معلونت برفامه‌ریزی و ارت راهبردی ریس جمهور

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. جمهوری اسلامی ابران معلونت برفامه‌ریزی و ارت راهبردی ریس جمهور راهنمای آبگیری از رودخانه و حفاظت آن معاونت نظارت راهبردی وزارت نیرو ۳ دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا دفترنظام فنی اجرایی ۱۳۳۳۳ ام/ ۱۱۳ ۱۳۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- رباست جمهوری معاون برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور شماره: ۱۶ بخشنامه به دستگاه‌های اجرایی م‌هندسان مشاور 9 پیمانکاران شش << تاریخ: ۱۳/۸ ی سس موضوع: راهنمای آبگیری از رودخانه و حفاظت آن به استناد ماده (۲۳) قانون برنامه و بودجه و ماده (۶) آیین‌نامه استانداردهای اجرایی طرح‌های عمرانی مصوب سال ۱۳۵۲ و در چارچوب نظام فنی و اجرایی کشور (موضوع تصویب‌نامه شماره ۹ت۷ مورخ ۱۳۸۵/۶/۲۰ هیأت وزیران)» به پیوست نشریه شماره ۵۰۹ دفتر نظام فنی اجرایی» با عنوان «راهنمای آبگیری از رودخانه و حفاظت آن» از نوع گروه سوم ابلاغ می‌شود. دستگاه‌های اجرایی؛ مهندسان مشاورء پیمانکاران و عوامل دیگر می‌توانند از این نشریه به عنوان راهنما استفاده کنند و در صورتی که روش‌هاء دستورالعمل‌ها و راهنمای بهتری در اختیار داشته باشند. عوامل یاد شده باید نسخه‌ای از دستورالعمل‌هاء روش‌ها با راهنماهای جایگزین را به دفتر نظام فنی اجرایی ارسال کنند. یا شا سا 6560472 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- کارشناسان برجسته مبادرت به تهیه این نشریه نموده و آن را برای استفاده به جامعه مهندسی کشور از این‌روء از نسما خواننده گرامی صمیمانه تقفاضا دارد در صورت مضاهده ه رکونه ایراد و اسکال فلی مراتب را به صورت زیر گزارس فرمایید: ۳- ایراد مورد نظر را به صورت خلاصه بیان دارید. ۰-۳ در صورت امکان متن اصلاح شده را برای جایگزینی ارسال نمایید. -5‏ نضانی خود را برای تماس احتمالی ذکر فرمایید. کارشناسان این دفتر نظرهای دریافتی را به دقت مطالعه نموده و اقدام مقتضی را معمول خواهند داشت. نشانی برای مکانیه : تهران, میدان بهارستان» خیابان صفی علی‌شاه - مرکز تلفن ۳۳۲۷۱ معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهورء دفتر نظام فنی اجرایی ۷۱:۱۱ وا و۱ ۱ ود 0۱۱ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- بسمه تعالی رودخانه‌ها شریان‌های اصلی حیات کلیه سازه‌های آبی محسوب می‌شوند و حفاظت و بهره‌برداری بهینه از آنها و همچنین حراست از بستر و حریم آنها ضروری است. با رشد جمعیت و سکنی گزیدن در مکان‌هایی دور از رودخانه و همچنین نیاز به آب برای مقاصدی نظیر کشاورزی» شرب و استفاده در صنعتء انسان به فکر جابجا کردن و انتقال آب افتاد. آبگیری از رودخانه یکی از قدیمی‌ترین مسایل مطرح در زمینه مهندسی هیدرولیک می‌باشد. با این وجود طراحی یک سازه آبگیر در یک رودخانه طبیعی» امروزه نیز امری مهم به شمار می‌رود. با توجه به شرایط اقلیمی و محدودیت منابع آب در ایران» امور آب وزارت نیرو تهیه نشریه "راهنمای آبگیری از رودخانه و حفاظت از آن" را در دستور کار قرار داد و پس از تهیه آن را برای تنفیذ و ابلاغ عوامل ذینفع نظام فنی اجرایی کشور به معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور (دفتر نظام فنی اجرایی) ارسال نمود و پس از بررسی بر اساس ماده ۲۳ قانون برنامه و بودجه و آیین‌نامه استانداردهای اجرایی مصوب هیات محترم وزیران و طبق نظام فنی اجرایی کشور (مصوب شماره ۹ت ۷ هد مورخ ۱۳۸۵/۴/۲۰ هیات محترم وزیران) تایید و ابلاغ گردید. "راهنمای آبگیری از رودخانه و حفاظت از آن " شامل اصول و مبانی کلی آبگیری از رودخانه, روش‌های مختلف آبگیری از آن و مبانی طراحی هیدرولیکی آنها به همراه روش‌های کنترل رسوب ورودی به آبگیرها و روش‌های حفاظت آنها معرفی شده است. بدین وسیله معاونت نظارت راهبردی رییس جمهور از تلاش و جدیت مدیر کل محترم دفتر نظام فنی اجرایی» سرکار خانم مهندس بهناز پورسید و کارشناسان این دفتر و نماینده مجری محترم طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور وزارت نیرو» جناب آقای محمد حاج‌رسولیها و متخصصان همکار در امر تهیه و نهایی نمودن این نشریهء تشکر و قدردانی می‌نماید و از ایزد منان توفیق روزافزون آنان را آرزومند می‌باشد. امید است متخصصان و کارشناسان با ابراز نظرات خود درخصوص این نشریه ما را در اصلاحات بعدی یاری فرمایند. معاون نظارت راهبردی زمستان ۱۳۸۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ترکیب اعضای تهیه کننده» کمیته و ناظران تخصصی این راهنما در معاونت پژوهشی دانشگاه تربیت مدرس با مسوولیت آقای دکتر قدسیان و همکاری افراد زیر تهیه شده است. اسامی این افراد به‌ترتیب حروف الفبا به شرح زیر می‌باشد: آقای منصور ابوالقاسمی دانشگاه تربیت مدرس فوق‌لیسانس سازه‌های آبی آقای امیراحمد دهقانی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان دکترای هیدرولیک آقای علی‌اکبر صالحی نیشابوری دانشگاه تربیت مدرس دکترای هیدرولیک آقای مسعود قدسیان دانشگاه تربیت مدرس دکترای هیدرولیک گروه نظارت که مسوولیت نظارت تخصصی بر تدوین این راهنما را به‌عهده داشته‌اند, به ترتیب حروف الفبا عبارتند از: آقای محمود افسوس شرکت مهندسین مشاور سازه‌پردازی ایران فوق‌لیسانس مهندسی هیدرولیک آقای فیروز بهادری خسروشاهی دانشگاه خواجه نصیر طوسی دکترای هیدرولیک آقای حمید خورسندی شرکت مهندسین مشاور لار فوق‌لیسانس هیدرولیک خانم کیاندخت کباری طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور لیسانس مهندسی راه و ساختمان - وزارت نیرو اعضای کمیته تخصصی مهندسی رودخانه و سواحل طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشورکه بررسی و تایید راهنمای حاضر را برعهده داشته‌اند به‌ترتیب حروف الفبا عبارتند از: آقای محمود افسوس شرکت مهندسین مشاور سازه‌پردازی ایران فوق‌لیسانس مهندسی هیدرولیک آقای محمدابراهیم بنی‌حبیب دانشگاه تهران دکترای عمران آقای محمدحسن چیتی شرکت ساز آب‌پردازان فوق‌لیسانس سازه‌های آبی خانم نرگس دشتی طرح تهیه ضوابط و معیارهای فنی صنعت آب کشور لیسانس مهندسی آبیاری - وزارت نیرو آقای شکور سلطانی شرکت مدیریت منابع آب ایران دکترای مهندسی آب آقای ایرج عمیدی شرکت مهندسی آبندیش زنگان فوق‌لیسانس عمران آقای حسام فولادفر موسسه تحقیقات آب فوق‌لیسانس مهندسی هیدرولیک آقای جبار وطن فدا وزارت نیرو فوق‌لیسانس‌سازه‌های هیدرولیکی همکاران معاونت نظارت راهبردی: آقای علیرضا دولتشاهی دفتر نظام فنی اجرایی لیسانس مهندسی کشاورزی خانم فرزانه آقارمضانعلی دفتر نظام فنی اجرایی فوق لیسانس مهندسی صنایع خانم ساناز سرافراز دفتر نظام فنی اجرایی فوق لیسانس مهندسی منابع آب ب -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان فصل اول- کلیاتن ۱-۱- مقدمه ۳-۱- هدف فصل دوم - تعاریف, اصول و مبانی کلی آبگیری از رودخانه ۱-۲- کلیات ۲-۲- اهداف آبگیری از رودخانه ۳-۲- هیدرولیک آبگیر ۴-۲- اجزای یک سامانه آبگیری ۵-۲- تعریف پارامترهای هیدرولیکی ۱-۵-۲- نسبت انحراف جریان )۲ ۲-۵-۲- نسبت سرعت ورودی ,2 ۶-۲- مبانی هیدرولوژیکی ۷-۲- مبانی هیدرولیکی رودخانه ۱-۷-۳۲- روابط حاکم ۲-۷-۲- روابط مقاومت در مجاری پایدار ۳-۷-۲- محاسبات مربوط به نیمرخ سطح آب ۴-۷-۲- سرعت جریان ورودی به آبگیر ۳۲-م۸- ریخت‌شناسی رودخانه ۲ مبانی رسوب و فرسایش در رودخانه ۱-۹-۲- خواص فیزیکی رسوبات ۲-۹-۲ بررسی پایداری بستر ۳-۹-۲- شکل‌های مختلف بستر ۱۰-۲- کنترل رسوب در آبگیرها ۱۱-۲- مکان‌یابی و جانمایی دهانه آبگیر ۱۳-۲- زاویه انحراف آبگیر ۱۳-۲- داده‌های مورد نیاز طراحی ۱-۱۳-۲- داده‌های توپوگرافی و زمین ریخت‌شناسی ۲-۱۳-۲- داده‌های هیدرومتری ۱۱ ۱۱ ۱۳ ۱۳ ۱۵ ۱۶ ۱۸ ۱۸ ۲۳۲ ۲۳۳ ۲۳۳۴ ۳۷ ۳۸ ۳۸ ۳۱ ۳۲ ۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۳-۱۳-۲- داده‌های بهره‌برداری ۴-۱۳-۲- داده‌های رسوب فصل سوم - روش‌های آبگیری از رودخانه و مبانی طراحی آنها ۱-۳- کلیات ۲-۳- آبگیری مستقیم از رودخانه (بدون بند انحرافی) ۱-۲-۳- اطلاعات لازم جهت طراحی آبگیر مستقیم از رودخانه ۲-۲-۳ ابعاد تاسیسات اصلی ۳-۲-۳- اجزای اصلی دهانه آبگیر ۴-۲-۳ انواع مختلف دهانه آبگیر ۶-۲-۳- شبکه آشغالگیر ۷-۲-۳- توصیه‌های مربوط به شکل هندسی تاسیسات ۸-۲-۳- کنترل ماهی‌ها ۳-۳- آبگیری با استفاده از بند انحرافی ۱-۳-۳- آبگیر کوچک ۲-۳-۳ آبگیر معمولی ۳-۳-۳ آبگیر بسیار بزرگ ۴-۳- آبگیری با استفاده از ایستگاه پمپاژ ۱-۴-۳- انواع آبگیری با استفاده از پمپاز ۲-۴-۳- عوامل موثر در تعیین نوع آبگیر ۳-۴-۳- شرایط محل آبگیری ۴-۴-۳- اجزای ایستگاه پمپاز ۵-۴-۳- مشکلات آبگیری به روش پمپاز ۵-۳- آبگیری توسط کف‌ریزها ۱-۵-۳ اجزای کف‌ریزها ۲-۵-۳- ضوابط طراحی فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه ۱- ۴- کلیات ۲-۴- تقسیم‌بندی روش‌های رسوب‌زدایی در آبگیرها ۳۳ ۳۳ ۳۵ ۳۷ ۳۸ ۳۸ ۳۸ ۳۹ ۴۱ ۴۱ ۴۳۳ ۴۳۳ ۴۶ 1۲ ۵۷ ۵۷ ۶۱ ۶۲ ۶۲ ۶۳ ۶۴ ۶۵ ۶۹ ۷۳ ۷۵ ۷۵ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۳-۴- سازه‌های پیشگیرانه ۱-۳-۴ سازه‌های منحرف کننده جریان تحتانی پررسوب ۲-۳-۴- سازه‌های جداکننده لایه‌های فوقانی و تحتانی جریان ۱-۴-۴- حوضجه ترسیب طولی ۳-۴-۴ تونل رسوبگیر ۳-۴-۴- حوضچه ترسیب‌گردابی ۴-۴-۴ لوله رسوبگیرگردایی ۱- ۵- کلیات ۳-۵- روش‌های حفاظت دیواره ۱-۲-۵- محافظت به‌وسیله سنگریزی ۲-۲-۵- سازه‌های توری‌سنگی ۳-۲-۵- حفاظت به‌وسیله گیاهان (حفاظت طبیعی) ۴-۲-۵- پوشش‌های بتنی قلابدار ۵-۲-۵- کیسه های محتوی خاک و سیمان ۶-۲-۵- آبشکن‌ها ۳-۵- روش‌های حفاظت بستر ۱-۳-۵- صفحات مستغرق ۲-۳-۵- آستانه ۳-۳-۵- آبشار فصل ششم - ملاحظات جانبی آبگیری از رودخانه ۱- ۶- کلیات ۲-۶- ملاحظات مربوط به کیفیت آب آبگیر ۱-۲-۶- معیارهای آب شرب ۲-۲-۶- معیارهای آب کشاورزی ۳-۲-۶- معیارهای آب صنعتی ۳-۶ ملاحظات زیست محیطی احداث آبگیر ۴-۶- ملاحظات مربوط به انتخاب محل آبگیر ج ۷۸ ۷۸ ید ۹۴ ۹۴ ۹۹ ۱.