بررسی عددی تأثیر همزمان شیب دیواره کناری و شکل هندسی مخزن بر خصوصیات سیلاب ناشی از شکست سد در حالت بستر خشک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی عمران- مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 استادیار گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.22034/jewe.2021.286280.1565

چکیده

سدها جزو سازه‌هایی هستند که عمدتاً به‌منظور تأمین آب و انرژی ساخته می‌شوند. شکست سد سبب ایجاد جریان عظیمی می‌شود که سیلاب در نواحی پائین‌دست را به‌ دنبال دارد. به همین دلیل تعیین خصوصیات جریان شکست سد از جمله عمق جریان و سرعت انتشار موج از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق تأثیر همزمان شکل هندسی مخزن در پلان و شیب دیواره کناری مخزن بر الگو و چگونگی حرکت موج سیلابی ناشی از شکست سد به‌صورت مدل‌سازی عددی سه‌بعدی با استفاده از نرم‌افزار Flow3D انجام شد. بدین منظور از چهار شکل مختلف مخزن در پلان شامل مخزن عریض، ذوزنقه‌ای، L شکل و طویل با شیب‌های دیواره کناری 30، 45، 60 و °90 و با در نظر گرفتن بستر خشک پایین‌دست استفاده شد. نتایج حاصل از مدل‌سازی سه‌بعدی عددی بیانگر این بود که در تمامی مخازن مورد مطالعه با کاهش شیب کناری دیواره مخزن، نوسانات سطح آب به دلیل تشکیل دو موج منفی که بر روی شیب دیواره مخازن گسترش یافته و در محل خط مرکزی مخازن بهم رسیده، افزایش یافته است. همچنین تأثیر شکل هندسی مخازن عریض و ذوزنقه‌ای بر روی خصوصیات جریان ناشی از شکست سد، بیشتر از تأثیر کاهش شیب دیواره کناری این مخازن بوده است. درحالی‌که در مخازن طویل و L شکل، کاهش شیب دیواره کناری این مخازن تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر روی خصوصیات جریان ناشی از شکست سد دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Study of Simultaneous Effect of the Sidewall Slope and the Geometric Shape of Reservoir on the Flood Characteristics Caused by Dam Break on Dry Bed Condition

نویسندگان [English]

  • Alireza Asadpour Ardabil 1
  • Atabak Feizi 2
1 M.Sc. Student of Civil Engineering — Water Resources Management and Engineering, Dept. of Civil Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Assistant Professor, Dept. of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
چکیده [English]

Dams are important structures that are built primarily for water and energy supply. The dam break creates a catastrophic flow leading to flooding in downstream. For this reason, determination of the characteristics of the dam break, including the depth of flow and the velocity of wave propagation, is important. In this study, the simultaneous effects of the geometric shape of the reservoir on the plan and the slope of the sidewall of the reservoir on the characteristics of flows due to dam break were investigated. 3D numerical modeling was performed using the Flow3D software. For this purpose, four different reservoir shapes, namely wide reservoir, trapezoidal reservoir, L-shaped reservoir, and long reservoir with sidewall slopes of 30, 45, 60 and 90° were used regarding the dry bed downstream. The results of the numerical 3D modeling indicated that in all studied reservoirs with reducing the lateral slope of the reservoir wall, water level fluctuations caused by the formation of two negative waves spread on the slope of the reservoir wall were increased at the central line of the congested reservoirs. Additionally, the effect of the geometric shape of wide and trapezoidal reservoirs on the flow characteristics of dam break was more than the effect of reducing the slope of the sidewall of these reservoirs; however, in long and L-shaped reservoirs, reduction of the slope of the sidewall of these reservoirs significantly affected the flow characteristics of the dam break.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dam Break
  • 3D Numerical Simulation
  • Reservoir Geometry
  • sidewall slope of the reservoir

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 01 تیر 1400
  • تاریخ دریافت: 25 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 31 خرداد 1400
  • تاریخ پذیرش: 01 تیر 1400