخصه

باشد . بر حسب اينكه سرريز مجهز به دريچه و يا فاقد آن باشد ، به ترتيب با نامسرريزهاي كنترل دار و يا سرريزهاي بدون كنترل شناخته مي شوند .

s با عناوين : ريزشي ، اوجي ، جانبي ، شوت ، مجرايي ، تونلي نوع سرريزها معموالمشخص مي گردد . ، نيلوفري ، سقوطي با بار شكن ، آبرو و سيفوني

الزم به ذکر است اغلب سرریز ها به صورت اوجی می باشند که هم ظرفیت1بیشتری دارند و هم با سد های بیشتری سازگاری دارند.

- سرريز ريزشي ) سرريز هاي با سقوط مستقيم (1 در اين نوع سرريزها جريان آب بطور آزاد از روي تاج سرريز فرو مي ريزد . اين سرريزها براي سدها ي بتني قوسي نازك ، سدهاي پشت بنددار و يا تاجهايي كهs قائم است ، مناسب مي باشد . جريان ممكن است وجه پايين دست آنها تقريبا

بصورت آزاد همانند يك لبريز لبه تيز انجام گيرد و يا تا فاصله كمي در روي اوجي هدايت شود . غالب اوقات تاج را بصورت يك لبه آويزان ادامه مي دهند ، تا

جريانهاي كوچك را به نقطه اي دورتر از ديواره مقطع سرريز شونده هدايت كند .

به اندازة كافي هوا داده مي شود تا2در سرريزهاي ريزشي آزاد ، به زير سفرة آباز شكل گيري جتهاي ضرباني و نوسان كننده جلوگيري شود .

1 -Water Resources Engineering CVE471

2 -Aerated Nappe

Page 4: Free Overfall Spillway

Page 4 of 48

اگر هيچگونه تأ سيسات حفاظتي مصنوعي در پاي سقوط در نظر گرفته نشود ، در يك حوضچه استغراق بيشتر موارد در بستر رودخانه فرسايش ايجاد مي شود و

شكل مي گيرد عمق و حجم حوضچه تابعي از عمق پاياب ، ارتفاع سقوط آب وتغييرات دبي جريان است .

Figure1 - قوسی سد برای ریزشی سرریز

Page 5: Free Overfall Spillway

Page 5 of 48

Figure2 -دیگر های سد در ریزشی سرریز کاربرد

Page 6: Free Overfall Spillway

Page 6 of 48

Figure3 -سدottenstein مربوط آرامش حوضچه و

Page 7: Free Overfall Spillway

Page 7 of 48

Figure4 -شستگی آب برای شده انجام تست

یکی از چند تست انجام شده توسط دانشگاه مونیخ را نشان می دهد. این4شکل متر مکعب بر ثانیه انجام شد. عمق تخریبی که توسط آب210تست برای دبی

متری پی سد ادامه15 متر تخمین زده شد. این تخریب تا 5شستگی انجام شد 1داشت.

فرسايش ناپذيري مواد بستر ) مانند سنگ ( اثر جزئي بر روي اندازه حوضچه دارد ، چرا كه فقط مي تواند زمان حفر كامل حوضچه را به تعويق بيندازد . در

مواردي كه فرسايش بستر غير قابل تحمل باشد ، مي توان با احداث يك سد كمكي در پايين دست سازه اصلي ، به ايجاد يك حوضچه مصنوعي پرداخت . اين

كار را همچنين مي توان با حفر يك حوضچه انجام داد و سپس آنرا به كف بند بتنيمجهز ساخت .

1 -Ottenstein Dam scour at stilling basin caused by free overfall jet by Steyrer, Peter

Page 8: Free Overfall Spillway

Page 8 of 48

Figure5 -شستگی ازآب ناشی فرسایش

به شرط وجود عمق كافي ، هنگامي كه جت آب به روي يك كف بند افقي سقوط مي كند ، جهش هيدروليكي شكل خواهد گرفت . براي تعيين مولفه هاي جهش

هيدروليكي فوق الذكر مي توان معادله مومنتم را در پاي سقوط به كار گرفت .