۳ ۱۶ ۱۱۱ ۱۱۳ ۱۱۴ ۱۱۴ ۱۱۵ ۱۱۸ ۱۱۹ ۱۳۰ ۱۳۰ ۱۳۳ ۱۳۳ ۱۳۸ ۱۳۱ ۱۳۷ ۱۳۹ ۱۳۹ ۱۳۹ ۱۳۱ ۱۳۲ ۱۳۲ ۱۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۱-۴-۶- ملاحظات جانبی آبگیری به روش پمپاز ۲-۴-۶- ملاحظات جانبی در آبگیری توسط بند انحرافی ۵-۶- ملاحظات جانبی رسوب‌گیرها ۱-۵-۶- آب مورد نیاز برای سازه‌های رسوبگیر ۶-۶- مسایل ارزیابی و بهره‌برداری ۷-۶- انتخاب روش آبگیری و نوع آبگیر ۸-۶ مسایل فرهنگی و اجتماعی ۹-۶- ملاحظات قانونی منابع و مراجع ۱۳۵ ۱۳۶ ۱۳۷ ۱۳۸ ۱۳۹ ۱۳۹ ۱۵۰ ۱۵۰ ۱۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۱-۲- الگوی جریان در یک آبگیر[۳۷] شکل ۲-۲- اجزای سامانه آبرسانی [۳۷] شکل ۳-۲- اجزای تاسیسات آبگیری[۳۷] شکل ۵-۲- حجم کنترل بین دو مقطع عرضی جریان شکل ۶-۲- نیمرخ سطح آب و افت انرژی و افت ناشی از گردابه‌ها در مقاطع غیرمنشوری شکل ۹-۲- طبقه‌بندی رودخانه‌ها شکل ۱۰-۲- ضریب دراگ تابعی از رینولدز ذره و ضریب شکل [۴۱] شکل ۱۱-۲- لزجت سینماتیکی آب [ ۴۱] شکل ۱۲-۲- منحنی شیلدز[ ۴۱] شکل ۱۳-۲- منحنی اصلاح شده شیلدز[۴۱] شکل ۱۴-۲- الگوی جریان در ورودی آبگیر در نرخ‌های انحراف زیاد ( ,0.30 < ر(0) [۳۷] شکل ۱۵-۲- موقعیت مناسب استقرار آبگیر [۳۷] شکل ۱۶-۲- روش برآورد تقریبی موقعیت آبگیر در خم [۳۶] شکل ۱۷-۲- زاویه انحراف در آبگیری از قوس رودخانه [۳۶] شکل ۱-۳- موقعیت آبگیر (همراه با دیوار جداکننده جریان سطحی و بلوک‌های کف) [۵] شکل ۲-۳- پلکان ماهی‌رو در جلوی آبگیر [۵] شکل ۳-۳- جانمایی اولیه برای آبگیرهای معمولی [۳۷] شکل ۴-۳- مسدود کردن سیلابدشت شکل ۵-۳- طراحی هیدرولیکی آبگیر الف- پلان» ب- مقطع طولی از محل انحراف[۳۷] شکل ۶-۳- نمادها و طرح مربوط به محاسبه طول بند انحرافی شکل ۷-۳- جانمایی اولیه برای نرخ انحراف بسیارزیاد از رودخانه‌ای با رسوب زیاد با استفاده از کمکی ع ۱۲ ۱۳ ۱۷ ۳۱ ۳۱ ۲۳۳۴ ۲۳۳۴ ۳۵ ۲۳۶ ۳۹ ۳۱ ۴ ۳۲ ۳۷ ۳۸ ۵۰ ۵۰ بندانحرافی دریچه‌دار و سرریز ا(۸ ۳ ۵۶ ۵۶ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۱۱-۳- آبگیر ساده شکل ۱۲-۳- آبگیر روی سطح شیبدار شکل ۱۳-۳- آبگیر اسکله‌ای شکل۱۴-۳- آبگیر شناور شکل ۱۵-۳- برج آبگیر شکل ۱۶-۳- آبگیر نفوذی شکل ۱۷-۳- آبگیر با چاه و لوله‌های شعاعی شکل۱۸-۳- آبگیر چاه ساحلی شکل ۱۹-۳- آبگیری با روش پمپاژ و آشغالگیر شکل ۲۰-۳- آبگیر کف‌ریز [۵] شکل ۲۱-۳- طرح کلی کف‌ریز [۳۷] شکل ۲۲-۳- شکل مقاطع میله‌های کف‌ریز شکل ۲۳-۳- طراحی هیدرولیکی دالان جمع‌کننده» ساختار و مولفه های جریان شکل ۱-۴- راندن رسوبات شکل ۲-۴- تخلیه رسوبات شکل ۳-۴- رسوبگیر لوله‌ای برای کنترل بار بستر شکل ۵-۴- حوضچه ترسیب‌گردابی شکل ۶-۴- دیواره‌های هدایت کننده رسوب به همراه جزییات جانمایی آنها شکل ۷-۴- جزییات دیواره‌های هدایت کننده رسوب شکل ۸-۴- دیواره‌های هدایت کننده رسوب به همراه دیواره‌های معکوس شکل ۹-۴- دیواره آبشکن شکل ۱۰-۴- دیوارهای هدایت کننده رسوب و دیواره آبشکن شکل ۱۱-۴- کنترل رسوب توسط ایجاد موانع شکل ۱۳-۴- صفحات سطحی شکل ۱۳-۴- نمای کلی صفحات سطحی شکل ۱۴-۴- پارامترهای مهم طراحی صفحات مستغرق شکل ۱۵-۴- سکوی رسوبگیر ۵۷ ۵۸ ۵۸ ۵۹ ۵۹ ۶ ۶۳ ۸( ۶۶ ۸۳۷ ۷۶ ۷۶ ۷۸ ۷۹ ۸۱ ۸۱ ۸۳ ۸۴ ۸۵ ۸۵ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۱۶-۳۴- سکوی رسوبگیر به همراه دیواره هدایت کننده رسوب شکل ۱۷-۴- تونل‌های رسوبگیر [۲۵] شکل ۱۹-۳۴- توصیف کلی حوضچه ترسیب شکل ۲۱-۴- نمودار تغییرات ۴[ و ,(7 بر حسب .ل[]/0 شکل ۲۴-۴- تونل رسوبگیر در کانال آبگیر شکل ۲۵-۴- حوضچه ترسیب‌گردابی [۳۵] الف-پلان » ب- جریان از روی لوله رسوبگیر» پ- مقطع لوله رسوبگیر |۱۹] شکل ۲۶-۴- لوله رسویگیرگردابی 5 برای لوله رسوبگیرگردابی 0 8 نی ]1 شکل ۲-۵- توری‌سنگ جعبه‌ای شکل ۳-۵- توری‌سنگ تشکی شکل ۵-۵- اجرای توری‌سنگ جهت حفاظت دیواره رودخانه شکل ۶-۵- الف - پوشش گیاهی اجرا شده برای حفاظت دیواره رودخانه شکل ۶-۵- ب- استفاده از ترکیب سنگریز و پوشش گیاهی جهت حفاظت دیواره رودخانه شکل ۱۱-۵- تغییرات ناشی از صفحات مستغرق در تراز بستر [۳۴| شکل ۱۳-۵- پارامترهای مهم طراحی سامانه صفحات مستغرق شکل ۱۴-۵- نمایش متغیرهای طراحی اولیه و مقاطع جریان ۸٩۹ 1۳ ۹۵ ۹۶ ۹۷ ۹۸ ۹ ۱۰۳۴ ۱۰۷ ۱۰۷ اه ۱۱۵ ۱۱۶ ۱۱۷ ۱۱۷ ۱۱۷ ۱۱۸ ۱۱۹ ۱۱۹ ۱۳۰ ۱۳۱ ۱۳۲ ۱۳۳ ۱۲۳۳۴ ۱۲۳۳۴ ۱۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان شکل ۱۵-۵- عمق آبشستگی در دیواره خارجی قوس رودخانه [۳۴] شکل ۱۶-۵- حداکثر افزایش در تراز بستر ناشی از صفحات در طول دیواره خارجی قوس رودخانه شکل ۱۷-۵- جریان روی آستانه و آبشستگی پایین دست آن شکل ۱۸-۵- معرفی پارامترهای طراحی آستانه از نوع شمع کوبی[۳۸] شکل ۱۹-۵- اندازه سنگ‌های مورد نیاز در طراحی آستانه از نوع شمع کوبی[۳۸] شکل ۲۰-۵- ضریب بده در طراحی آستانه از نوع شمع کوبی[۳۸] شکل ۲۱-۵- تثبیت بستر شیبدار با استفاده از چند آبشار شکل ۲۲-۵- طراحی آبشارهای قائم بتنی[۳۲] شکل ۲۳-۵- معرفی پارامترهای آبشارهای قائم شکل ۲۴-۵- پارامترهای طراحی به عنوان تابعی از عدد آبشار ,][۳۲] شکل ۲۵-۵- پارامترهای تخمین عمق آبشستگی براساس رابطه +1751 شکل ۱-۶- طرح شماتیک انحراف آب از رودخانه و کاهش عرض در پایین‌دست رودخانه [۳۶] ۱۳۶ ۱۲۳۷ ۱۳۸ ۱۳۹ ۱۳۹ ۱۳۰ ۱۳۱ ۱۳۲ ۱۳۳ ۱۳۳ ۱۳۳۴ ۱۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست جداول عنوان جدول ۱-۲- احتمال‌های وقوع جریان برای کاربردهای مختلف [۲۳] جدول ۲-۲- ضرایب تصحیح انرژی جنبشی و اندازه حرکت برای مقاطع مختلف [۱] جدول ۳-۲- روابط زبری معادل برای مقاطع مرکب جدول ۴-۲- ضرایب افت انرژی ناشی از گردابه در مقاطع مختلف جدول ۵-۲- تقسیم‌بندی رودخانه براساس عوامل مختلف جدول ۱-۳- معیارهای انتخاب برای بررسی اولیه [۳۷] جدول ۱-۴- پارامترهای طراحی دیواره‌های هدایت کننده رسوب بر حسب عرض کانال آبگیر (/ ۷) جدول ۲-۴- ابعاد دیواره‌های هدایت کننده ([برحسب متر) جدول ۳-۴- تغییرات مقدار [ با قطر متوسط ذره رسوب جدول ۴-۴- روابط مختلف برای محاسبه قطر حوضچه جدول ۱-۶- مشخصات فیزیکی آب آشامیدنی جدول ۲-۶- حدود مجاز مواد شیمیایی سمی در آب آشامیدنی جدول ۳-۶- مشخصات سایر مواد شیمیایی در آب آشامیدنی جدول ۴-۶- راهنمای بررسی کیفیت آب آبیاری جدول ۵-۶- مقدار آب مورد نیاز سازه‌های رسوبگیر ۱۳ ۱۵ ۱۶ ۱۷ ۱۹ ۳۸ ۸۱ ۸۳ 1۳ ۱۳۵ ۱۳۹ ۱۳۴۰ ۱۳۰ ۱۳۱ ۱۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۱ کلیات -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل اول- کلیات ۳ ۱-۱- مقدمه رودخانه‌ها به دلیل تاثیر ویژه‌ای که در زندگی بشر و شکل‌گیری تمدن‌های مختلف داشته‌اند» همواره انسان را به بهره‌مندی از نعمت آب فرا خوانده‌اند. رودخانه‌ها فراهم کننده آب و انرژی برای طبیعت و انسان می‌باشند و می‌توان گفت تامین آب مهم‌ترین نقش اقتصادی رودخانه است. انحراف آب از مسیر اصلی آن برای مقاصد مختلف از جمله کشاورزی» آبرسانی شهری» تولید برق و غیره به کمک آبگیرها صورت می‌گیرد. یکی از نکات مهم در طراحی آبگیر این است که شرایطی را انتخاب کنیم تا آب منحرف شده توسط آبگیر, دارای حداکثر بده جریان و حداقل بده رسوب باشد.ء زیرا ورود رسوب به آبگیر و در نتیجه شبکه‌های انتقال باعث می‌شود که رسوبات انتقال یافته به درون آبگیر» به‌دلیل سرعت کم‌تر جریان در محدوده این سازه‌ها در مقایسه با رودخانه» همچنین جریان گرداب‌های حاصل از انحراف جریان به داخل آبگیرء به‌خصوص در شبکه‌های آبیاری و در پایین دست تاسیسات کنترل و تنظیم سطح آب» منجر به رسوب‌گذاری در محدوده آنها گردد. از این رو بشر از زمان‌های قدیم و هم‌زمان با استفاده از آب رودخانه» به دنبال راه‌های تقلیل ورود رسوبات به سامانه و نیز افزایش بازده آبگیری بوده است. استفاده از سازه‌های انحراف و دفع رسوبء» طراحی شکل آبگیر و جانمایی آن در قوس خارجی خم» نمونه بارزی از این گونه اقدامات به شمار می‌آیند. آبگیری از رودخانه یکی از قدیمی‌ترین مسایل مطرح در زمینه مهندسی هیدرولیک می‌باشد. با این وجود طراحی یک سازه آبگیر در یک رودخانه طبیعی» امروزه نیز امری مهم به شمار می‌رود. در این راهنما روش‌های مختلف آبگیری از رودخانه و مبانی طراحی هیدرولیکی آنها به همراه روش‌های کنترل رسوب ورودی به آبگیرها و روش‌های حفاظت آنها معرفی شده است. ۳-۱- هدف هدف از تهیه این راهنما تدوین مجموعه‌ای است که اطلاعات کلی مربوط به روش‌های آبگیری از رودخانه و حفاظت آنها را ارائه می‌دهد. نظر به این که رودخانه‌ها معمولا" حاوی رسوب می‌باشند و مطالب کم‌تری در خصوص روش‌های کنترل رسوب در دسترس می‌باشد. لذا در این راهنما روش‌های طراحی هیدرولیکی رسوب‌گیرها با جزییات بیش‌تری شرح داده شده است. ۳-۱- دامنه کاربرد راهنمای حاضر برای افرادی که فعالیت آنها به نحوی با پروژه‌های رودخانه‌ای مرتبط می‌باشد. قابل استفاده است. همچنین مطالب ارائه شده برای مهندسان مشاوری که در زمینه مهندسی رودخانه فعالیت دارند نیز راهنمای مناسبی می‌باشد. کاربرد آبگیرها در این راهنما مربوط به مصارف شرب» کشاورزی و صنعتی می‌باشد و اهداف تسکین سیلاب و تونل‌های انحراف جریان را در بر نمی گیرد. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۲ تعاریف» اصول و مبانی کلی آبگبر نخبری -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف, اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ۷ ۱-۳ کلیات در طراحی آبگیرهاء علاوه بر توجه به نقش کلیدی سازه‌های انحراف, اهداف زیر نیز باید مدنظر قرار گیرند: - انحراف مداوم جریان مورد نیاز به‌طوری که حداقل بده رودخانه بیش‌تر از بده مورد نیاز برای انحراف باشد. - تضمین کیفیت آب منحرف شده به‌طوری که از میانگین کیفیت رودخانه پایین‌تر نباشد. در راستای تحقق اهداف فوق, قبل از احداث آبگیرء باید مطالعات پایه به‌طور دقیق انجام شود و داده‌های لازم جهت انجام طراحی جمع‌آوری شود. موضوعاتی که به‌طور مستقیم به انحراف جریان رودخانه مربوط بوده و باید مورد بررسی قرار گیرند عبارتند از: - مشخصات هیدرولوژیکی رودخانه و حوضه آبریز آن: شامل مشخصات بده جریان و منحنی‌های بده- اشل - مشخصات هیدرولیکی رودخانه: شامل خصوصیات و نیمرخ‌های جریان و مشخصات آنها - وضیت انتقال رسوب: شامل مشخصات رسوب و نحوه انتقال آن» آستانه حرکت رسوبات و میزان بار رسوبی به ویژه بار کف و منحنی بده جریان و بده رسوب - ریخت‌شناسی آبراهه: شامل نوع آبراهه؛ هندسه آن و پیش‌بینی تغییرات در هندسه آبراهه در ادامه ابتدا کلیاتی راجع به آبگیری و سپس مبانی طراحی آبگیری از رودخانه ارائه می‌شود. ۲-۲- اهداف آبگیری از رودخانه وظیفه اصلی پروژه‌های آبرسانی» تعیین مقدار آب مورد نیاز در زمان لازم می‌باشد. میزان آبگیری بستگی به مقدار جریان رودخانه مورد نظر دارد و باید تا حد امکان از ورود رسوبات و اجسام شناور به آبگیر جلوگیری شود. به‌علاوه» تاسیسات آبگیری باید تاثیرات کمی برروی ریخت‌شناسی رودخانه در اثر کاهش جریان در پایین دست داشته و همچنین باید اثرات نأسازگار زیست محیطی را که ممکن است موجب تغییر درکیفیت و رقوم آب زیرزمینی» برگشت آب و یا تغییرات عمق و سرعت جریان شود ء به حداقل برساند. اثر حیوانات آبزی بگذارد را نیز باید مدنظر داشت. علاوه براین درنظر گرفتن حداقل عمق آب در پایین‌دست محل آبگیری در زمان‌های مختلف, جهت حفاظت از حیوانات آبزی در رودخانه و زیباسازی آبراهه در رودخانه اهمیت ویژه‌ای دارد[۳]. اهداف عمده یک طرح آبگیری و تاسیسات انحراف آب شامل موارد زیر است: - مصارف کشاورزی - نیروگاه‌های حرارتی - نیروگاه‌های برق آبی -------- صفحهٔ بعد -------- ۸ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن ۳-۲- هیدرولیک آبگیر برای بررسی الگوی جریان در محل انحراف, حالتی ساده شده با فرضیات زیر درنظر گرفته شود: - جریان اصلی دو بعدی» زیربحرانی و یکنواخت باشد. - تراز کف کانال انحراف در محل اتصال ثابت باشد. در این‌صورت با وجود فرضیات فوق» همچنان الگوی جریان پیچیده‌ای در مقابل آبگیر وجود دارد (شکل۱-۲). در این شکل ۷۷ عرض آبراهه اصلی» ,۷۷ عرض کانال آبگیر»,۱۷۷ عرض صفحه تقسیم جریان در کف»,۷۷ عرض صفحه تقسیم جریان در سطح, ,0 بده جریان آبراهه اصلی» ,0 بده جریان منحرف شده» ,4 عمق جریان در آبراهه اصلی