دانشگاه یزد
دانشکده فنی و مهندسی
گروه عمران
پایان نامه
برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی عمران – آب
بررسی آزمایشگاهی فرسایش در پایین دست حوضچههای آرامش برای خروجی لولهها
استاد راهنما :
دکتر نصرت الله امانیان
استاد مشاور :
مهندس مسعود زینی
بهمنماه 1391
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده :
حوضچههای آرامش باید به گونه ای طراحی شوند که بتوانند انرژی پتانسیل ذخیره شده در آب مخزن بندها و سدها را به گونه ای ضمن انتقال به بستر طبیعی مستهلک کنند که موجب از بین رفتن بستر و در شرایط بحرانی تخریب خود حوضچه و سد نشوند. در منابع مختلف بسته به شرایط جریان و شکل خروجی جریان بر اساس نتایج مطالعات آزمایشگاهی متعدد انجام شده روشهایی برای طراحی حوضچه آرامش ارائه می شود که در مواردی به شدت غیر اقتصادی هستند و به طول زیاد و مصرف مصالح بیش از اندازه منتهی می شوند.
در این تحقیق چند مورد از بهترین مدلهای ارائه شده برای حوضچههای آرامش در خروجی لولهها مدلسازی شدند و از طریق معرفی پارامتر بیبعد نسبت عمق آبشستگی به فاصله محل حداکثر آبشستگی از شروع بستر فرسایش پذیر، عملکرد مدلها مقایسه شدند. برای مقایسه صحیح مدلها، در تمام آزمایشها با ایجاد شرایط یکسان هیدرولیکی در بالا و پایین دست حوضچه یا به عبارتی قرار دادن تمام حوضچهها در میان دو انرژی یکسان و مدل کردن بستر فرسایش پذیر مشابه در پایاب همه مدلها با مقایسه پارامتر نسبت عمق آبشستگی به فاصله محل حداکثر آبشستگی از شروع حوضچه رسوب و پروفیل وسط حفره آبشستگی عملکرد حوضچهها بررسی شدند. در نهایت با ایجاد تغییراتی در حوضچههای پیشنهادی از جمله زاویه دیواره معرفی شده در حوضچه تیپ شش USBR[1] و ایجاد شیب معکوس درکف حوضچه، موفق شدیم طول حوضچه را 20 درصد کاهش دهیم.
نتایج تحقیق نشان میدهد برای بهبود عملکرد حوضچه مستقل از فرود جریان ورودی یک زاویه بهینه برای دیوار داخل حوضچه وجود دارد و شیب معکوس کف حوضچه موجب بهبود عملکرد حوضچه می شود. حوضچه آرامش معرفی شده در این تحقیق با آنکه طول کمتری نسبت به بهترین مدلهای معرفی شده دارد در شرایط هیدرولیکی مشابه آبشستگی کمتری ایجاد می کند و عملکردی مستقلتر نسبت به تراز آب پایاب از خود نشان میدهد.
کلمات کلیدی: آب پایه، آبشستگی، حوضچه آرامش، عدد فرود، عمق نرمال
فهرست مطالب
1-2 اهمیت و ضرورت انجام تحقیق 3
1-4 تعریف واژه ها و اصطلاحات فنی و تخصصی 5
1-4-2-1-5 آبشستگی در آب زلال و آب حاوی رسوب 8
1-5 معرفی عمومی فصلهای پایان نامه 9
2-2-2 سابقه تحقیق در سایر کشورها 12
2-2-2-1 حوضچههای آرامش پرش هیدرولیکی (Hydraulic Jump Stilling Basin) 13
2-2-2-2 حوضچه آرامش در خروجی لولهها از طریق شیر 14
2-2-2-3 حوضچه استاندارد USBR Type VI 15
2-2-2-4 حوضچه آرامش Contra Costa 17
2-2-2-6 حوضچههای آرامش گوئل و همکاران 21
3-2 ابزار و امکانات مورد استفاده 28
3-6-1 مدل سازی حوضچه تیپ شش انجمن آبادانی امریکا در خروجی لولهها 36
3-6-2 ساخت حوضچه آرامش با نتایج تحقیقات دکتر گوئل و همکاران 38
3-9 کنترل نوع آبشستگی در پایاب 51
3-11 روند کلی انجام آزمایشها 54
4-2 تعیین مدت زمان انجام هر آزمایش 58
4-3 بررسی شکل کلی حفره آبشستگی 60
4-4 مقایسه حوضچه آرامش گوئل و همکاران با حوضچه تیپ شش انجمن آبادانی امریکا 61
4-5 بررسی اثر زاویه دیوار حوضچه آرامش گوئل روی عملکرد آن 64
4-6 بررسی اثر شیب معکوس کف حوضچه روی عملکرد آن 68
4-8 بررسی پایداری عملکرد حوضچه نسبت به تراز آب پایاب 75
کلمه فرسایش که در انگلیسی اروژن و در زبان فرانسه اروزیون تلفظ می شود، از ریشه لاتین ارودری[2] به معنی سائیدگی میباشد و عبارتست از سائیده شدن سطح زمین. به طور کلی فرسایش خاک[3] عبارتست از جابجایی و جداشدن ذرات خاک از بستر اصلی خود وانتقال آن به مکانی دیگر در اثر عامل انتقال دهنده (الیسون[4]، 1947). در صورتیکه عامل جدا کننده ذرات از بستر و انتقال آنها آب باشد، به آن فرسایش آبی[5] میگویند.
