دانلود پروژه:بررسی آزمایشگاهی ضریب­دبی عبوری سرریزهای کنگره­ای با ایجاد کنگره­های جدید در بال­های سرریز

با توجه به محدود بودن منابع آب و خاک در روی زمین و نیاز روزافزون بشر به این دو ماده حیاتی، اهمیت آنها بر کسی پوشیده نیست. زیرا با وجود پیشرفت بشر در زمینه­های مختلف همواره منشأ غذایی او آب و خاک باقی خواهند ماند. در این میان اهمیت آب روشن­تر است و مشکلاتی که بخصوص در آینده در ارتباط با آب گریبان­گیر جوامع بشری خواهد بود بیشتر توجه دانشمندان و کارشناسان امور آب را به خود جلب کرده است. برای بیان بهتر این مسئله به وضعیت آب در کشورمان ایران اشاره­ای می­شود.

   ایران در منطقه خشک و نیمه­خشک قرار دارد که بارندگی سالانه آن 251میلیمتر است و با توجه به این متوسط بارندگی سالانه در جهان960میلیمتر است، می­بینیم که بارندگی در ایران کمتر از 3/1متوسط بارندگی در جهان می باشد. منابع آبی دریایی و دریاچه­ای ایران به علت شور بودن فقط یک توان بالقوه می­باشد. 71درصد سطح زمین را آب پوشانده که 5/2درصد آن آب شیرین است و فقط  درصد آن در ایران 00002/0 قرار دارد؛ این در حالی است که جمعیت ایران دارای رشد بالا و منابع آب دارای رشد کم می­باشد. از 5/2درصد آب شیرین جهان که معادل 4/1میلیارد کیلومتر مکعب است فقط 3/0درصد آن قابل تجدید است و در چرخه آب جهان قرار دارد. سهم کشور ما براساس میزان بارندگی 400 میلیارد متر مکعب است، که حدود 140 میلیارد متر مکعب آن قابل استحصال می­باشد. از این مقدار60 تا 70 میلیارد مترمکعب توسط سده­ها جمع­آوری شده و برای شرب و یا کشاورزی استفاده می­شود.

با توجه به اینکه ایران از نظر منابع آبی کشوری فقیر می­باشد و چون در منطقه خشک و نیمه خشک قرار دارد و در این مناطق به علت کمبود بارندگی و بالا بودن تبخیر و تعرق، آبیاری اراضی کشاورزی لازم است، بنابراین دبی عبوری از منبع تا محل توزیع در مزرعه باید به طور دقیق اندازه­گیری شود. بهره­برداری از منابع آب، چه به صورت سطحی و چه به صورت زیرزمینی و انتقال آن از یک نقطه به نقطه دیگر به منظور آبیاری و آبرسانی، از ابتدای زندگی انسان و به­ عنوان یک ضرورت حیاتی، مورد نظر بشر بوده که آگاه و ناآگاه از قوانین حاکم بر آن سود می­جسته و تبعیت می­نموده است. علم هیدرولیک نیز که به عنوان علمی است که رفتار مکانیکی آب یعنی سکون، حرکت و تغییر شکل­های آنرا تحت تاثیر تنش­های وارده همراه با دخالت شرایط مرزی بررسی می­کند، در این راستا تکامل یافته است.

    بخش اعظم کار متخصصان هیدرولیک در طراحی و تجزیه و تحلیل سازه­های هیدرولیکی می­باشد که جریان آب رودخانه­ها و کانال­های مصنوعی را کنترل می­کنند. در طراحی هیدرولیکی برخلاف فرآیند طراحی رشته­های دیگر، استانداردهای کمی یافت می­شوند و تقریباً هر سازه هیدرولیکی یک سازه منحصر­بفرد است. طراحان هیدرولیکی نمی­توانند به مشخصات استاندارد و علایم قراردی استناد کنند. استخوان­بندی اولیه طراحی هیدرولیکی مرکب از فرمول­های اساسی مکانیک سیالات است که عوامل تعدیل کننده­ آزمایشگاهی یا غیر آزمایشگاهی، آنها را اصلاح و تجربه عملی چند نسل از طراحان به این فرمول­ها مهر تایید می­زنند.

   هر سازه طبیعی یا ساخته دست بشر که در مسیر جریان قرار گیرد و روابط دبی و عمق جریان را در اطراف خود تثبیت نماید، یک سازه کنترل کننده جریان نامیده می­شود. سازه­های مختلف با توجه به شرایط فیزیکی خاص، روابط متفاوتی را بین دبی و عمق جریان ایجاد کرده و لذا هر کدام برای اهداف معینی مورد استفاده قرار می­گیرند.

  طبق تعریف هر مانعی که بر سر راه جریان قرار گیرد و باعث افزایش سطح آب در پشت آن و افزایش سرعت آب در ضمن عبور از روی آن شود سرریز[1] نامیده می­شود. سرریزها از قدیمی­ترین سازه­های هیدرولیکی می­باشند که برای اولین بار در کشورهای ایران، هند، مصر و چین بر روی رودخانه­ها برای افزایش سطح آب و انحراف بخشی از جریان رودخانه­ها به سمت دلخواه مورد استفاده قرار گرفته­اند.

   سرریزها یکی از اجزا اصلی پروژهای آبی و سدسازی می­باشند که از جمله سازه­های مهمی هستند که به منظورهای مختلف ساخته می­شوند. از مهمترین وسائل سنجش آب و تنظیم سطح آب (برای آبگیری از طریق دریچه­ها و کانال­های فرعی درون کانال اصلی) سرریزها می­باشند. چون سرریز نسبت به انواع دریچه­های نیرپیک و… از هزینه بسیار کمتری برخوردار بوده دارای کاربردهای وسیعی درسیستم­های آبیاری می­باشد لزوم بررسی و اهمیت آن معلوم می­گردد.

    از جمله موارد کاربرد این سرریز، استفاده بعنوان وسیله تنظیم سطح آب می­باشد که با مشخص بودن پروفیل سطح آب می­توان با اطمینان بیشتری آبگیری را بوسیله دریچه یا انهار انجام داد. این نوع سرریزها در شبکه های آبیاری، آبرسانی و فاضلاب، جهت انتقال، تخلیه و یا پخش کاربرد زیادی می­توانند داشته باشند. یکی از مشکلاتی که شبکه­های آبیاری با آن مواجه هستند، تغییر میزان دبی عبوری از سازه آبگیر به واسطه نوسانات شدید سطح آب در مجرای اصلی است. با توجه به رابطه دبی و بار هیدرولیکی در سرریزها، یکی از راه­های کاهش این نوسانات که ناشی از تغییرات دبی می­باشد، افزایش طول تاج سرریز است. استفاده از سرریزهای چند­وجهی از راه­های موثر و اقتصادی به منظور افزایش طول موثر تاج است. این سرریزها که اخیراً مورد استفاده زیادتری قرار می­گیرند، به نام­های متفاوتی چون کنگره­ای، چند وجهی و منقاری نامیده می­شوند. سرریزهای چند­وجهی برای عبورجریان با بار هیدرولیکی کم، به عنوان سازه مناسبی برای آبگیری از کانال، مقسم­ها، سازه کنترل ورودی به عنوان نیروگاه و به طور اخص برای سرریز سدها مطرح شده اند. این نوع سرریزها در پلان به صورت ذوزنقه، مثلث و یا نوک اردکی دیده می­شوند و می­توانند به صورت چندین سیکل تکرار شوند. شکل1، یک سیکل از یک  سرریز چند­وجهی را که در پلان به صورت مثلثی دیده می­شود نشان می­دهد.

1Weir Spillway