و ,4 عمق جریان در کانال آبگیر است. شکل ۱-۲- الگوی جریان در یک آبگیر[۳۷] ویژگی های این الگوی جریان به قرار زیر است: - ایک خط جریان سطحی وجود دارد که دو شاخه شده و انتهای آن در نقطه ۸/1 نقطه سکون نامیده می‌شود. - دو منطقه گردابی در اطراف گوشه‌های ورودی آبگیر ایجاد می‌شود. - مناطق گردابی نواحی افت انرژی می‌باشند و بیش‌ترین حجم انتقال مواد (رسوبات و اجسام شناور) دراین مناطق وجود دارد بنابراین طراحی آبگیر باید به‌گونه‌ای باشد که اندازه این مناطق به حداقل برسد. تراز سطح آب نیز به گونه زیر تغییر می‌کند: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ۹ - یک پایین افتادگی در تراز آب در اثر کاهش بده جریان در آبراهه اصلی به‌وجود می‌آید. - یک پایین افتادگی دیگر در تراز آب داخل آبگیر در اثر افت هیدرولیکی به‌وجود می‌آید. میزان رسوبی که وارد آبگیر می‌شود. به شدت به الگوی جریان مرتبط است. بیش‌ترین غلظت رسوب در کف آبراهه می‌باشد و رسوبات منتقل شده در نزدیکی کف بیش‌ترین مقدار ورودی به آبگیر را تشکیل می‌دهند بنابراین آبگیر نباید از جریان‌های تحتانی تغذیه شود. از طرفی آبگیری از جریان سطحی نیز بی‌عیب نیست زیرا در مواقع سیلابی معمولا مقادیر زیادی اجسام شناور وجود دارد که باید از ورود آنها به آبگیر جلوگیری شود. بدین منظورء ورودی آبگیر باید با آشغالگیر پوشانیده شود و تجهیزات لازم برای تمیز کردن آن نیز پیش‌بینی شود. ۴-۲- اجزای یک سامانه آبگیری سامانه‌های آبرسانی معمولا از بخش‌های زیر تشکیل شده‌اند (شکل ۲-۲): ۱( یک منبع آبی مطمئن و دایمی مانند رودخانه ۲- سازه‌های انحراف" و تاسیسات آبگیری ۳ سامانه انتقال: شامل کانال‌های اصلی یا لوله‌های انتقال یا ترکیبی از هر دوء اجزای وابسته مانند سازه‌های تبدیل", شیب‌شکن‌ها " و سیفون‌های معکوس می‌باشند. ۴- سامانه توزیع: شامل شبکه کانال‌ها یا لوله‌ها و اجزای وابسته آنها نظیر شیرهاء ابزار اندازه گیری» مخازن و کنارگذرها" می‌باشد. ۵- سامانه جمع‌آوری: شامل شبکه جمع‌آوری فاضلاب» تصفیه و کانال انتقال می‌باشد. شکل ۲-۲- اجزای سامانه آبرسانی [۳۷] تاسیسات آبگیری شامل سازه‌ها و ابزار هیدرومکانیکی می‌باشند که در بالادست سامانه آبرسانی قرار گرفته و برای هدایت بده جریان مورد نیاز از رودخانه به سامانه انتقال طراحی شده‌اند. این سازه‌ها معمولا" شامل بند انحرافی در صورت پایین بودن سطح آب رودخانه, ایستگاه پمپاز در صورت پایین بودن رقوم رودخانه نسبت به کانال انحرافی» حوضچه‌های ته‌نشینی رسوب جهت جلوگیری از ۴ 11۷۳۹1۵۱ -1 2-۲0 3- 1۵۶۵ 4- 5 -------- صفحهٔ بعد -------- 1۰ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظظت آن انتقال رسوب به پایین‌دست سامانه آبرسانی» ابزارهای اندازه‌گیری بده جریانء سازه آبگیر» سازه‌های مربوط به ساماندهی سواحل آبگیر در سامانه آبرسانی کاملا تعیین کننده است. شکل ۳-۲- اجزای تاسیسات آبگیری[۳۷] ۵-۲- تعریف پارامترهای هیدرولیکی در این قسمت تعریف برخی از مشخصه‌های هیدرولیکی آبگیر ارائه شده است [۳۷]. ۱-۵-۲ نسبت انحراف جریان ۰« نسبت انحراف جریان» اصلی‌ترین پارامتر مشخصه برای یک آبگیر است و به‌صورت زیر تعریف می‌شود: 0 1) 00 )۱-۲( که در این رابطه: «(: میزان تقاضا یا بده آبگیر (۳:*/5) ,ج: بده جریان رودخانه (3*/5) توابع (1) ,0و (0,)1) ممکن است با زمان متغیر باشند. جهت طراحی هیدرولیکی آبگیر لازم است یک مقدار مشخص برای (,0) درنظر گرفته شود که براساس داده‌های طرح و نیاز منطقه این مقدار معین می‌گردد. معمولا برای تعیین , به یکی از روش‌های زیر عمل می‌شود: - بده جریان متوسط رودخانه در یک سال هیدرولوژیکی ۳-۲ 0-4 در این‌جا آتعداد ماه‌های سال است. |- 11۷0۲۵1۵۱ ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه 8 - معادل بده جریان برای شروع حرکت بار بستر رم بنابراین سه پارامتر برای نسبت انحراف جریان به‌صورت زیر حاصل می‌شود: ی 0 1) )۳-۲( ی : ارگ 0 0 ۲-۵-۳- تست سرعت ورودی 1 نسبت سرعت جریان در ورودی آبگیر ۷ به سرعت جریان در رودخانه ,/۷ نیز پارامتر مهمی است که به‌صورت زیر تعریف می‌شود: (۴-۲) ۳ با اثر پارامتر ,۴ بر روی الگوی جریان منحرف شده دارای اهمیت می‌باشد. موقعیت نقطه سکون ۸ کاملا به این پارامتر بستگی دارد. در حالت کلی پیشنهاد می‌شود که: | > بط در این حالت بخشی از منطقه گردابی حذف می‌شود و در نتیجه از غلظت رسوب ورودی به آبگیرکاسته می‌شود. ۶-۲ مبانی هیدرولوزیکی در طراحی اولیه یک سامانه انحراف, باید مطالعات مربوط به تحلیل جریان رودخانه صورت گیرد. اولین شرط برای احداث سامانه انحراف آب از یک رودخانه چنین است: که در آن ,ز,, و به ترتیب بیانگر حداقل بده موجود در رودخانه و بده طراحی آبگیر می‌باشد. پارامتر اول بستگی به شرایط حوضه آبریز و خصوصیات هیدرولوزیکی منطقه داردء درحالی که پارامتر دوم وابسته به نوع مصرف می‌باشد. طبق مفهوم بیلان آبی در یک حوضه آبریزء مولفه‌های تعادل آبی عبارتند از بارش (برف و باران)» تبخیر و تعرق» نفوذ و رواناب. بده یک رودخانه بستگی به بارش در حوضه آبریز و ویژگی‌های حوضه (شامل مساحت حوضه» ریخت‌شناسی, پوشش گیاهی, دمای متوسط و...) دارد. بخشی از بارش‌های جوی و یا آب حاصله از ذوب برف‌که روی زمین به جریان در آمده و به منابع آب‌های سطحی مانند رودخانهء دریاچه و دریا می‌پیوندند.» رواناب نام دارد. بخشی از بارش نیز به داخل خاک نفوذ کرده و باعث تشکیل منابع آب زیرزمینی می‌شوند. بنابراین بده در یک مقطع مشخص از رودخانه می‌تواند به‌صورت یک تابع احتمالی از زمان یعنی (1), نوشته شود. این تابع به آبنگار جریان معروف است. شکل آبنگار بیانگر رفتار رودخانه بوده و بستگی به نوع منبع تغذیه دارد. در آبنگار یک رودخانه» یک بده پایه ,.,0 وجود دارد که در طول سال مشاهده می‌شود. بدون وجود یک منبع تغذیه مداوم, رودخانه یک جریان پیوسته نداشته و بدین ترتیب نمی‌توان چنین رودخانه‌ای را به عنوان یک منبع مناسب برای سامانه تامین آب درنظر گرفت. نقطه اوج در یک آبنگارء بیانگر اوج سیلاب بوده و با,, نشان داده می‌شود. نمونه‌ای از آبنگار یک رودخانه در بده متوسط یک رودخانه در فاصله زمانی ,] تا دا را می‌توان با استفاده از معادله (۵-۲) به‌دست آورد: -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظلت آن 1 (۵-۲) )00 اس ,0 ۹۱ 2 0 225 0۲ تا زس ۲ 1 درصورتی که ,1 - با - ال برابر با یک سال هیدرولوژیکی باشدء ,0) بده متوسط سالانه خواهد بود. بده متوسط سالانه را می‌توان بر حسب متوسط بارندگی سالانه ,«ء به‌صورت معادله (۶-۲) بیان کرد: 0, - 1000۸ )۶-۲( که در این رابطه: متوسط بارندگی سالانه بر حسب میلی‌متر برثانیه بده طراحی آبگیر باید میزان تقاضا یا نیاز آب را تامین کند. اگر ظرفیت‌های اضافی در سامانه انتقال یا توزیع وجود نداشته باشدء باید بده طراحی (, برابر با بیش‌ترین مقدار نیاز درنظر گرفته شود. یعنی: (۷-۲) ((1) ر) 1113 _ 00 اگر ظرفیت‌های اضافی در شبکه وجود داشته باشدء ر,0) برابر میانگین آب مورد تقاضا در یک فاصله زمانی به‌صورت زیر درنظر گرفته 0 ا ۹ (۸-۲) 1 ) و0 ۱ < و۷ * و0 در این رابطه ر,0) برابر میانگین نیاز آبی تا زمان ما می‌باشد. برای اجرای یک پروژه انحراف, بدیهی است که باید ,م0 > رر) باشد. برخی پیشنهادها برای احتمال وقوع حداقل بده طراحی برای مصرف‌کنندگان مختلف در جدول (۱-۲) آورده شده است. معمولا شرط ,0 > ر با احتمالات موجود در جدول (۱-۲) به سختی برآورده می‌شود. در چنین حالتی برای تامین مطمئن آب مورد نیازء می‌توان از سد کمک گرفت. در صورت مناسب بودن محل سد برای آبرسانی می‌توان مستقیما از مخزن سد آبگیری کرد. درغیراین‌صورت می‌توان از آب تنظیم شده که از خروجی سد رها می‌شود. در مجرای پایین دست» آبگیری نمود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ۳ ۷-۲ مبانی هیدرولیکی رودخانه هستند زیرا نه تنها عمق جریان, بلکه عرض مقطع جریان» شیب طولی و پلان عمومی مسر جریان نیز ممکن است با زمان و مکان تغییر یابد. جدول ۱-۲- احتمال‌های وقوع جریان برای کاربردهای مختلف [۳۳] مصارف صنعتی و شهری برای شهرهای بزرگ مد مصارف صنعتی و شهری برای شهرهای کوچک ۵7 مصارف صنعتی و شهری برای شهرهای محلی و روستاها ۸ نواحی کشاورزی ۸ خنک کردن نبروگاه‌های حرارتی معمولی ۹4 خنک کردن نیروگاه‌های اتمی ۹۹۹۹ - معادله مومنتم که بیانگر تعادل نیرو بوده و از قانون دوم نیوتن حاصل می‌شود. - معادله انرژی که بیانگر بقای انرژی در شکل‌های مختلف آن می‌باشد. با توجه به حجم کنترل نشان داده شده بین مقاطع ۱ و ۲ در شکل (۵-۲) معادلات فوق به‌صورت زیر بیان می‌شوند: ی ۳ ۷ و : سا 11 , ال ۱ ۳ مد ,۹ ری 6 شکل ۵-۲- حجم کنترل بین دو مقطع عرضی جریان ۱-۱-۷-۲ رابطه پیوستگی (۹-۲) - ر۸رولا< به۸رنا که در این رابطه: ,[] و دل]ً: به ترتیب سرعت متوسط جریان در مقاطع ۱ و ۲ می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- 0 بدذه جریان است. سرعت متوسط لا سرعتی است که بده جریان را بر مبنای توزیع حقیقی سرعت تامین کند و می‌توان آن را به‌صورت معادله (۱۰-۲) / ۸8 در معادله فوق» ۷ سرعت جریان در هر جز مقطع عرضی می‌باشد. به تجربه ثابت شده است که اگر سرعت در عمق 0۰2(«۷ و 0۰8۱ اندازه‌گیری شودء میانگین این دو سرعت» سرعت متوسط در آن مقطع را به‌دست خواهد داد (# عمق جریان است). ۲-۱-۷-۲ رابطه اندازه حرکت اختلاف اندازه حرکت در دو وجه حجم کنترل, معادل برآیند نیروهای خارجی وارد بر آن است. یعنی: (۱۱-۲) - رل < ۲رد (۱۲-۲) ( ,11 - ولا )م۵ - ۷۷/۹۱0 + ۳ درگ رو بر و دم۳: به ترتیب نیروهای فشاری وارد بر مقاطع عرضی ۱ و ۲ نیروی اصطکاک ۷۷ وزن حجم کنترل ۵ چگالی آب (]: ضریب تصحیح اندازه حرکت می‌باشد که برای مقاطع مرکب به‌صورت زیر بیان می‌شود: 2:۷۸, )2۸,( (۱۳-۲) همه 0 که در این رابطه: جز مقطع از سطح مقطع کل در مقطع مرکب می‌باشد مه سرعت در جر مقطع ۸ ۳-۱-۷-۲ رابطه انرزی رابطه انرژی برای حجم کنترل موجود در شکل (۵-۲) به‌صورت معادله (۱۳-۲) نشان داده می‌شود: ۹ ۹ (۱۴-۲) یی + روج رو مود +72 ۵ ولا ۳ د ۱ ۱۳9۱۳۵ 2 8 که در این رابطه: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف, اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ۵ لا و دلا: به ترتیب عمق جریان در مقاطع ۱ و ۲ و د2: تراز کف مقاطع ۱ و ۲ نسبت به تراز مبنا افت انرژی ناشی از اصطکاک ,و 0 : ضرایب تصحیح آنرژی جنبشی در مقاطع ۱ و ۲ می‌باشد. ضریب تصحیح انرژی ه برای مقاطع مرکب به‌صورت زیر بیان می‌شود: 0 (۱۵-۲) ۷ 0 ( 2 مقادیر پیشنهادی ۸ و [] برای رودخانه‌های مختلف در جدول (۲-۲) ارائه شده است: جدول ۲-۲- ضرایب تصحیح انرزی جنبشی و اندازه حرکت برای مقاطع مختلف [۱] نوع رودخانه ۳-۷-۲ روابط مقاومت در مجاری پایدار اگر جریان در بازه کوتاهی از رودخانه, یکنواخت فرض شود طبق رابطه شزیء سرعت متوسط در یک مقطع به‌صورت زیر بیان (۱۶-۲) جک اش 6 6 که در این رابطه: ۸ شعاع هیدرولیکی ( و < ۱۳) ]: محیط تر شده مقطع آبراهه مانینگ نشان داد که ۲ با 1۸۴ ارتباط مستقیم دارد و رابطه (۱۶-۲) را به‌صورت زیر بیان نمود: ورد | (۱۷-۲) 2 لا و که ۵ را ضریب