زمانی که آب از یک تراز به تراز پایینتر منتقل می شود انرژی پتانسیل آن به انرژی جنبشی تبدیل می شود. در صورت مهار نشدن انرژی بالای جنبشی جریان در طولانی مدت می تواند باعث خرابی و ایجاد فرسایش در پایین دست جریان شود. برای جلوگیری از خسارات ناشی از انرژی فوق العاده آب در سرعتهای فوق بحرانی و نیز به منظور از بین بردن انرژی اضافی سینتیک موجود در چنین آبی، عموماً از سازههای خاصی به نام انرژی گیرنده[6] که در پایین دست جریان ساخته می شوند استفاده می شود. اینگونه سازهها علاوه بر از بین بردن انرژی آب، وسیله ای برای کنترل و مهار پرش هیدرولیکی و بوجود آوردن شرایط وقوع آن در یک موقعیت مکانی خاص نیز بشمار می روند. به عبارت دیگر موقعی که یک پرش هیدرولیکی روی یک سطح صاف رخ می دهد کوچکترین تغییری در اعماق جریان بالا و پایین دست آن میتواند باعث تغییر مکان پرش به یکی از دو سو گردد، لذا منطقی است در حوضچه ها از سازه هایی جهت کاهش حساسیت از جمله آب پایه[7] استفاده گردد.
در حالت کلی دو روش برای کاهش انرژی آب وجود دارد، روش اول استفاده از تبدیلهای موضعی و یا اجزاء دیگری که باعث آشفتگی جدی در جریان می شوند، روش دوم بر اساس پرتاب آب به یک نقطه دوردست است که در این میان جریان به ذرات ریزی تبدیل می شود و در برخورد با هوا و برگشت به زمین مقدار زیادی از انرژی خود را از دست می دهد (ابریشمی 1380).
اگر چه طول پرش هیدرولیکی و افت ایجاد شده یکی از پارامترهای حساس در طراحی است اما در حالت کلی قابل محاسبه از طریق تحلیل ریاضی نبوده و لازم است تا در هر مورد از نتایج تجربی و آزمایشگاهی نیز استفاده گردد (ابریشمی 1380).
یکی از محلهایی که جریان با سرعت زیاد مستعد ایجاد خسارت در پایین دست جریان است خروجی لولههای تحت فشار است، انرژی زیاد این جریان باید به صورت کار آمدی گرفته شود تا از خسارت و فرسایش در پایین دست جلوگیری شود. جتهای آب، کالورتها و تونلهای انتقال آب نمونه ای از سازه هایی هستند که نیاز به سازه مستهلک کننده انرژی دارند (1974،USBR).
در 60 سال گذشته بررسی های بسیاری روی حوضچههای آرامش در خروجی لولهها انجام گرفته است. حوضچههای مختلف در فرمها و طولهای متفاوتی بر اساس فرود جریان خروجی ارائه شده اند که بسیاری از آنها علاوه بر کارایی پایین طول نسبتاً زیادی نیز دارند و ساخته شدن آنها نیازمند صرف هزینه زیادی است. یک معیار مناسب برای بررسی عملکرد حوضچهها و کارایی آنها در استهلاک انرژی آب، میزان فرسایش ایجاد شده در پایاب در شرایط هیدرولیکی مشابه میباشد. به عبارت دیگر هرچه عملکرد حوضچه بهتر باشد با ایجاد تلاطم بیشتر افت بیشتری ایجاد می کند در نتیجه آب خروجی انرژی کمتری دارد و از توان فرسایشی آن کاسته می شود.
در این تحقیق میزان آبشستگی و فرم حفره آبشستگی به عنوان معیار مقایسه عملکرد حوضچه ها در نظر گرفته شده است.
[1] United States Bureau of Reclamation
[2] Eroderi
[3] Soil Erosion
[4] Ellison
[5] Water Erosion
[6] Energy Dissipators
[7] End Sill
تعداد صفحه : 125
قیمت :14700 تومان
بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت : * serderehi@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.
14,700 تومانافزودن به سبد خرید