بررسي اثرات دبي و زبري پله در افت انرژي در سرريزهاي پلكاني با استفاده از مدل هاي عددي

سرريزها، سازه هايي هستند كه آب مازاد داخل مخزن سدها را به پايين دست منتقل مي كنند. به عقيده كميسيون بين المللي سدهاي بزرگ ICOLD1 7891 ( سازه سرريز و دبي طراحي اثر زيادي بر پايداري سد دارد ] 7[. سرريزهاي پلكاني يك نوع سرريز مستقيم مي باشند كه تاج (سرريز توسط پله هاي متوالي به پنجه سرريز متصل مي شود. از مزاياي سرريزهاي پلكاني مي توان به كاهش هزينه هاي كلي سرريز و تأسيسات پايين دست در مقايسه با ديگر انواع سرريزها، كوتاه شدن زمان اجرا با استفاده از تكنولوژي RCC2، افزايش ميزان پراكنش انرژي، كاهش هزينه اجراي حوضچه آرامش )در صورت نياز(، كاهش فرسايش در بستر آبراهه پايين دست سرريز و كاهش احتمال خطر كاويتاسيون، اشاره نموددر مورد سرريزهاي پلكاني اكثر محققان به 2 رژيم مختلف جريان )از نظر مكانيزم استهلاك انرژي( بر روي اين سرريزها اشاره نموده اند: رژيم جريان ريزشي در رژيم جريان ريزشي پلكانها به صورت يك سري آبشار قائم با استخر پاياب شكل گرفته در زير آنها عمل مي كنند و اين رژيم در دبي هاي كم وپله هاي با ارتفاع بزرگ اتفاق مي افتد. اين رژيم روي پلكانها گاه با شكل گيري پرش هيدروليكي و گاهي بدون وقوع اين پديده از روي پلكانها عبور مي كند ] 3[. شكل 7 نمونه اي از جريان ريزشي را نشان مي دهد. رژيم جريان غيرريزشي در رژيم جريان غيرريزشي جريان به صورت چسبيده به روي پله ها جريان مي يابد. در اين رژيم نوك پله ها به صورت نوعي كف كاذب عمل مي نمايد.درفضاي گوه اي شكل بين پله ها، قسمتي از جريان محصور شده و حالت چرخشي به خود مي گيرد كه قسمت عمده اي از استهلاك انرژي سازه در رژيم جريان غيرريزشي در نتيجه اين گردابه هاي چرخشي صورت مي گيرد ] 3[. شكل 2 نمونه اي از جريان غيرريزشي را نشان مي دهد عوامل متعددي بر روي افت انرژي در سرريزهاي پلكاني موثر هستند كه از جمله آنها مي توان به شيب سرريز، طول و ارتفاع پله، ارتفاع سرريز، دبي عبوري از روي سرريز، شكل پله ها و ... اشاره نمود كه در اين تحقيق تاثير پارامتر زبري پله ها بر روي استهلاك انرژي بررسي خواهد شد.