زبری مانینگ گویند. رابطه فوق به معادله مانینگ معروف است و کاربردی‌ترین معادله در برآورد سرعت متوسط جریان می‌باشد. یکی از روش‌های تعیین ضریب 4 استفاده از جداول ارائه شده در کتب هیدرولیک است. یکی دیگر از روش‌های تعیین ضریب 1 استفاده از روابط تحربی است. فرمول استریکلر که عام‌ترین رابطه در این گروه می‌باشدء به شکل زیر ارائه شده است: -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۶ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن 1.6 15 ۱۸-۲ 21.2 ۱ 1 < در رابطه فوق رل اندازه متوسط ذرات بستر بر حسب متر می‌باشد. این رابطه برای آبراهه‌های طبیعی کاربرد دارد. رابطه پیشنهادی دیگر رابطه میر و همکارانش می‌باشد که برای رودخانه‌های کوهستانی که مصالح آنها به‌طور عمده درشت‌دانه است. کاربرد دارد: 1.6 ای 90 17 ۱۹-۲ در این رابطه ول (بر حسب متر) اندازه دانه‌ای است که ۹۰/۸ وزنی ذرات از آن ریزتر می‌باشند. متفاوت, فرق می‌کند. جهت براورد ضریب زبری در مقاطع مرکب با پوشش‌های متفاوت» از زبری معادل م1۱ که در جدول (۳-۲) ارائه شده است استفاده می‌شود. در این جدول [ معرف پارامتر مربوط به هر جز از مقطع است. جدول ۳-۲- روابط زبری معادل برای مقاطع مرکب ۳-۷-۲- محاسبات مربوط به نیمرخ سطح آب جریان در رودخانه‌ها اغلب غیر یکنواخت می‌باشد. جهت تحلیل جریان در رودخانه‌ها می‌توان از معادلات مربوط به جریان‌های متغیر تدریحی استفاده کرد. با استفاده از روش‌های موجود که در کتاب‌های هیدرولیک ارائه شده است. تغییرات عمق جریان را در طول رودخانه می‌توان محاسبه کرد [۱]. باید توجه داشت که افت انرژی در مقاطع منشوری و غیرمنشوری متفاوت است. در مقاطع منشوری فقط افت انرژی ناشی از اصطکاک جداره‌ها درنظر گرفته می‌شود. درحالی که برای مقاطع طبیعی علاوه بر افت ناشی از اصطکاک, افت ناشی از گردابه‌ها" نیز درنظر گرفته می‌شود. با نوشتن معادله انرژی بین دو مقطع ۱ و ۲ برای شکل (۶-۲) داریم: 5م] ۳۵۵ -|1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ی شکل ۶-۲- نیمرخ سطح آب و افت انرژی و افت ناشی از گردابه‌ها در مقاطع غیرمنشوری 2 2 (۲۰-۲) و جک ری رود را لا ,7+ .27 ا 2 2 2 1 1 1 28 28 در رابطه فوق: (۲۱-۲) (دم5 + رن - 5 و ۸.م5< مط (۲۲-۲) ولایه _ اولاره گس 28 28 که در این روابط: لا و دلا: عمق جریان در مقاطع ۱ و ۲ 7 شیب خط انرژی : افت انرژی ناشی از گردابه‌ها ۲ : فاصله بین مقاطع ۱ و ۲ )| : ضریب افت ناشی از گردابه وابسته به شکل مقطع بوده و از جدول (۴-۲) محاسبه می‌شود. جدول ۴-۲- ضرایب افت انرژی ناشی از گردابه در مقاطع مختلف معادله مربوط به جریان‌های متغیر تدریجی به‌صورت معادله زیر نیز نوشته می‌شود: (۲۳-۲) ٍ اک -------- صفحهٔ بعد -------- معادله فوق نیز برای محاسبه تعیین نیمرخ جریان‌های متغییر تدریجی به‌کار می‌رود روش‌های مختلفی مثل روش انتگرال‌گیری ترسیمی» روش برس و روش بخمتف جهت حل آن ارائه شده که در کتاب‌های هیدرولیک به تفسیر در مورد آنها بحث شده است. برای محاسبه نیمرخ جریان‌های متغیر تدریجی می‌توان معادله انرژی (معادله ۲۰-۲) را با روش گام‌به‌گام مستقیم نیز حل کرد. جهت محاسبه نیمرخ جریان از نرم‌افزارهای مختلف مثل 1117-1۸5 می‌توان استفاده کرد. ۴-۷-۲- سرعت جریان ورودی به آبگیر برای طراحی هیدرولیکی آبگیر» سرعت جریان در ورودی آبگیر را با ‎٩‏ نشان می‌دهیم که از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۲۴-۲) ع < و۷ ۸0 که در این رابطه: 0: بده آبگیر و و۸ سطح مقطع جریان در آبگیر است. در آبگیرهای بزرگ توزیع سرعت جریان در امتداد ورودی آبگیرغیریکنواخت بوده و تفاوت بین سرعت‌های موضعی به حدود ۱۵/۸ می‌رسد. برای حالتی که توزیع سرعت جریان در ورودی آبگیر یکنواخت است. موارد زیر را می‌توان بیان کرد: - سرعت ورودی کم» برای بهره‌برداری مزیت محسوب شده» افت‌های موضعی را کم کرده (افت‌ها متناسب با *۷ است)» احتمال ورود رسوبات درشت‌دانه را کاهش داده و تمیز کردن آشغالگیر را نیز آسان‌تر می‌کند. - سرعت ورودی زیاد» مزایای اقتصادی داشته و سطح مقطع ورودی سازه آبگیر را کاهش می‌دهد. در طراحی آبگیرها معمولا توصیه می‌شود موارد زیر درنظر گرفته شود [۳۷]. - سرعت میانگین جریان ورودی به آبگیر از سرعت میانگین جریان رودخانه کم‌تر باشد تا غلظت رسوبات در جریان منحرف شده همواره کم‌تر از غلظت رسوبات در جریان رودخانه باشد. - معمولا سرعت میانگین جریان ورودی به آبگیر در محدوده ‎1۱/5٩‏ 0.4 - 0.3 < ر۷۷ مناسب است. - سرعت جریان ورودی 117/5 < ۰۷ تمیزکردن آشغالگیر را با مشکل مواجه می‌کند. - برای جلوگیری از یخ زدن سطح فلزات تاسیسات هیدرومکانیکی» در دوره سرما 13/5 0.25 < ۷۵ باشد. ۸-۲- ریخت‌شناسی رودخانه قبل از احداث آبگیر باید شرایط ریخت‌شناسی محل آبگیر و اثرات احداث آبگیر بر رودخانه در محل آبگیر و قسمت‌های دیگر مورد مطالعه قرارگیرد. اولین ضابطه طراحی آبگیرهاء تطابق بین پروژه و رژیم رودخانه می‌باشد. به این معنی که پس از اجرای پروژه ۰ ۰ م۸ ۰ ۱ ۰ .ح ۰ + ۰ ۰ جداره‌ها و رسوب‌گذاری موضعی, گسترش پیچانرودها و تغییرات اساسی در هنگام سیلاب از ویژگی‌های رودخانه‌ها است. لذا طراحی 1- ۷1020016 7 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف, اصول و مبان ی کل ی آبگیری از رودخانه ۸ به ترکیب مشخصی از هندسه مجرا و پارامترهای هیدرولیکی که در آن بده جریان و رسوب در تعادل باشند و آبشستگی با رسوب‌گذاری قابل ملاحظه‌ای وجود نداشته باشد.ء حالت رزیم رودخانه گفته می‌شود. چنین حالتی برای رودخانه‌هایی که دارای تغییرات زیاد در بده جریان و رسوب می‌باشدء معمولاا غیرممکن است. ریخت‌شناسی آبراهه نتیجه اندرکنش جریان» بار رسوبء بافت زمین‌شناسی و بافت گیاهی می‌باشد. اندرکنش عوامل فوق باعث ایحاد تغییرات ظاهری و رفتاری در رودخانه‌ها می‌شود. به علم شناخت سامانه رودخانه‌ها از نظر شکل و فرم کلیء ابعاد و هندسه؛ کنونی رودخانه و پیش‌بینی تغییرات آن را ممکن می‌سازد. رودخانه‌ها را می‌توان براساس عوامل مختلف از جمله دوام هیدرولیکی, پایداری» شکل پلان» زمین‌شناسی و توپوگرافی منطقه تقسیم‌بندی نمود. تقسیم‌بندی رودخانه‌ها در جدول (۵-۲) ارائه شده است. جدول ۵-۲- تقسیم‌بندی رودخانه براساس عوامل مختلف دوام هیدرولوزیکی پایداری ۹- دایمی ۲- ناپایدار (رسوب‌گذار ۱ ۲- بیچانرودی یا فرسایش‌پذیر) ۳- شریانی ناپایداری رودخانه ممکن است منجر به تغییرات زیر شود: - پیشروی به سمت پایین دست - ایجاد میانبر" که می‌تواند همراه با تغییر مسیر رودخانه - تغییر نوع و شکل رودخانه مهم‌ترین تغییری که در مسیر رودخانه می‌تواند رخ دهد ایجاد پیچ و خم می‌باشد. بازه‌ای از رودخانه که از به‌هم‌پیوستن پیچ و خم متوالی و مسیرهای مستقیم ایجاد می‌شود» پیچانرود نامیده می‌شود (شکل۷-۲). نظریه‌های موجود در مورد علت تشکیل پیچانرود زیاد بوده و به‌طورکلی عوامل موضعی مثل وجود مصالح با خصوصیات متفاوت در کناره‌هاء وجود موانع در جریان» انرژی بیش از حد جریان» فرسایش زیاد کناره و از همه مهم‌تر وجود جریان عرضی و اندرکنش آن با جداره رودخانه می‌توانند باعث تشکیل پیچانرود ۱- ۷1۵۳۵۵۵۵۱۲۷ 2-101 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظ ت آن شکل ۷-۲- پیچانرود وجود جریان عرضی در مقطع رودخانه و ترکیب آن با مولفه طولی جریان» باعث ایجاد جریان حلزونی شده و الگوی جریان حاصله باعث فرسایش دیواره بیرونی قوس و رسوب‌گذاری در دیواره داخلی آن می‌شود. این دو عامل (رسوب‌گذاری در قوس داخلی و فرسایش در قوس خارجی) نیزسبب تشدید پیچانرودی شدن رودخانه می‌شوند. در محل قوس رودخانه‌ها وجود جریان به طرف قوس بیرونی در سطح آب و حرکت مصالح بستر به‌طرف قوس داخلی در کف. شرایط خوبی برای تامین جریان و حداقل کردن رسوبات ورودی به آبگیر را فراهم می‌آورد. در پیچانرودهاء معمولا مقاطع عمیقی ایجاد می‌شوند که آنها را حوضچه " می‌نامند و مقاطع باریک و کم عمقی در حد فاصل بین خم‌ها (قسمت مستقیم) ایجاد می‌شود که به آنها ریفل " می‌گویند (شکل ۸-۲). معمولا قوس بیرونی در محل حوضچه‌ها برای آبگیری مناسب است. هنگامی که رودخانه در مسیر خود با تبه و جزایر یا موانع دیگری روبرو می‌شود. ممکن است مجرای اصلی رودخانه به مجموعه‌ای از مجاری کوچک‌تر تبدیل شود که به آن رودخانه شریانی گفته می‌شود. مشخصه بارز این رودخانه‌هاء شیب کم با فرسایش‌پذیری زیاد در کناره‌ها و بار رسوبی زیاد می‌باشد. به‌دلیل تغییر و جابجایی خطالقعر در این رودخانه‌هاء آبگیری از این رودخانه‌ها مشکل می‌باشد. در شکل (4-۲) انواع مختلف رودخانه از لحاظ طبقه‌بندی براساس شکل در پلان نشان داده شده است. تقسیم‌بندی رودخانه‌ها از لحاظ زمین‌شناسی را می‌توان تحت عناوین جوان» بالغ و پیر انجام داد. این تقسیم‌بندی» نشانگر حالات فیزیکی رودخانه در زمان معین می‌باشد. ممکن است در برخی مناطق,» یک رودخانه جوان باشد و در نواحی دیگر ویژگی‌های بلوغ یا پیری را داشته باشد. به‌عنوان مثال, رودخانه کارون در نزدیکی سرچشمه» جوان و کمی پایین‌تر از آن بالغ و در مصبء رودخانه‌ای پیر است. یک رودخانه ممکن است در نقاطی که بستر و کناره آن از سنگ‌های مقاوم ترکیب یافته‌اند. دارای ویژگی‌های جوانی باشد؛ حال آن که در مناطقی که بستر و کناره رودخانه از سنگ‌های ضعیف (فرسایشی) تشکیل شده‌اندء از نوع پیر باشد. مقطع رودخانه‌های جوان معمولا به‌صورت ۷ شکل بوده دره‌های آنها باریک و دیواره‌های آن سخت و دارای شیب تند است. این نوع رودخانه‌ها یا سیلابدشت ندارند و یا سیلابدشت آنها خیلی کوچک می‌باشد. در یک رودخانه بالغ» رسوب‌گذاری و فرسایش کف و کناره‌ها تقریبا در حالت تعادل می‌باشند. شیب تندی که در رودخانه‌های جوان وجود داردء معمولا در رودخانه‌های بالغع دیده نمی‌شود. مقطع رودخانه‌های بالغ معمولا به‌صورت لا شکل است. در رودخانه‌های پیر» معمولا تعادل حمل رسوب نه تنها در مجرای اصلی بلکه در مجاری فرعی آن هم برقرار است. [۳۵۵-| -2 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف, اصول و مبان ی کل ی ابگیری از رودخانه )۳ شکل ۸-۲- تشکیل حوضچه و ریفل در پیجانرود شکل ۹-۲- طبقه‌بندی رودخانه‌ها به‌طور کلی مقاطعی که در آنها کف و جداره‌ها پایدار و آب نسبتا عمیق و عاری از رسوب باشدء برای آبگیری مناسب است. به عنوان یک راهنمای کلی می‌توان گفت که آبگیری از بازه‌هایی از رودخانه صورت گیرد که به حالت تعادل نسبی رسیده باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳۲ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظت آن رودخانه‌های شریانی و پیچانرودهای به شدت گسترش یافته, معمولا در مواقع سیلابی برای محل آبگیری خطرساز هستند. درحالی که آبراهه‌های تک شاخه با انحنای ملایم برای محل آبگیر مناسب‌تر می‌باشند. طراحی هیدرولیکی پروژه‌های انحراف از رودخانه باید شامل کنترل پایداری آبراهه نیز باشد. اگر پایداری رودخانه مطمئن نباشد. عملیات ساماندهی نیز مورد نیاز خواهد بود. جهت بررسی وضعیت رودخانه از نظر پایداری می‌توان از روابط رزیم استفاده کرد. براساس روابط رژیم لازم است ارتباط مشخصی بین عرض آبراهه» بده جریان