از سرريزهاي ريزشي آزاد ، كه در محدوده وسيعي از عمق پاياب بتواند مؤثر باشند ، مي توان در سدهاي خاكي استفاده كرد . اين سرريز از يك ديواره مستقيم

مجهز به لبريز تشكيل شده كه در قسمت باالي يك فلوم با مقطع مستطيلي كار گذاشته شده است .كف بند افقي آن بر رقوم كف رودخانه منطبق است و يا پايين

تر از آن قرار مي گيرد . در اين حالت ، به منظور كمك به تشكيل جهش هيدروليكي و كاهش فرسايش پايين دست ، سيستم به بلوكهايي در كف و يك

آستانه در انتها مجهز شده است . اين نوع سازه هيدروليكي ، براي ارتفاعهاي زياد مناسب نيست ، زيرا در اينصورت بايد كف بند ، نيروي اختالف

عظيم برخورد جت با فونداسيون را تحمل كند . ارتعاشهاي حاصل از اين برخورد ، ممكن است سبب ترك خوردگي و يا جابجائي قسمتهايي از سازه شود و خطر

انهدام آنها در اثر بروز پديده هاي جوشش ماسه ) پايپينگ ( و زير شويي را به وجودآورد .

s در مواردي كه اختالف تراز آب مخزن و پاياب از است ،نبایدبیشتر متر 6معموالاز اين نوع سازه هيدروليكي استفاده شود .

Page 9: Free Overfall Spillway

Page 9 of 48

وDonnelly and Blaisdell (1965)در این مقاله به بررسی طرح های پیشنهادی توسط US Soil Conservation Service (1986)برای سرریز و سازه های محافظ آن می

پردازیم.

: Donnelly and Blaisdell 1965طرح ارائه شده توسط

یکی از معیار های به کار رفته برای طبقه بندی سازه های ریزشی عدد فروریزش(Drop Number.می باشد )

Ndعدد سقوط :

q ( دبی واحد عرض : m3/s/m)

h0) ارتفاع سازه فروریزشی ) متر :

معیار دیگری که برای طبقه بندی به کار می رود عدد سقوط نسبی می باشد که بهصورت زیر محاسبه می شود.

Drعدد سقوط نسبی :

yc عمق بحرانی سازه : Drop)متر(

Page 10: Free Overfall Spillway

Page 10 of 48

h0) ارتفاع سازه فروریزشی ) متر :

جز سازه های فروریزشی کوتاه1سازه های فروریزشی با عدد سقوط کمتر از محسوب می شوند. در ادامه به نحوه طراحی این سازه ها می پردازیم.

سازه فروریزشی مستقیم سازه ای است شامل یک سرریز مستطیلی که جریان آب از آن به یک حوضچه آرامش می ریزد. جریان از روی سرریز با عمق بحرانی

عبور کرده و در ادامه با تغییر انحنا وضعیت جریان به حالت فوق بحرانی در فاصله کمترین عمقی است که در کانال پایینy2 از دیواره سازه می رسد. L1ای به طول

دست رخ می دهد. عمق فوق بحرانی در پایین دست کانال با افزایش مقاوت کانال افزایش می یابد به طوری که این افزایش در بعضی از نقاط به حدی است

که امکان وقوع پرش هیدرولیکی در آن می باشد.

داریم : q و h0با مشخص بودن مقادیر

L1(طول ریزش :m)

y1 ( عمق دریاچه زیر تیغه آب :m)

y2 ( عمق جریان در انتهای تیغه آب یا نقطه آغاز پرش هیدرولیکی :m)

y3 ( عمق پایاب :m)

Page 11: Free Overfall Spillway

Page 11 of 48

به دست آمده از روابط فوق یکی از خاالت زیر رخ میy3با مقایسه عمق پایاب و دهد :

TW>y3پرش هیدرولیکی به صورت مستغرق رخ داده وممکن است نیاز به ، افزایش طول حوضچه باشد.

