حل عددی نیمرخ طولی سطح آب سد سنگریزه ای همگن در شرایط توزیع فشار غیر هیدرواستاتیک

استفاده از سنگریزه ها در طراحی سازه های آبی نظیر سدهای سنگریزه ای، با توجه به ملاحظات زیست محیطی روز به روز رو به افزایش است. مطابق مبانی هیدرویکی، با افزایش شیب سطح آب و بستر و یا ایجاد انحنای قابل ملاحظه در خطوط جریان، توزیع فشار عمودی از حالت هیدرواستاتیک خارج می شود. در نتیجه در محیط های متخلخل سنگریزه ای به دلیل افت شدید انرژی و اختلاف زیاد بین تراز آب بالادست و پایین دست محیط، توزیع فشار از نوع غیر هیدرواستاتیک مورد انتظار است. در این تحقیق با استفاده از رابطه نحوه توزیع فشار غیر هیدرواستاتیک، معادله انرژی و با در نظر گرفتن رابطه افت اصطکاکی در محیط های سنگریزه ای، یک رابطه برای تعیین نیمرخ طولی سطح آب در داخل سدهای سنگریزه ای ارائه شده است. به منظور بررسی صحت معادله، نتایج حاصل از آزمایش های انجام شده در آزمایشگاه هیدرولیک گروه آبیاری و آبادانی دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران بر روی یک سد سنگریزه ای همگن متشکل از مصالح سنگریزه ای رودخانه ای گرد گوشه با قطر متوسط ۶۸/۱، ۲۷/۲، ۰۷/۴ و ۸۴/۴ سانتی متر و در دو طول سد سنگریزه ای ۵۰ و ۱۰۰ سانتی متر، مورد استفاده قرار گرفت. حل عددی معادله معرف تغییرات سطح آزاد جریان در داخل سد سنگریزه ای و مقایسه نتایج با مقادیر آزمایشگاهی نشان می دهد که مدل به خوبی قادر به محاسبه نیمرخ طولی سطح آب سدهای سنگریزه ای در دبی های کم و زیاد است. تحلیل آماری نتایج نشان می دهد که میانگین خطای نسبی حاصل از کاربرد رابطه ارائه شده در این تحقیق، برابر ۹۶/۳ درصد می باشد.