و رسوب و جنس مصالح تشکیل دهنده جداره آن وجود داشته باشد. در حالت کلی سه رابطه رژیم برای تعریف عرض متوسط ثل عمق جریان از شیب طولی 5 و یا سرعت متوسط وجود دارد که شکل کلی آنها به‌صورت زیر می‌باشد: (۲۵-۲) 8-۴ بر راو با ۷-0 در این روابط بده طراحی» توان‌های ۰0 ث] و 7 و ضرایب ررکا. وکا وکا برای رودخانه‌های مختلف متفاوت و قابل محاسبه ۹-۲- مبانی رسوب و فرسایش در رودخانه در اثر آبگیری» رژیم جریان آب و رژیم رسوب در رودخانه تغییر می‌کند و اغلب نسبت بده رسوبات منحرف شده به آبگیر به بار کل رسوبات رودخانه بزرگ‌تر از نسبت بده آبگیر به بده رودخانه می‌باشد. رسوبات در رودخانه شامل قسمت‌های زیر می‌شود: - بار کف : این بخش از رسوبات رودخانه شامل ذراتی است که در نزدیکی کف حرکت می‌کنند. به عبارت دیگر بار کف شامل رسوباتی است که در نتیجه لغزیدن» غلتیدن و جهش‌های پی‌درپی به جلو رانده می‌شوند. - بار معلق: این بخش از رسوبات رودخانه شامل ذراتی است که به‌صورت معلق بوده, به همراه جریان و با سرعتی معادل سرعت جریان حرکت می‌کند. وزن و اندازه ذرات معلق به نحوی است که تلاطم جریان اجازه ته‌نشینی به آنها را نمی‌دهد. - بار شسته: این بخش از رسوبات رودخانه شامل درات ریزدانه‌ای است که از سطح حوضه جدا شده‌اند. این ذرات» ریزتر از مواد جداره رودخانه بوده و معمولا ته‌نشین نمی‌شوند مگر در جایی که آب راکد باشد. - بارکل: مجموع رسوبات همراه جریان است که می‌تواند شامل بار کف, بار معلق و بار شسته باشد. مقدار بار رسوبی در رودخانه وابسته به میزان رسوبات موجود در حوضه آبریز و مشخصات رودخانه است. در مناطق پرشیب و نیز در مواقع سیلایی؛ سرعت جریان و ظرفیت حمل رسوب در رودخانه زیاد است و اگر منبع رسوبات در این مناطق وجود داشته باشد. مواد معلق همراه با ماسه. شن و سنگ های بزرگ وارد جریان رودخانه می‌شوند. وقتی رودخانه به مناطق کم شیب و دشت می‌رسد. رسوبات بزرگ‌ترء ته‌نشین شده و رسوبات کوچک‌تر مانند ماسه ریز» سیلت و درات رس باقی می‌ماند که اکثرا به‌صورت بار معلق همراه با جریان آب منتقل می‌شود. |- 1300 40 2- 5۹0460 ]40 3- ۷/۵۵ 40 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ۳۳ پیش‌بینی مقدار بار رسوبی در رودخانه‌ها معمولا آسان نیست. این موضوع می‌تواند با استفاده از مدل‌های هیدرولیکی با هیدرولوژیکی مورد مطالعه قرارگیرد. روش‌های هیدرولوژیکی مستلزم اندازه‌گیری بار رسوب رودخانه یا برآورد پتانسیل فرسایش‌پذیری در سطح حوضه و یا هر دو می‌باشد که لازم است این اندازه‌گیری‌ها حداقل برای یک سال هیدرولوژیکی انجام شود. روش‌های هیدرولیکی نیز برای محاسبه ظرفیت انتقال رودخانه با توجه به شرایط هیدرولیکی رودخانه به‌کار می‌روند. عدم شناخت مسایل رسوب در آبگیرها ممکن است سبب شود که آبگیر با رسوب‌گذاری مواجه شده» مشکلات و هزینه‌های زیادی را به همراه داشته باشد. در نتیجه لازم است که درطراحی آبگیرها داده‌های مربوط به رسوب تهیه شود و اطمینان کافی به داده‌ها و محاسبات مربوط به رسوب رودخانه داشت. در ادامه به طور مختصر به ارائه برخی از مبانی رسوب و فرسایش در رودخانه پرداخته می‌شود. برای آگاهی از روش‌های محاسبه بار بسترء بار معلق و بار کل رسوب رودخانه می‌توان به مراجع [۱۰] و [۱۱] ۱-۹-۲- خواص فیزیکی رسوبات برخی از خصوصیات فیزیکی رسوبات غیر چسبنده به‌صورت زیر بیان می‌شود: _ وزن م خحصوص ذرات؛ 1 - چگالی نسبی ذرات, 9-۳ (م چگالی آب است) - ضریب شکل: ضریب شکل درات به‌صورت زیر تعریف می‌شود: (۲۶-۲) ریک ۳ در این رابطه 5۳ : ضریب شکل» 2: طول ذره در امتداد بزرگ‌ترین محور عمود بر دو محور دیگرء 0: طول ذره در امتداد محور متوسط دره عمود بر دو محور دیگر و 2 طول دره در امتداد کوچک‌ترین محور عمود بر دو محور دیگر می‌باشد. ضریب شکل ماسه طبیعی تقریبا برابر ۰/۷ می‌باشد. - سرعت سقوط: سرعت سقوط یک ذره کروی در آب ساکن از رابطه زیر محاسبه می‌شود: ۲۷-۲۱) ام 0 )3 که در این رابطه: 0 سرعت سقوط ذرات» 4: قطر ذره» ع: شتاب ثقل و و2 ضریب دراگ می‌باشد. مطابق شکل (۱۰-۲) ضریب دراگ تابعی از رینولدز ذره» ۷ م۳0 و ضریب شکل ذره می‌باشد. در این‌جا ۷ لزرجت سینماتیکی سیال است که تابع دمای سیال می‌باشد. لزجت سینماتیکی آب در دماهای مختلف در شکل (۱۱-۲) نشان داده شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن ۲-۹-۲ بررسی پایداری بستر فرسایش بستر از آستانه حرکت ذرات تشکیل دهنده بستر شروع می‌شود و حرکت دانه‌ها پس از آن ادامه می‌یابد. این حرکت منجر به جابجایی ذره حداقل در یک بعد گردیده طوری که ذره در نهایت به جای خود برنگردد. برای بررسی آستانه حرکت ذرات بستر از روش‌های زیر می‌توان استفاده نمود: - روش سرعت بحرانی روش تنش برش بحرانی ت ۹ ۹ 1 لا ۴ 6 ۷ مت ورس [۳2/9) لزجت سیتماتیکی د ۷ شکل ۱۱-۲- لزجت سینماتیکی آب [ ۴۱] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف, اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ۳۵ ۱-۲-۹-7- روش سرعت بحرانی در این روش یک سرعت بحرانی ,[] برای شرایطی که در آن فرسایش بستر شروع می‌شود تعریف شده و سرعت متوسط خواهد بود. معادلات تجربی متعددی برای یافتن سرعت بحرانی وجود دارد که از بین آنها به دو رابطه زیر اشاره می‌شود: - رابطه گنجارف (۲۸-۲) لا 0 ۵ 0 - رابطه نیل 1176 ۷ ۲۹-۲ 1. 44- (۲۹۳۲) 0 ۸/0 0 ۳-۳-۹-۲ روش تنش برشی بحرانی در این روش با معرفی تنش برشی بحرانی» تنش موجود در کف با تنش برشی بحرانی مقایسه می‌شود. در صورت تجاوز از تتش برشی بحرانی» حرکت مصالح بستر و ناپایداری آن به‌وجود می‌آید. روش‌های تجربی و نیمه نظری برای یافتن تنش برشی بحرانی وجود دارد که در ادامه به روش نیمه نظری شیلدز اشاره می‌شود. شیلدز (۱۹۳۶) منحنی معروف خود را که در شکل (۱۳-۲) نشان داده شده است ارائه نمود[۴۱]. محدوده زیر منحنی, نشان دهنده بستر پایدار و محدوده بالای منحنی نشان دهنده بستر ناپایدار و منحنی معرف آستانه حرکت می‌باشد. در این شکل, محور عمودی پارامتر شیلدز و محور افقی رینولدز زبری می‌باشد. 1 سس ۸ ی 5511 83 456 35 2 802 111 2 وروه 456 3 2 تخت موی و اس شکل ۱۳۲-۲- منحنی شیلدز[ ۴۱] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن پارامتر شیلدز از رابطه (۳۰-۲) و رینولدز زبری از رابطه (۳۱-۲) محاسبه می‌شود. 1 (۳۰-۲) باعشش ‏ - ۳ 850( <م) 0 ۷۶ (۳۱-۲) ,رم (۱9 تنش برشی بی بعد یا پارامتر شیلدز ,۰ : سرعت برشی بحرانی و ,16۵ رینولدز زبری می‌باشد. بانفیل (۱۹۶۳) و یالین (۱۹۷۲) نشان دادند که منحنی شیلدز می‌تواند بر حسب پارامتر بی بعد شیلدز ,0 و پارامتر بی بعد ذره .12 به‌صورت زیر بیان شود [۴۱]: 00.240. )0۳۲ 14 00.140.۳۴۹ 0۲ 4> 00 (۳۲-۲) 0 ,0 > 10 ۰ 0۳) 0-0040 0 ,0 > 20 م0 0.01306 م0 0 - 5 )0۳ ۰ 00 که .(] به‌صورت زیر تعریف می‌گردد: 173 ای صَ محاسبه تنش برشی بحرانی با استفاده از منحنی شیلدز (شکل ۱۳-۲) دارای روند سعی و خطایی است. به‌منظور تسریع در محاسبه و جلوگیری از سعی و خطاء منحنی اصلاح شده شیلدز که در آن محور عمودی تنش برشی بحرانی بستر و محور افقی قطر ذُره است. به‌صورت شکل (۱۳-۲) ارائه گردید که با استفاده از آن به‌صورت مستقیم می‌توان تنش برشی بحرانی بستر را به‌دست آورد [۴۱]. رح ناس ساسا ناساس 5 اساسا نی سس 1 0001 5 ها که کت کت ۳ ۳ ۳ عع ات 5گ 5 الا لب الا س ۳2 ار 4 6 4 د خوو 6 3534 2 قمر 6 534 2 (۲ه۱) ۵6 قطر ذره ی شش شکل ۱۳-۲- منحنی اصلاح شده شیلدز [۴۱] -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ۳۷ با داشتن تنش برشی بحرانی بسترء سرعت بحرانی در أستانه حرکت ,لا از روابط زیر محاسبه می‌شود: 2 ۳0۳ ۱۳ )۳۴-۲( ۰, نک ۰ (۳۵-۲) - ضریب شزی بر حسب رژیم های مختلف جریان به‌صورت زیر تعریف می‌شود[۴۱]: (۳۶-۲) رژیم هیدرولیکی صاف: ۱۶۷ ۲1818 ۰ /3.30 , 120 (۳۷-۲) رژیم هیدرولیکی زبر: ِ پ ادها -<) (۳۸-۲) رژیم هیدرولیکی انتقالی: ۱*2 8 )۲ پم ۶۶ / 3.30 جکا در این روابط .6 زبری معادل می‌باشد. برای رژیم هیدرولیکی زبر وو30 > پا و برای رژزیم هیدرولیکی صاف ,و20 * ,6 می‌باشد. رژیم‌های مختلف جریان به‌صورت زیر تعیین می‌گردند: ۱ ۱ و اوه - برای رژیم هیدرولیکی صاف: زک هس ک ۱ ی اک برای رژیم هیدرولیکی زبر: 0 ۴ - برای رژیم هیدرولیکی انتقالی: 0 ک اد 0 برای رژیم هیدرولیکی زبر رابطه سرعت بحرانی نیز به‌صورت زیر است: 12 (۳۹-۲) 5 ی 5.75 ک م۷ 3 1 رابطه فوق را با استفاده از روابط (۳۲-۲) و (۳۵-۲) می‌توان به شکل زیر نوشت: 12 ۴۰-۲۱) 0 2.5040 ۷ که در این رابطه ۸-۳۵۴ می‌باشد. 0 ۳-۹-۲- شکل‌های مختلف بستر پس از به حرکت درآمدن ذرات بستر» شکل‌های مختلف بستر با توجه به شرایط جریان ایجاد می‌شود. هنگامی که تنش برش کف از تنش برش بحرانی تجاوز نمایدء در روی بستر ناهمواری‌های کوچک مئثلثی شکلی به‌نام ریپل شکل می‌گیرد و با ازدیاد تنش برشی ابعاد این ناهمواری‌ها بزرگ‌تر شده و به ناهمواری‌های مثلثی شکل بزرگ‌تری به‌نام دیون تبدیل می‌شود. با ازدیاد تنش برشی جریان -------- صفحهٔ بعد -------- در یک فاز انتقالی, این ناهمواری‌ها محو شده, بستر صاف و هموار! می‌شود. با افزایش مجدد تنش برشی, ناهمواری‌های مثلشی شکلی که شبیه دیون‌ها بوده ولی تاج آن در خلاف حرکت دیون‌ها حرکت می‌کند به‌وجود می‌آید که دیون معکوس" نام دارند. در اعداد فرود بزرگ با تنش برشی زیادء موج‌های شنی" به‌وجود می‌آید. تمامی شکل‌های بستر که در بالا به آنها اشاره شد بر میزان زبری کف اثر گذار می‌باشند. باید توجه داشت که در محاسبات سرعت.