TW=y3 پرش هیدرولیکی در عمق ،y2 رخ خواهد داد. در ضمن طولL2نیز مینیمم خواهد بود.

TW<y3در این حالت پرش خارج از حوضچه رخ می دهد و حوضچه کاربردی ، نخواهد داشت.

در حالت سوم نیاز است حوضچه طوری تغییر یابد که پرش در آن واقع شود.

انتخاب روش طراحی و ابعاد، بستگی به دبی واحد عرض، ارتفاع ریزش و ارتفاع پایاب دارد. استفاده از پایانه آستانه باعث کوتاه شدن طول حوضچه آرامش و

اقتصادی شدن طرح می شود.

طراحی شبکه های مشبک

همانطور که در شکل مشخص است، به کمک تیرهایی که در کنار هم قرار می گیرند و فرم گریزلی را به وجودمی آورند، جریان آب به جت های آب تبدیل

s به صورت عمودی، باعث پخش شدن خوب و می شود. این نوع سقوط خصوصا قابل قبول انرژی می شود. همچنین طراحی این شبکه ها به گونه ای است که آوار و

مواد زائد را از روی خود عبور داده و به قسمت جدا برای جمع آوری انتقال دهد.

برای جریان تحت بحرانی طول شبکه از رابطه زیرUSBR, 1987براساس پیشنهاد محاسبه می شود :

C 0.245 : ضریب تجربی برابر با

W)پهنای مجراهای موجود بین تیرها )متر :

N تعدادمجراها :

Page 12: Free Overfall Spillway

Page 12 of 48

y0)عمق جریان )متر :

Figure6 -مشبک های شبکه

روند طراحی

(؛ نیاز است که این فاصله از دو طرفwانتخاب پهنای اولیه برای مجراها ) .1دیوارها رعایت شود.

انتخاب می شود.w1.5ابعاد تیرها به طور تقریبی .2

با توجه به ابعاد به دست آمده، تعداد مجراها به دست می آید..3

محاسبه می گردد.LGبه کمک فرمول داده شده، .4

درجه برای برای عبور مواد زائد لحاظ می گردد.3در نهایت شیب .5

برای یک دبی ثابت، هر چه سرعت باالتر می رود عمق کاهش می یابد و در نتیجه افزایش می یابد.LGطول

Page 13: Free Overfall Spillway

Page 13 of 48

طراحی حوضچه آرامش

Figure7 -ریزشی سرریز

این روش برای شرایط زیر توصیه می شود.

متر کمتر باشد.4.6عمق کل سرریز از .1

15 تا 1عدد سقوط نسبی بین .2

باشد.yc1.5طول سرریز بیشتر از .3

Page 14: Free Overfall Spillway

Page 14 of 48

یک سرریز فروریزشی را نشان می دهد که حفاظت کافی در مقابل آب7شکل شستگی در آن به عمل آمده است. اغلب پارامترهای طراحی به کمک عمق بحرانی محاسبه می شوند. این مقدار در کانال های مستطیلی و کالورت ها به

صورت زیر محاسبه می گردد.

yc)عمق بحرانی )متر :

q)دبی در واحد عرض )متر مربع بر ثانیه :

می باشد و برای شکل مطلوب داریم :Fr=1همانطور که می دانیم در جریان بحرانی

در صورتی که عمق پایاب خیلی کم یا خیلی زیاد نباشد، روابط زیر را داریم :

y3)عمق پایاب محاسبه شده از کف حوضه )متر :

h2)فاصله عمودی پایاب از زیر سرریز )متر :

h)فاصله عمودی سقوط بین ورودی و کانال پایاب )متر :

y0)عمق نرمال در کانال پایاب و ورودی )متر :

h0مقدار سقوط از سرریز تا کف حوضچه آرامش :

برای محاسبه طول های حوضچه نیز داریم :

Page 15: Free Overfall Spillway

Page 15 of 48

LB)طول حوضچه آرامش )متر :

L1)فاصله افقی بین سرریز و تیغه آب باالیی )متر :

L2)فاصله افقی محل برخورد تیغه آب با کف حوضچه و بلوک ها)متر :