ء زبری معادل بستر که دربرگیرنده زبری دانه‌ها و زبری مربوط به شکل بستر است. به‌کاربرده شود. به همین دلیل باید شکل بستر تشخیص داده شده و روابط مقاومت مربوط به بسترهای ناپایدار استفاده شود. برای اطلاع بیش‌تر در این زمینه به کتب انتقال رسوب مراجعه شود. ۱۰-۲- کنترل رسوب در آبگیرها در آبگیری از رودخانه» میزان رسوبات ورودی به آبگیر باید به حداقل مقدار ممکن برسد و در صورت نیاز» جداسازی رسوبات در کانال آبگیر نیز انجام شود. همان‌گونه که گفته شد جریان آب.» رسوبات را به‌صورت بار کف و یا بار معلق حمل می‌کند. با توجه به این که همیشه جداکردن کامل رسوبات از آبء درجلوی آبگیر امکان ندارد معمولا بیش‌ترین تلاش بر این است که بار کف وارد آبگیر وجود بار معلق در آب» در اثر افزایش سرعت زیاد آب صدمات زیادی به سازه‌ها 9 به خصوص به وسایل مکانیکی مانند پمپ‌ها و توربین‌ها می‌رساند. جنانجه در بخش‌هایی از سامانه انتقال, به‌ویژه در سامانه‌هایی که به‌صورت ثقلی منتقل می‌شودء سرعت جریان کم باشد. به‌طوری که جریان آب نتواند مواد منتقل شده را در حالت معلق نگهداردء رسوبات ته‌نشین می‌شوند. این عمل ممکن است از محل آبگیر شروع شده و به‌تدریج در تمام سامانه گسترش یابد. در اثر رسوب‌گذاری شیب کانال‌ها به‌هم‌خورده و با بالا آمدن رقوم کف کانال, ارتفاع آزاد در آنها کاهش یافته و در نهایت از ظرفیت آبرسانی کاسته می‌شود. روش‌های کنترل رسوب به تفصیل در فصل چهارم تشریح شده است. ۱۱-۲- مکان‌یابی و جانمایی دهانه آبگیر انتخاب محل مناسب آبگیری برای موفقیت پروژه ضروری می‌باشد. یک محل مناسب می‌تواند اختلال در آبرسانی را که به دلیل ورود رسوب به داخل آبگیر به‌وجود می‌آیدء به حداقل کاهش دهد. باید توجه داشت که بعد از اجرای پروژ» مشکلات ایجاد شده در اثر انتخاب نامناسب محل به سختی قابل اصلاح می‌باشد. در انتخاب محل آبگیر» قوس رودخانه از اهمیت زیادی برخوردار است. در این مناطق پدیده رسوب‌گذاری و فرسایش به‌طور هم‌زمان انجام می‌شود. وجود جریان حلزونی در محل انحتای رودخانه موجب رانده شدن رسوبات نزدیک کف به سمت قوس داخلی و حرکت آب صاف‌تر سطحی به سمت قوس بیرونی می‌گردد. پدیده فوق موجب می‌شود که قسمت محدب رودخانه محل بسیار مناسبی برای احداث آبگیر باشد. حتی در مواقعی که به ناچار تاسیسات آبگیری در قسمت داخلی انحنا ساخته می‌شود. می‌توان با 1-۳1۵6 40 2- ۸۵۲ 3-۹5۵0 ۷۷/۵۷۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل ی اآبگیری از رودخانه ۳۹ ایحاد تمهیدات مناسبی» یک انحنای مصنوعی به نحوی ایحاد کرد که انحنای جریان به طرف وسط رودخانه بوده و در نتیحه مقدار زیادی از رسوبات رودخانه از محل آبگیر دور شود. برای بهره‌برداری کامل از مزیت خم» موقعیت آبگیر باید در مقطعی از قوس که جریان حلزونی به توسعه یافتگی کامل رسیده» قرارگیرد. موقعیت این مقطع به هندسه آبراهه (شعاع انحناء عرض و زاویه خم) و شرایط جریان بستگی دارد. توسعه جریان حلزونی بعد از زاویه 0 از شروع قوس شکل می‌گیرد (رابطه ۴۱-۲). ۴۱-۲۱) لو |-و ۳/8 که در این رابطه: به عنوان یک معیار کلی» ورودی آبگیر برای خم‌های با شعاع انحنای :3.4۱۷ < ,۸ (که .1۹ شعاع انحنای خط مرکزی قوس و ۷۷ بیانگر عرض مجرا می‌باشد) باید در موقعیت تقعر جریان و کمی پایین‌تر از راس قوس قرارگیرد. علاوه براین نرخ انحراف جریان ر,؟ا به‌صورت زیر باشد [۳۷]: ۲ _ ۴۲-۲۱) خی با 0.3-04> یا ,0 که در این رابطه: ۷0): بده آبگیر و ,۷) بده رودخانه می‌باشد. برای مقادیر بیش‌تر نرخ انحراف» الگوی جدیدی از جریان در ورودی آبگیر ایحاد می‌گردد(شکل ۱۴-۲). در این حالت» اندازه و شدت ناحیه گردابی در جلوی آبگیر به‌طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد و میزان ورود رسوبات به آبگیر بیش‌تر می‌شود. لذا طراحی برای چنین حالاتی» نیازمند تمهیدات ویژه مهندسی جهت کنترل رسوب می‌باشد. ۰ 8 یی ش نا و ۱ ۱ ۱ 111۹۵ 1۱واوارا ۱ شکل ۱۴-۲- الگوی جریان در ورودی آبگیر در نرخ‌های انحراف زیاد ( ,0 0.3 < 00) ۱۳۷1 موقعیت مناسب آبگیر در انحنای رودخانه‌هاء توسط رضوان (۱۹۸۹) در محدوده سه چهارم زاویه مرکزی پیچانرود (شکل ۱۵-۲) پیشنهاد شده است [۳۷]. همجنین رادکیوی (۱۹۹۳) موقعیت مناسب آبگیر در محل قوس را به روش ترسیمی, که در شکل (۱۶-۲) -------- صفحهٔ بعد -------- نشان داده شده است. ارائه کرد [۳۶]. این محل به اندازه دو برابر عرض رودخانه» پایین‌تر از محل تلاقی امتداد خط مرکز جریان (در شکل ۱۵-۲- موقعیت مناسب استقرار آبگیر [۳۷] شکل ۱۶-۲- روش برآورد تقریبی موقعیت آبگیر در خم [۳۶] زمانی که آبراهه دارای هندسه نامنظم استء بهترین روش برای تعیین موقعیت آبگیرء استفاده از مدل‌های فیزیکی است که با استفاده از آن می‌توان مسیر جریان‌های سطحی و تحتانی را مشخص و ابهامات احتمالی در طراحی اولیه را بر طرف کرد. ۱۲-۲- زاویه انحراف آبگیر انتخاب زاویه انحراف آبگیر نیز در طراحی آبگیرها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. زاویه انحراف آبگیر عبارت است از زاویه بین محور آبگیر و جهت سرعت متوسط جریان در آبراهه اصلی. مهم‌ترین قاعده جهت انتخاب زاویه آبگیری» کمینه‌سازی ناحیه گردابی در ورودی آبگیر می‌باشد. در شکل (۱۷-۲) زاویه انحراف آبگیر ‏ در دو حالت آبگیری بدون بند انحرافی و با بند انحرافی نشان داده شده است. برای محاسبه زاویه انحراف آبگیر فرض می کنیم که: - جهت سرعت‌های متوسط جریان اصلی و جریان منحرف شده ( :۷ و ر,۷) نشان دهنده جهت جریان باشد. - ناحیه گردابی و افت‌های موضعی کم و تغییرات سطح آزاد در مقایسه با عمق جریان قابل صرف‌نظر کردن باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل یآبگیری از رودخانه ۳۱ با این فرضیات و به کمک معادله مومنتم برای حجم سیال مشخص شده با خط چین در شکل (۱۷-۲-ب) زاویه انحراف آبگیر 0 به‌صورت زیر به‌دست می‌آید: ۷ (۴۳-۲) و270)00 <-(0 ۷ با توجه به رابطه فوق» سرعت انحراف کوچک‌ترء زاویه انحراف بزرگ‌تر را موجب می‌شود. این رابطه حداقل باید برای دو رژیم کم آبی و سیلابی کنترل شود. طبق مطالعات انجام شده توسط رادکیوی (۱۹۹۳) زاویه انحراف آبگیر برای حداقل نمودن رسوبات بین ۷۰ تا ۷۵ درجه توصیه شده است. باید توجه داشت که پارامترهایی نظیر بده آبگیری» بده رودخانه» عرض رودخانه» عرض آبگیر و موقعیت آبگیری بر زاویه آبگیری اثرگذار است. توصیه می‌شود جهت انتخاب بهترین زاویه انحراف در آبگیرهای مهم از نتایج مدل فیزیکی استفاده گردد[۳۶]. سر »ی (الف) ۹۰ ۳ 3 ۹ سا 0 شم ما یج و (ب) یه همست ‌ سس ۱ / پ ۹ ۵ الف- بدون بند انحرافی و ب- با بند انحرافی شکل ۱۷-۲- زاویه انحراف در آبگیری از قوس رودخانه [۳۶] ۱۳-۲- داده‌های مورد نیاز طراحی داده‌ها د نیاز در طراحی آبگیر عبارتند از [۵]: ی مورد نیاز در طراحی ابگیر عبارتند از - داده‌های توپوگرافی و زمین ریخت‌شناسی - داده‌های هیدرومتری - داده‌های بهره‌برداری _ داده‌های رسوب -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن ۱-۱۳-۲۳ داده‌های توپوگرافی و زمین ریخت‌شناسی انتخاب اولیه محل تاسیسات آبگیر اغلب با مطالعه نقشه‌های موجود یا عکس‌های هوایی انجام می‌شود. البته بررسی‌های صحرایی و نقشه‌پردازی محلی در مراحل بعدی لازم است. مطالعه عکس‌های هوایی قدیمی و جدید و بررسی محل در روی زمین یا از هواء مناسب بودن محل و پایداری آن را در رودخانه مشخص می‌کند. مطالعاتی از قبیل نحوه تغییرات مسیر رودخانه و یا تمایل رودخانه به انتخاب یک مسیر مشخص در بده‌های کم و امکان تغییرات مسیر رودخانه در بستر سیلابی» نیز ممکن است مورد بررسی قرار گیرند. وجود یک یا چند بستر اصلی لزوما نشان دهنده تغییرات مسیر رودخانه در زمان های اخیر نبوده و در این زمینه ممکن است جهت تعیین بستر اصلی و تغییرات موضعی مسیر, کاوش‌های لازم انجام شود. حفاظت سواحل موجود و حفاظت آبگیر در مقابل سیلاب‌ها مدنظر قرار گرفته و درصورتی که امکان داشته باشد رودخانه در طول دوره وقوع سیلاب مورد مطالعه قرارگیرد. نقشه‌پردازی توپوگرافی از مسیر رودخانه در بالادست و در پایین دست محل آبگیر لازم بوده و طول مسیر مورد مطالعه بستگی به تخمین‌های اولیه از وسعت تاثیر آبگیر و تاسیسات ایجاد شده در مسیر رودخانه دارد. ضمنا باید توجه ویژه برای جزییات نقشه‌پردازی در صورت پیش‌بینی ساخت مدل هیدرولیکی به‌کاربرده شود. مقاطع عرضی از بستر سیلابی» در مواردی که حداکثر بده سیلاب در طراحی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برداشت شود. محل تاسیسات آبگیر با مقیاس ۱:۱۰۰ (یا برای تاسیسات بزرگ ۲۰۰: ۱) با فواصل خطوط تراز ۰/۵ متری و یا کم‌تر نقشه‌پردازی شود. البته در پرشیب» فواصل خطوط تراز بیش‌تر(حدود ۲ متر) درنظر گرفته می‌شود. توصیه می‌شود دادهای توپوگرافی و زمین ریخت‌شناسی و اطلاعات مورد نیاز طراحی با توجه به امکانات موجود.ء به شرح زیر تهیه شود: - مطالعات و گزارش‌های موجود در مورد رودخانه و بازه مورد نظر - مطالعات توپوگرافی در مورد حوضه و محل تاسیسات مربوط - نقشه‌های هوایی حوضه و محل آبگیر - نقشه‌های زمین‌شناسی همراه با مشخصات مواد بستر رودخانه (دانه‌بندی - کانی‌شناسی و غیره ) - نقشه خاک‌ها و پوشش گیاهی و بررسی تغییرات آنها در آینده و تاثیر آن بر فرسایش حوضه مسایل دیگری که ممکن است در محدوده تاسیسات مورد نظر مورد مطالعه قرارگیرد به‌صورت زیر می‌باشد: - مخازن و دریاچه‌های بالادست (طرح‌های موجود و در دست مطالعه) و تاثیر آنها در ته‌نشینی رسوبات رودخانه - ضایعات صنعتی (مثل معادن) و مراکز مسکونی بالادست ۳-۱۳-۲- داده‌های هیدرومتری داده‌های هیدرومتری به شرح زیر تهیه شود: - بده‌های سیلابی حداکثر و با دوره‌های برگشت مختلف - هیدروگراف سیل - منحنی تداوم جریان -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم - تعاریف» اصول و مبان ی کل ی اآبگیری از رودخانه ۳۳ - منحنی بده اشل - منحنی بده جریان و بده رسوب - جریان متوسط روزانه - هفتگی - ماهانه - هوا شناسی, بارندگی » سرعت باد و غیره اغلب یک محل مناسب برای تاسیسات آبگیر» محل مناسبی برای ایستگاه اندازه‌گیری هیدرومتری استاندارد نیست. بهتر است که داده‌ها مستقیما با استفاده از روش‌های معمولی در محل تاسیسات آبگیری برداشت شود (این محل نباید در نزدیکی شاخه فرعی رودخانه باشد) و درصورتی که به علت اضطراری بودن طرح, دقت کافی برای تهیه منحنی بده اشل وجود نداشته باشدء اطلاعات لازم را به محاسبه تئوریکی منحنی بده اشل محدود کرده و تنها مقطع عرضی و شیب رودخانه را برداشت کرده و ضریب زبری بستر تخمین زده می‌شود. یادآوری می‌شود که برای به‌دست آوردن منحنی بده اشل مناسبء کاربرد روش فوق کافی نیست. در ضمن معمولا مطالعه و ثبت تغییرات بده جریان رودخانه در مواقع مختلف سال و در طی سال‌های مختلف لازم است. همچنین لازم است که رقوم سطح آب» محل و زمان برداشت آن ثبت گردد. در این رابطه معمولا میزان آب قابل استحصال در ترازهای مختلف سطح آب رودخانه مورد مطالعه قرار می‌گیرد و درصورتی‌که رقوم سطح آب خیلی پایین باشد. ممکن است بند انحرافی جهت بالا بردن سطح آب پیش‌بینی شود. روش تعیین منحنی بده - اشل رودخانه در مرجع [۱۳] و روش تعیین دوره بازگشت سیلاب طراحی برای کارهای مهندسی رودخانه در مرجع [۱۲] معرفی شده است. ۳-۱۳-۳۲ داده‌های بهره‌برداری در یک طرح انحراف, هدف آبگیری با بده مشخصی از رودخانه است. بدون این که رسوبات زیادی وارد آبگیر شود. بدین منظور لازم است رابطه‌ای بین بده قابل استحصال و جریان رودخانه در مواقع مختلف سال معین شود. کارایی آبگیر بستگی به ظرفیت حمل رسوب در سامانه انتقال و میزان رسوبات وارد شده به آبگیر دارد. در این رابطه عواقب ناشی از ورود رسوب به آبگیر و یا بسته‌شدن کامل آبگیری در نتیجه انباشته شدن رسوبات در جلوی آبگیر (در داخل رودخانه) باید بررسی شود. همچنین لازم است نتایج ناشی از آبگیری با بده زیاد در مدت چند ساعت و آبگیری با بده کم برای مقادیر مختلف جریان و رقوم سطح آب رودخانه مورد مطالعه قرارگیرد. نتایج حاصل, طراح را قادر می‌سازد با اطلاع از کم و کیف رسوبات حمل شده در جریان آب. تمهیدات لازم برای شستشوی رسوبات و زمان انجام مانورهای لازم برای دریچه‌های رسوب‌شویی را در رابطه با جریان رودخانه پیش‌بینی کند. همچنین باید تاسیسات مربوط به نحوی طرح شود که درصورت لزوم» امکان گسترش طرح برای آبگیری با بده‌های بیش‌تر وجود داشته باشد. ۴-۱۳-۲۳ داده‌های رسوب برآورد و تخمین بار کف و مشخصات آن در انتخاب رقوم کف آبگیرء رقوم کف مجرای تخلیه رسوبات و رقوم تاج سرریز بند انحرافی مهم است و باید تاسیسات مربوط به نحوی ساخته شود تا مانع ورود لایه پایینی جریان با غلظت رسوب زیاد به آبگیر شود. لازم است دانه‌بندی رسوبات بستر نیز تهیه شود. اندازه‌گیری دقیق بار کف خیلی مشکل است و مقدار تقریبی آن را می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف اندازه‌گیری به‌دست آورد. برای آگاهی از روش‌های فوق به مرجع [۱۰] مراجعه شود. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۴ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن اطلاع از میزان غلظت بار معلق در رودخانه و دانه‌بندی آن نیز لازم است. تهیه منحنی بده جریان- بده رسوب همراه با تغییرات زمانی آن در دستور کار قرارگیرد. غلظت‌های ثبت شده در نزدیکی محل تاسیسات آبگیری معمولا جچهت رسم منحنی‌های غلظت رسوب در رقوم مختلف سطح آب به‌کار می‌رود نتایج حاصل به‌منظور تعیین میزان رسوبات ورودی به آبگیر در زمان‌های مختلف و با رقوم مختلف تاج سرریز بند انحرافی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به این که ایجاد هرگونه تاسیسات آبگیری موجب تغییر یافتن بده جریان» بده رسوب و غلظت رسوب در جریان رودخانه می‌شود. لذا مطالعه مواردی مثل توانایی رودخانه نسبت به شستشوی رسوبات و تاثیر آن در پایین دست رودخانه ضروری است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۳ روش‌های آبگیری از رودخانه و مبانی طراحی آن‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها یآبگیری از رودخانه و میانی طراح یآن‌ها ۳۷ ۱-۳- کلیات انواع روش‌های آبگیری از رودخانه عبارتند از: - آبگیری بدون بند انحرافی (آبگیری مستقیم) - آبگیری با بند انحرافی - آبگیری همراه با پمپاز - آبگیری توسط کف‌ریزها چنانچه شرایط توپوگرافی و میزان نیاز آبی و شرایط ریخت‌شناسی و غیره اجازه دهد می‌توان آب را به‌صورت ثقلی منتقل نمود. آبگیری به روش ثقلی به دو نوع بدون استفاده از بند انحرافی و با استفاده از بند انحرافی انجام می‌گیرد. اگر بخواهیم آب به ترازی بالاتر از تراز سطح رودخانه منتقل گرددء از آبگیری به روش پمپاز می‌توان استفاده کرد. در مناطق کوهستانی که از نقطه نظر راه دسترسی و امکانات ساخت در محدودیت بوده از آبگیری توسط کف‌ریزها می‌توان استفاده کرد. در ادامه هر یک از روش‌های فوق تشریح و مبانی طراحی آن ارائه می‌گردد. ۲-۳- آبگیری مستقیم از رودخانه (بدون بند انحرافی) می‌باشد. این روش در مقایسه با روش‌های دیگر آبگیری مانند بندهای انحرافی و ایستگاه‌های پمپاژز دارای هزینه کم‌تری می‌باشند. موارد اساسی در طراحی این نوع آبگیرهاء انتخاب ابعاد و محل آبگیرء زاویه انحراف آبگیری و ارتفاع آستانه" می‌باشد. تمامی این موارد به‌منظور به حداقل رساندن رسوبات ورودی به آبگیر پایداری موقعیت آن و به‌طور کلی استفاده بهینه از سازه احداث شده می‌باشد. در ادامه پارامترهای مهم در طراحی این آبگیرها شرح داده می‌شود. ۱-۲-۳ اطلاعات لازم جهت طراحی آبگیر مستقیم از رودخانه اطلاعات لازم به شرح زیر می‌باشد: - حداکثر و حداقل بده آبگیری در دوره‌های مختلف سال - حداکثر غلظت رسوب و حداکثر اندازه دانه‌های رسوب که در سامانه آبرسانی مجاز است. - پیامدها و قابل قبول بودن شکست جزیی و یا کلی سامانه و دوره برگشت آنها. - محل آبگیر و رقوم آب در کانال آبگیر - حداکثر و حداقل سطح آب در رودخانه - حداکثر و حداقل جریان قابل دسترس [- [1 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن - اطلاعات مربوط به غلظت رسوبات در بده‌های یاد شده و اطلاعات مربوط به میزان کاهش غلظت رسوبات در اثر بالا بردن رقوم کف آستانه آبگیر - بررسی اثر آبگیری برروی غلظت رسوب و نحوه توزیع آن ۲-۲-۳ ابعاد تاسیسات اصلی ابعاد سازه‌ها با درنظر گرفتن پارامترهای حداکثر تقاضا و حداقل سطح آب در دوره‌های مختلف سال تعیین می‌گردد. سطح مقطع قسمت ورودی آبگیر بر این اساس انتخاب می‌شود که حداکثر سرعت جریان در محل ورودی دریجه ۱ تا ۲ متر درثانیه باشد.ء البته حداکثر سرعت جریان در دریچه‌ها و تونل‌های منتهی به نیروگاه می‌تواند بیش‌تر از مقدار فوق باشد. در موارد زیر باید سرعت جریان ورودی از حداکثر سرعت مجاز بیش‌تر نباشد: - موقعی که ورودی آبگیر دریچه‌دار نیست. - وقتی که شبکه آشغالگیر در جلوی ورودی آبگیر نصب می‌شود. - موقعی که از ورود ماهی‌ها به آبگیرجلوگیری می‌شود. - زمانی که لازم است از تلاطم جریان کاسته شود (مثل ایستگاه‌های پمپاز). معمولا آبگیر طوری ساخته می‌شود که رقوم آستانه آن بالاتر از رقوم کف رودخانه باشد. اختلاف ارتفاع بین آنها باید طوری باشد که از ورود رسوبات به آبگیر جلوگیری کند. ۳-۲-۳ اجزای اصلی دهانه آبگیر به‌طورکلی قسمت‌های مختلف دهانه آبگیر شامل تمام یا بخشی از موارد زیر است: - دهانه ورودی آبگیر - آستانه ورودی - دریچه‌ها و تجهیزات مکانیکی وابسته به دریچه‌ها - مجاری عبور جریان - سکوی مانور دریچه‌ها ۴-۲-۳ انواع مختلف دهانه آبگیر انواع مختلف دهانه آبگیر که با توجه به شرایط رژیم رودخانه و میزان آب مورد نیاز طراحی می‌شود.ء به قرار زیر است: نوع باز: این نوع دهانه آبگیر شامل تعدادی دهانه است که به وسیله دیواره‌هایی از یکدیگر و دو تکیه‌گاه طرفین جدا می‌شوند. جلوی این دهانه‌ها شبکه آشغالگیر و دریجه‌های قطاعی یا کشویی نصب می‌شود. این قبیل آبگیرها درمواقعی که نوسانات سطح آب -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها ی آبگیری از رودخانه و مبانی طراح یآن‌ها ۳۹ در بالادست کم است. مناسب می‌باشد. مزیت این نوع آبگیر نسبت به سایر انواع دیگر» سهولت در تخلیه مواد رسوبی از جلوی دهانه آبگیر و تعمیرات مربوط می‌باشد. نوع روزنه‌ای: این نوع دهانه آبگیر شامل یک روزنه مستفرق است که کنترل آن از طریق دریچه‌های قطاعی یا کشویی انجام می‌گیرد. این نوع دهانه برای محل‌هایی که نوسانات سطح آب بسیار زیاد است» توصیه می‌شوند. اما درصورتی‌که درصد مواد درشت‌دانه موجود در رسوبات زیاد باشد.ء این نوع دهانه مناسب نخواهد بودء زیرا در این حالت با افزایش عمق آبگیر» غلظت مواد رسوبی افزایش یافته و در نتیجه مقدار بیش‌تری مواد درشت‌دانه وارد دهانه آبگیر می‌شود. نوع بسته: این نوع دهانه شامل یک مجرای پوشیده در داخل خاکریز, دریچه‌های کنترل واقع در بالادست مجرای مزیور به‌علاوه سکوی مربوطء پل دسترسی رابط بین بالای خاکریز و سکوی کنترل دریچه‌ها است. البته امکان نصب دریچه در وسط مجرای عبور آب و کنترل آن از روی خاکریز به منظور حذف سکو و پل دسترسی وجود دارد. در این‌صورت قسمتی از مجرا که در بالادست دریچه قرار دارد» تحت فشار بوده و لذا بروز ترک و شکستگی در قسمت یاد شده» باعث نشست در تاسیسات و وارد آمدن خسارت خواهد شد. ۵-۲-۳ آستانه ورودی استفاده از آستانه در قسمت ورودی آبگیر می‌تواند مانعی برای ورود رسوبات به آبگیر باشد. ارتفاع آستانه متاثر از ضخامت لایه فعال بستر و یا توپوگرافی رسوبات در کف بوده که خود تابع شرایط هیدرولیکی رودخانه و آبگیر است. با توجه به این که در شرایط بده نرمال رودخانه, ارتفاع آستانه براساس ضخامت لایه فعال بسترتعیین می‌شود.ء بنابراین در اثر عبور جریان بیش‌تر در مواقع سیلابی, قسمت بیش‌تری از رسوبات بستر وارد آبگیر می‌شود. آستانه تا وقتی می‌تواند میزان انحراف رسوب را کاهش دهد که جلوی آن از رسوبات پر نشده باشد» زیرا در غیر این‌صورت نیمرخ بستر خود را با ارتفاع آستانه تطبیق داده و تاثیر آن از بین خواهد رفت. مطالعاتی روی مدل هیدرولیکی برای یازده آبگیر توسط تورو (۱۹۷۵) انجام شد و روابط زیر برای ارتفاع آستانه توسط ایشان به به‌دست آمد [۳۹]: در حالتی که جریان روی آستانه از نوع بحرانی باشد: (۱-۳) و ماع در حالتی که جریان روی آستانه از نوع زیر بحرانی باشد: 3 6 (۲-۳) یه که در این رابطه: ۱ و 12: به ترتیب ضریب زبری مانینگ رودخانه و آستانه» ,: عمق آب روی بستر اصلی رودخانه» م1: افت انرژی در قسمت تبدیل از رودخانه تا آستانه» 7: ارتفاع آستانه و ,/ عدد فرود مربوط به مقطع با عمق ,5 می‌باشد. همچنین نتایج بررسی‌های رضوان (۱۹۸۹) نشان داد که یک ارتفاع کم برای آستانه (به مقدار ۰/۳ تا ۰/۵ متر) برای جلوگیری از ورود رسوبات درشت‌دانه کافی استء ولی برای حالتی که سیلاب به وقوع می‌پیوندد» این ارتفاع کافی نبوده و لازم است ارتفاع آستانه بیش‌تر شود. حداقل این ارتفاع ,| برابر است با 1 که بل اختلاف بین حداکثر تراز سطح سیلاب و تراز بستر رودخانه است [۳۷]. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶-۲-۳- شبکه آشغالگیر جهت جلوگیری از ورود اجسام شناور به آبگیر و همچنین برای دسترسی و تمیز نمودن شبکه‌های آشغالگیر و بلوک‌های کف ابگیر» باید تمهیدات خاصی درنظر گرفته شود. جهت جلوگیری از ورود اجسام شناور به داخل آبگیر می‌توان از شبکه آشغالگیر استفاده کرد. در این شبکه‌ها فواصل میله‌ها بین ۵۰ تا ۱۵۰میلی‌متر مناسب می‌باشد. در رودخانه‌هایی که سرعت جریان برای شستشوی شبکه آشغالگیر کافی باشدء شبکه در محل آستانه ورودی نصب می‌شود. معمولا شبکه‌هایی را که به‌صورت دستی پاک می‌شوند.ء در جلوی ورودی اصلی آبگیر نصب می‌کنند. دیوارهای جداکننده جریان سطحی همراه با مجاری شستشوی رسوب نیز با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند (شکل ۱-۳). استفاده از مجاری شستشوی رسوبات با شیب کف ۱ به ۳ همراه با دریچه‌ای در پایین دست آن حداکغر ارتفاع طراحی دیوار جبا کننده جریان سطحی مقطع م4 [ دبد از بالا دست) ِ لمله اتتقا دریجچه تخحلیه رسوب ل شکل ۱-۲- موقعیت آبگیر (همراه با دیوار جداکننده جریان سطحی و بلوک‌های کف) [۵] جهت شستشوی رسوبات ته‌نشین شده درنزدیکی آن تعبیه کرد. اصولا باید مقدار اجسام شناوری که در پشت شبکه آشغالگیر جمع می‌شود برآورد شود. شبکه‌های آشغالگیری که به طور دستی تمیز می‌شوند بیش‌تر در آبگیرهای کم عمق, تقریبا تا عمق ۵ متری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مواردی که مواد گیاهی زیادی در شبکه آشغالگیر جمع می‌شود. می‌توان از چنگک‌های مکانیکی استفاده نمود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها یآبگیری از رودخانه و میانی طراح یآن‌ها )۳ تغییرات زیاد باشد از شبکه آشغالگیر نواری استفاده می‌شود. تمیز کردن هر دو نوع می‌تواند به‌صورت خودکار انجام شودء ولی خارج نمودن مواد جمع شده در جلوی آشغالگیر معمولا به‌طور دستی انجام می‌شود. در مواردی ممکن است از آشغالگیر استفاده نشود. در این حالت لازم است استفاده کنندگان تمهیداتی را برای جداسازی اجسام شناور در پایین دست آبگیر پیش‌بینی نمایند. در مناطق سرد.