L3)فاصله افقی بین بلوک ها تا انتهای حوضچه )متر :

از رابطه زیر محاسبه می شود :L1که در آن

در زیر آورده شده است. Ls و Lfطریقه محاسبه

که

داریم : L3و L2همچنین برای

Page 16: Free Overfall Spillway

Page 16 of 48

استفاده از بلوک ها و آستانه منجر به کوتاه تر شدن طول حوضچه خواهد شد. در نظرyc0.4 و برای عرض و فواصل میان آنها، yc0.8برای ارتفاع بلوک ها مقدار

نیز قابل قبول می باشند. بلوک ها میyc0.15گرفته شد. این مقادیر با خطای بایست به صورت مربع بوده و حداقل نیمی از عرض حوضچه را بپوشانند. آستانه

را دارا باشند. استفاده از آستانه هایyc0.4های پایانی می بایست حداقل ارتفاع s از میان بلوک ها طولی اختیاری می باشد اما در صورت استفاده می بایست حتما

نسبت به تراز پایاب، نکته دیگریyc0.85عبور کند. داشتن حداقل ارتفاع مازاد است که در طراحی حائز اهمیت می باشد.

درصورتی که جریان در حال شتاب گیری باشد، به منظور محافظت از سرریز در توصیه می شود.yc3نظر گرفتن ریپ رپ حداقل به طول

در نهایت فرایند طراحی را می توان به صور ت زیر خالصه نمود :

اختالف تراز بین کانال ورودی و کانال پایین دست–hتخمین .1

محاسبه هیدرولیکی جریان نرمال.2

محاسبه عمق بحرانی و ارتفاع حوضچه آرامش.3

محاسبه طول حوضچه آرامش به کمک معادالت فوق.4

طراحی بلوک ها و آستانه پایانه.5

نمونه طراحی

Page 17: Free Overfall Spillway

Page 17 of 48

متر و ابعاد بلوک، فاصله0.65با توجه به مقادیر محاسبه شده ارتفاع بلوک ها، متر محاسبه شدند.0.325بین آنها و آستانه پایانه هر سه

Page 18: Free Overfall Spillway

Page 18 of 48

US Soil Conservation Service 1986 پیشنهادیطرح

اصول طراحی سرریز فرو ریزشی

طراحی در حالت کلی به سه قسمت تقسیم میشود .

1. General Requirements

Suitable Site Design Discharge

2. Hydraulic Design

Length of spillway crest and depth of weir (notch dimension) length of stilling basin apron location, height, width, length and spacing of floor blocks height of side walls downstream wing wall

3. Structural Design

cut off head wall sidewall apron floor blocks buttress, if requirement longitudinal sill if requirement transverse end sill wing walls

. الزامات عمومی طراحی2

Page 19: Free Overfall Spillway

Page 19 of 48

انتخاب محل سرریز فروریزشی باید طوری تعیین شود که امکان لغزش یا نشستبه دلیل تخلخل خاک وجود نداشته باشد.

برای جلوگیری از فرسایش در کانال طول تاج سرریز فروریزش نباید از عرض کانال و یا رودخانه بیشتر باشد. اگر سازه ای جهت جلوگیری از فرسایش در

باالدست سرریز فروریزشی وجود داشته باشد، تاج سرریز می تواند هم ارتفاع با سطح کانال باال دست احداث شود. همچنین در صورت نیاز به ارتفاع آبی در

باالدست می توان ارتفاع تاج را تا نقطه ای دلخواه باال برد.

دبی طراحی

دبی طراحی سرریز براساس دوره طراحی سیالب و همچنین حداکثر خرابی سازه سرریز و کانال و حداکثر آبشستگی مشخص می شود. جریان روی سرریز بسته به ارتفاع آب آزاد پایین دست سرریز و نوع کانال پایین دست می تواند ریزش آزاد یا

مستغرق رخ دهد.

فرمول های زیادی برای محاسبه دبی روی سرریز وجود دارد ولی استفاده از آن به علت لحاظ نکرن تیغه ی آب مجاز نیست. فرمول زیر برای این امر مناسب

است :

در نظر می1.72 را C مستغرق باشد در صورتی که تاج سرریز کمتر از US Soil عوض خواهد شد که می توان آن را از Cگیریم، در غیر این صورت مقدار

Conservation Service (1986).برداشت کرد

داده های ورودی

جزئیات طراحی سرریز های فروریزشی را مشخص می کندو برای8شکل طراحی، دبی طراحی سرریز و ارتفاع نرمال آب کانال یا رودخانه باالدست باید

مشخص باشد. میزان عمق آب روی سرریز از مشخصات بریدگی سرریز به دست می آید. الزم به ذکر است که اگر طول سرریز خیلی زیاد انتخاب

گردد ،عمق آب عبوری از روی سرریز خیلی کم خواهد شد و سرعت ریزش خیلی باال خواهد رفت و آبشستگی و اصطحالک در پی خواهد داشت. این مشکل را می

توان با زیاد کردن طول سرریز و یا باال بردن کف کانال باالدست نسبت به تاج در شکل .....(برطرف ساخت . در شریان های طبیعی طولpسرریز )کم کردن

سرریز همان عرض کانال فرض میشود. همچنین میزان آب کانال پایین دست باید

Page 20: Free Overfall Spillway

Page 20 of 48

مشخص شود ؛ این فرایند می تواند بر اساس مدلینگ سرریز در آزمایشگاه و یابعضی روابط تجربی ارائه شده توسط مهندسین مشخص شود .

Figure 8 -برده کار به های پارامتر همراه فروریزشی سرریز کلی شکل

cشرایط و محدودیت های استفاده از سرریز ریزشی تیپ

طراحی سرریز های فروریزشی بر اساس روند ارائه شده در این بخش.1 کاربرد دارد. عدد فرود در این روابط نقطه ای7 تا 3برای اعداد فرود

است که سفره آب با کف حوضچه برخورد می کند . که طبق روابط تجربی که عددD، عدد فرود کذا بر اساس عدد بی بعد 1Randارائه شده توسط

سقوط نامیده می شود فرموله شده است ؛ که در ادامه آمده است .

Page 21: Free Overfall Spillway

Page 21 of 48

1-Journal of the Hydraulics Division A.S.C.E., HY 1 JAN 1996

اکثر سازه های فروریزشی که طرح می شوند در حالت عادی درون همین بازه جا استفاده میUSBR Type 3 از روند طراحی 7می گیرند. برای اعداد فرود باالتر از

منطقه هوادهی در باالی جریان شناور است و3کند. برای اعداد فرود کمتر از همچنین بلوک های بار شکن در ادامه مسیر حوضچه آرامش بی استفاده باقی می

3ماند لذا استفاده از این روند در طراحی سرریز فروریزشی با فرود کوچکتر از غیر اقتصادی است. بدین منظور طراحی این سرریز های فروریزشی بر اساس

.1 ارائه می شود9روند ارائه شده در شکل

2.

3.

4.

Page 22: Free Overfall Spillway

Page 22 of 48

1-US Army Corps of Engineering, HYDRAULIC DESIGN CRITERIA 1977

Page 23: Free Overfall Spillway

Page 23 of 48

Figure 9 -از کمتر فرود برای فروریزشی سرریز 3طراحی

Page 24: Free Overfall Spillway

Page 24 of 48

Cجزئیات طراحی تیپ

ابعاد حوضچه آرامش را در سرریز های ریزشی آزاد می توان به دو متغیر مستقلY و q. نسبت داد

که اجزای یک سازه فروریزشی با بلوک8محاسبات ابعاد ارائه شده در شکل انرژی شکن را نشان می دهد در زیر آمده است :

به دبی و طول سرریز وابسته است . بسیاری از ابعاد و محاسبه .1 موجود در نقشه به عمق بحرانی وابسته است که از رابطه یزیر محاسبه می

شود.

: LBحداقل طول حوضچه آرامش .2

فاصله دیوار فروریزشی از محل ریزش جریان بر حسب ارتفاع برداشت می شود .10سرریزتوسط نمودار شکل

Figure 10 -تخمین Xaنمودار

Page 25: Free Overfall Spillway

Page 25 of 48

است ، میتوان بر اساس عددرا که همان همچنین می توان مقدار برداشت کرد .10سقوط از نمودار

فرضفاصله حداقل تاوجه بلوک های بارشکن برابر .3می شود .

حداقل باید فاصله بلوک های بارشکن تا انتهای حوضه آرامش ، .4باشد .

وعرض آنها برابرارتفاع بهینه بلوک های بارشکن باید برابر .5

باشد . 50بلوک های بارشکن بهتر است مستطیلی باشد و عرض کل بلوک ها باید .6

درصد عرض کل حوضچه را پوشش دهد .60تا

در نظر گرفته می شود .فاصله بلوک ها تا دیوار جانبی .7

می باشد .ارتفاع بهینه آستانه پایانه .8

در نظرحد اقل عمق پایاب تا سطح کف حوضه آرامش حداقل .9گرفته می شود .

می باشد .ارتفاع دیوار جانبی حوضچه آرامش حد اقل معادل .10 درجه تا انتها ادامه پیدا45همچنین دیوار ها از محل اتمام حوضچه با شیب

می کند .

Figure 11 -رپ ریپ و جانبی دیوار طراحی

Page 26: Free Overfall Spillway

Page 26 of 48

نکات طراحی

را به میزان برای طراحی بهتر است مقدار .1افزایش داد تا مقدار ارتفاع آزاد هم در طراحی لحاظ شود .

سانتیمتر از اطراف کانال پایین5بهتر است کانال باال دست در محور طولی .2 تر باشد ، تا عمده ی جریان از وسط کانال عبور کند . این عمل به دلیل

پایین آوردن اصطحالک و آبشستگی کانال و سرریز است .نگهداری کف و دیواره ی کانال ها دربرابر آبشستگی :.3

o نگهداری باالدست : کف و دیواره کانال باالدست باید توسطriprapبا سانتیمتر و30مصالح خوب دانه بندی شده با حداقل قطر مصالح سنگی

سانتیمتر محافظت شود . 45حداقل ضخامت

riprap متر ، هر کدام که بزرگتر و یا در باالدست باید به طول باشد؛ ودر دیواره کانال به اندازه ماکزیمم عمق طراحی کانال ادامه پیدا

کند .o نگهداری پایین دست :طراحی بر اساسriprapقبلی بااین تفاوت که

متر به طرف پایین دست ادامه یابد .6طول کانال حد اقل به اندازه

با استفاده از نمودارCجزئیات طراحی تیپ

Page 27: Free Overfall Spillway

Page 27 of 48

Figure 12 -سرریز جزئیات

قابل برداشت است .13 از نموگرام شکل بر حسب مقدار .1

Page 28: Free Overfall Spillway

Page 28 of 48

Figure 13 -محاسبه حسب dcنموگرام qبر

برداشت می شود.14 از نمودار شکل مقدار .2

Page 29: Free Overfall Spillway

Page 29 of 48

Figure 14 -نمودارLp بارشکن بلوک با سرریز برای

بدست می آید . و بر حسب 17 با استفاده از نمودار مقدار .3 الزم به ذکر است که اگر عمق استغراق روی سطح حوضچه آرامش بیش از

نداریم و برای محاسبات از باشد ، نیازی به افزایش بیشتر طول

( استفاده می کنیم .)همان

است که توسط مدلینگ براورد شده ماکزیمم مقدار مقدار .4

وعمق استغراق ، مینیمم عمق پایاب برابر است . وقتی

خواهد شد . 1.05 برابر خواهد شد . بنابراین حداقل مقدار برابر

18 با استفاده از نمودار فاصله محل قرارگیری بلوک های بار شکن .5

بدست می آید . همچنین مینیمم فاصله بلوک از و بر حسب

بدست می آید .انتهای حوضچه از رابطه

وعرض و طول آنها برابرارتفاع بهینه بلوک های بارشکن باید برابر .6

باشد .

Page 30: Free Overfall Spillway

Page 30 of 48

Figure 15 -آرامش حوضچه و سرریز پالن

50بلوک های بارشکن بهتر است مستطیلی باشد و عرض کل بلوک ها باید .7 درصد عرض کل حوضچه را پوشش دهد و فاصله بلوک ها تا دیوار60تا

در نظر گرفته می شود .جانبی

می ارتفاع دیوار جانبی حوضچه آرامش حد اقل معادل .8

درجه تا انتها45باشد . همچنین دیوار ها از محل اتمام حوضچه با شیب ادامه پیدا می کند .

از طول کانال هم ارتفاع باارتفاع کف کانال سراب باید حداقل به طول .9ارتفاع سرریز باشد .

Page 31: Free Overfall Spillway

Page 31 of 48

Figure 16 -تعیین سرریز Tنمودار ابعاد حسب بر

Page 32: Free Overfall Spillway

Page 32 of 48

Figure 17 -تخمین LBنمودار

Page 33: Free Overfall Spillway

Page 33 of 48

Figure 18 -تخمین Lfنمودار

Page 34: Free Overfall Spillway

Page 34 of 48

حوضچه های جهش هیدرولیکی

اصوال مشخصات جهش هیدرولیکی در حوضچه های پایین دست سرریز های ریزشی مشابه سایر حوضچه های جهش هیدرولیکی است. تنها تفاوت در این است که به سهولت نمی توان مکان تشکیل جهش هیدرولیکی را مشخص نمود. در شکل

با ارتفاع سقوط آب و عمق آب درx محل شروع جهش هیدرولیکی نقطه 19

متغیر خواهد بود. طرح حوضچه در پایین دست حوضچه زیر سفره آب ریزشی که روابط سرعت و عمق های مزدوج جهش20 بر اساس شکل xنقطه

هیدرولیکی را در کانال های مستطیلی نشان می دهد ، انجام خواهد شد . رابطه

نشان داده شده است.19در نقطه شروع جهش در شکل بین

Figure 19 -تخمین هیدرولیکی Ldنمودار جهش حوضچه با سرریز برای

Page 35: Free Overfall Spillway

Page 35 of 48

Page 36: Free Overfall Spillway

Page 36 of 48

Figure 20 -هیدرولیکی جهش آرامش حوضچه طول تعیین نمودار

Page 37: Free Overfall Spillway

Page 37 of 48

باشد، جهش هیدرولیکی در روی تیغه آب بهوقتی که عمق پایاب بزرگتر از سمت باال حرکت می کند و سبب افزایش عمق آب در حوضچه زیر تیغه آب می

گرددو با افزایش عمق آب در حوضچه، جریان ریزشی آب به کف حوضچه برخورد نخواهد کرد. در این صورت جریان آب در سطح حوضچه زیر تیغه آب یه سمت باال

به کف حوضچه برخورد می کند.منحرف می شود و در سمت راست نقطه

( به شکلبا افزایش عمق پایاب، فاصله نقطه شروع جهش از محل سرریز )

از روی آزمایش به دستبر حسب فزاینده زیاد می شود. متوسط مقدار آمده، در شکل ..... نشان داده شده است. در مواردی که عمق آب زیاد است

می تواند متناسب ترین انتخاب باشد .3حوضچه نوع

Page 38: Free Overfall Spillway

Page 38 of 48

Page 39: Free Overfall Spillway

Page 39 of 48

Page 40: Free Overfall Spillway

Page 40 of 48

Page 41: Free Overfall Spillway

Page 41 of 48

Page 42: Free Overfall Spillway

Page 42 of 48

Page 43: Free Overfall Spillway

Page 43 of 48

Page 44: Free Overfall Spillway

Page 44 of 48

Page 45: Free Overfall Spillway

Page 45 of 48

Page 46: Free Overfall Spillway

Page 46 of 48

Page 47: Free Overfall Spillway

Page 47 of 48

Page 48: Free Overfall Spillway

Page 48 of 48