ء وجود یخ مشکلات خاصی به‌وجود می‌آورد و ممکن است توده‌های یخ در جلو شبکه آشغالگیر جمع شده و باعث بسته‌شدن کامل آن شوند. همجنین لایه‌های ضخیم یخ ممکن است فشار قابل ملاحظه‌ای را به دیوارهای عمودی تاسیسات اعمال کند. دراین گونه موارد دیوارها را به‌صورت شیب‌دار طرح می‌کنند و در نتیجه فشار ناشی از بخ به طرف بالا اعمال آبگیر باشد. در این حالت موقعیت و هندسه سازه‌ها باید به نحوی باشد تا سبب کاهش خطرات ناشی از حرکت یخ گردد. ۷-۲-۳ توصیه‌های مربوط به شکل هندسی تاسیسات دیوارها و کف قسمت ورودی آبگیرء باید طوری طرح شوند تا مانع ایجاد تلاطم زیاد و جدا شدن خطوط جریان از آنها شود. استفاده از دیوارهای انحنا دار و پایه‌های گرد موجب کم شدن تلاطم جریان می‌شود. جلوگیری از جدا شدن خطوط جریان از مرزهاء مشکل اصلی طرح می‌باشد. یک قاعده عملی برای ایجاد انحنا در کانال‌هاء استفاده از شعاعی معادل حداقل ۲/۵ برابر عرض سطح آب در محور وسطی کانال می‌باشد. البته ممکن است شعاع‌های به این بزرگی در مدخل آبگیر به سختی قابل طرح و اجرا شدن باشد. درعمل, انحنای دیوار داخلی را براساس وجود فضای کافی انتخاب می‌کنند. شعاع گردشدگی پایه‌ها در حدود ۰/۲ عرض کانال انتخاب می‌شود. جهت توزیع یکنواخت جریان آب در جلوی آبگیرء از بلوک‌های کف" با زاویه مناسب نسبت به جریان و همچنین از دیوارهای عمودی می‌توان استفاده کرد. باید از به‌وجود آمدن محل‌هایی که موجب برگشت آب. راکدشدن جریان و رسوب‌گذاری می‌شودء جلوگیری کرد. در نهایت اضافه می‌شود که بهترین راه برای اطمینان از عملکرد خوب تاسیسات در آبگیرهای بزرگ استفاده از مدل‌های هیدرولیکی می‌باشد. ۸-۲-۳ کنترل ماهی‌ها ورود ماهی‌ها به تاسیسات آبگیری موجب از بین رفتن آنها می‌شود. روش‌های مختلفی برای جلوگیری از ورود ماهی‌ها به تاسیسات آبگیر وجود دارد که در ادامه به تعدادی از آزها اشاره می‌شود: - همراه با شبکه آشغالگیر اصلی,ء شبکه ریزتر (توری فلزی) به‌کار رود. شبکه اصلی مانع ورود اجسام شناور شده و در نتیجه شبکه ریزتر را محافظت می‌کند. شبکه ریزتر نسبت به اجسام شناور خیلی حساس بوده و سریع بسته می‌شود و ممکن است برای تمیز نمودن آنها از وسایل مکانیکی و غیره استفاده شود. لازم است سرعت جریان در نزدیکی شبکه‌ها خیلی زیاد نباشد تا از گیر افتادن ماهی‌ها جلوگیری به‌عمل آید. حداکثر سرعت قابل قبول حدود ۰/۵ متر درثانیه می‌باشد. ابعاد منافذ شبکه برای حفاظت ماهی‌های کوچک حدود ۴ میلی متر انتخاب می‌شود. وقتی که شبکه آشغالگیر از مسیر اصلی 1-۲۳|00۲ [6 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۲ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن رودخانه فاصله داشته باشند.ء باید تاسیسات به نحوی طراحی شوند تا ماهی‌های وارد شده به آبگیر راه برگشت به رودخانه - معمولا یک محفظه عمودی ایجاد می‌شود که به کانال ماهی‌رو و سپس به پایین دست رودخانه منتهی می‌شود. سرعت جریان در ورودی محفظه حدود ۰/۷ تا ۱/۲ متر درثانیه درنظر گرفته می‌شود. - پا استفاده از جربان برق و هدایت ماهی‌ها به مسیری مشخص, می‌توان از ورود آنها به آبگیر جلوگیری کرد. در این حالت نیز باید سرعت جریان زیاد نباشد» چون امکان ورود ماهی‌ها به داخل آبگیر وجود دارد. مقادیر اشاره شده فوق برای سرعت جریان فقط به عنوان یک راهنمایی کلی می‌باشد و باید در هر مورد از طریق مشورت طراح و ماهیگیران محل تعیین شود. در رودخانه‌هایی که سدهای مخزنی با انحرافی ساخته می‌شود. به علت قطع شدن ارتباط بین بالادست و پایین دست رودخانه مهاجرت ماهی‌ها مختل می‌گردد. معمولا ماهی‌ها در شروع زمستان جهت رسیدن به آب‌های گرم‌تر به پایین دست رودخانه و در بهار جهت دست یافتن به آب‌های صاف‌تر به‌منظور تخم‌ریزی به بالادست مهاجرت می‌کنند. در محل سد جهت ارتباط دادن پایین‌دست و بالادست رودخانه از تمهیدات مختلفی استفاده می‌کنند که ساده‌ترین آنها پلکان ماهی‌رو می‌باشد. پلکان ماهی‌رو معمولا در نزدیکی محرای ی تخلیه رسوب ساخته می‌شود. نمونه‌ای از این گونه تاسیسات در شکل (۲-۳) نشان داده شده است. شکل ۲-۳- پلکان ماهی‌رو در جلوی آبگیر [۵] با توجه به این که اکثرا ماهی‌ها در سرعت‌های بیش‌تر از ۲ متر درثانیه نمی‌توانند به بالادست حرکت کنند»ه سعی شود سرعت عبور جریان در پلکان ماهی‌رو حدود ۳ متر درثانیه باشد. جهت تسهیل در مهاجرت ماهی‌هاء معمولا شیب طولی پلکان ماهی‌رو را -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها یآبگیری از رودخانه و میانی طراح یآن‌ها ۳۳ ۳-۳ آبگیری با استفاده از بند انحرافی چنانجه تراز طبیعی رودخانه در محل انحراف پایین‌تر از زمین‌های اطراف باشد و یا سطح آب در رودخانه دارای نوسانات شدید باشد.ء آبگیری با استفاده از بند انحرافی انجام می‌شود. همجنین در مواردی که قسمت زیادی از آب یک رودخانه یا نهر برای آبگیری درنظر گرفته می‌شود» با استفاده از یک بند انحرافی می توان آب مورد نیاز را برداشت نمود. معمولا سه گروه زیر در این دسته قرار می‌گیرند: - آبگیر کوچک - آبگیر معمولی - ابگیر بسیار بزرگ ۱-۳-۳ آبگیر کوچک یک آبگیر هنگامی کوچک محسوب می‌شود که نرخ انحراف 1> ,0/20 - و۳ باشد. ویژگی‌های این نوع آبگیر به قرار زیر - بده طراحی در حدود چند صد لیتر برثانیه است. - رودخانه‌های مورد نظر کوچک و مساحت حوضه آبریز آنها در حدود چند صد کیلومترمربع است. - مصرف‌کنندگان دراین‌گونه پروژه‌هاء شهرهای کوچک با ۲۰۰ تا ۳۰۰ هزار نفر جمعیت, تاسیسات صنعتی کوچک و ۱-۱-۳-۳ اجزای آبگیر کوچک در این نوع آبگیری» اجزای زیر درنظر گرفته می‌شوند: الف- بند انحرافی کوتاه بند انحرافی علاوه بر تامین عمق لازم برای جریان در ورودی آبگیر» باید سیلاب‌های طرح را نیز از خود عبور دهد. برای ابگیرهای کوچک. ارتفاع بند انحرافی معمولا از ۲ متر تجاوز نمی‌کند. مهم‌ترین قسمت یک بند انحرافی» سرریز اوجی بتنی وزنی -------- صفحهٔ بعد -------- ۴۳ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظ ت آن ب- مجرای رسوب‌شوی ! (مجرای تخلیه رسوب - دریچه‌های رسوب‌بر) در اغلب بندهای انحرافی لازم است به منظور کاهش میزان بار رسوب ورودی به تاسیسات آبگیر» مجرای تخلیه رسوب نیز احداث گردد. به همین جهت بهتر است که مجرای تخلیه رسوب هر چه نزدیک‌تر به آبگیر ساخته شود. محرای تخلیه رسوب به‌گونه‌ای ساخته می‌شود که جریان آب در آن تقریبا موازی جریان آب از روی بند انحرافی باشد. عرض مجرای تخلیه رسوب معمولا برابر عرض آبگیر است. برای انعطاف‌پذیری و ایمنی در بهره‌برداری بهتر است عرض مجرا به دو بخش تقسیم و هر بخش دارای دریچه مستقل باشد. رقوم تاج مجرای تخلیه رسوب معمولا هم سطح کف رودخانه درنظر گرفته می‌شود و لازم است حداقل ۰/۲ تا ۰/۹ متر طبق معیار +75131] پایین‌تر از تراز استانه آبگیر باشد. چون تراز آستانه آبگیر نسبت به تراز تاج دریچه‌های رسوب‌شوی بالاتر است. تنها آب زلال وارد کانال آبگیر شده و رسوبات در کف مجرای تخلیه رسوب ته‌نشین می‌گردد. رسوبات ته‌نشین شده در مجرای تخلیه رسوب را می‌توان به طور متناوب با باز کردن دریچه‌های رسوب‌برء به پایین‌دست رودخانه منتقل نمود [۱۶] به‌طورکلی در بندهای انحرافی» مجرای رسوب‌شوی برای نیل به اهداف زیر منظور می‌گردد: - کنترل سرعت آبگیری اولیه مخزن با توجه به جریان ورودی - تخلیه سریع مخزن در شرایط اضطراری - پایین آوردن سطح آب مخزن به‌منظور تعمیرات احتمالی دیواره‌هاء آشغالگیر» آبگیر و... - کنترل جریان در پایین دست - کمک به سرریز به‌منظور تخلیه سیلاب ج- دیوار جداکننده دیوار جداکننده معمولا به‌طور عمود بر بند انحرافی ساخته می‌شود و قسمت اصلی بند انحرافی را از محرای تخلیه رسوب جدا ادامه می‌یابد. تاج این قسمت در تراز پایین‌تری نسبت به تاج بند انحرافی قرار می‌گیرد. وظایف اصلی دیوار جداکننده عبارت است از: - جداکردن مجرای تخلیه رسوب از قسمت سرریز - کمک به ایجاد حوضچه‌ای با تلاطم کم‌تر در نزدیکی دهانه آبگیر و در نتیجه رسوب‌گذاری در این ناحیه و ورود آب زلال به درون آبگیر دیوارهای جداکننده را می‌توان همانند دیوارهای حایل که تحت اثر فشار رسوب و آب که از ناحیه مجرای تخلیه رسوب به آزها وارد می‌شودء طراحی کرد. (0۱ م51۱6 -| -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها یآبگیری از رودخانه و میانی طراح یآن‌ها ۳۵ د- خاکریز برای جلوگیری از طغیان جریان در مواقع سیلابی و قرارگرفتن بند انحرافی در زیر آب» محدوده مورد نظر در اطراف بند انحرافی را با کمک خاکریز می‌توان محافظت نمود. ه- دهانه آبگیر دهانه یا ورودی آبگیر بالاتر از کف آبراهه اصلی بوده و به‌وسیله آشغالگیر محافظت می‌شود. درصورتی که رسوبات ریزدانه امکان ورود به آبگیر را داشته باشند می‌توان از حوضچه رسوبگیر در داخل آبگیر استفاده کرد. دهانه ورودی آبگیر در این نوع آبگیرها درمحدوده 0۰5-0۰8( 10) بالاتر از کف رودخانه قرار می‌گیرد. در دوره پرآبی سطح آب بالا آمده و ممکن است ورودی آبگیر با جریان‌های تحتانی که رسوبات زیادی دارند» تغذیه شود. برای جلوگیری از این مساله می‌توان یکی از دو روش زیررا به‌کار برد | ۳۷| - تعبیه ورودی‌های مختلف در ترازهای متفاوت برای آبگیری در شرایط متغیر سطح آب - ساخت یک ورودی بزرگ برای آبگیر که از پایین‌ترین تا بالاترین تراز سطح آب را دربرگیرد تا در مواقع بالا آمدن سطح آب با استفاده از تیرک‌های مسدود کننده دهانه ورودی بالا آورده شود. در این نوع آبگیرهاء در بالادست بند انحرافی» رسوب‌گذاری اجتناب ناپذیر استء ولی اثرات ریخت‌شناسی آزها نیز کم خواهد بود. با این همه آبشستگی موضعی در پایین دست بند انحرافی وجود خواهد داشت. به‌منظور محافظت سازه در مقابل این اثرات لازم است تمهیدات لازم پیش‌بینی گردد نظیر: - درنظر گرفتن یک مجرای خروجی با عرض کافی برای جریان پایه که در مواقع افزایش بده رودخانه بتوان از آن برای - عمیق کردن پی سازه‌ها برای محافظت در برابر آبشستگی موضعی ۲-۱-۳-۳ ضوابط طراحی در طراحی هیدرولیکی این نوع آبگیرها موارد زیر باید مشخص شوند: - تراز نرمال و حداکثر جریان - ابعاد اصلی سازه‌های مهم نظیر ورودی آبگیرء طول تاج سرریزء ابعاد مجرای تخلیه رسوب و ابعاد دریچه‌های رسوب‌بر - ۵ 8 در این آبگیرها از رابطه برای طراحی ابعاد ورودی آبگیر استفاده می‌شود( ,۸ سطح مقطع جریان در دهانه آبگیر -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۳-۳ آبگیر معمولی در این نوع آبگیر بده طراحی جهت آبگیر ر,0ج در محدوده ذیل می‌باشد: (۳-۳) > نک > م0 که در این رابطه: ۷): بده حداقل رودخانه ۷): بده مورد نیاز برای شروع حرکت بار بستر در رودخانه «0: بده آبگیر مصرف‌کنندگان دراین گونه آبگیرها شامل شهرهای بزرگه نواحی صنعتی به‌ویژه سامانه‌های خنک‌کننده در نیروگاه‌های حرارتی و اتمی و اراضی وسیع کشاورزی می‌باشند. این مصرف‌کنندگان نیاز به آب کاملا مطمئن و دایمی دارند و هرگونه اختلال در آبرسانی زیان‌های سنگینی را به‌وجود می‌آورد. در این آبگیرها رودخانه‌ها نسبتا بزرگ بوده و مساحت حوضه آبریز آنها در حدود چند هزار کیلومترمربع می‌باشد. سواحل رودخانه عموما مناطق توسعه یافته و مراکز جمعیتی است و به تغییرات رژیم رودخانه بسیار حساس می‌باشد. ۱-۲-۳-۳ اجزای آبگیر معمولی این نوع آبگیر شامل اجزای زیر است: الف- دهانه آبگیر ب- بند انحرافی بند انحرافی دراین‌گونه آبگیرها اختلاف کلی با آبگیرها کوچک دارد. در این حالت به جای سرریز بدون کنترل و مجرای خروجی باریک, بند انحرافی معمولا از نوع دریجه‌دار است. ارتفاع آستانه بتنی بند انحرافی کم بوده و تراز آن بالاتر از بستر رودخانه درنظر بندهای انحرافی دریجه‌دار خیلی پرهزینه‌تر از بندهای انحرافی بدون دریجه هستند. اما به این علت که بندهای دریجه‌دار امکان عبور سیلاب را با کم‌ترین پس‌زدگی فراهم می‌کنند و رسوب‌گذاری در بالادست آن کم‌تر می‌باشد. بنابراین معمولا از این نوع بندها در آبگیرهای معمولی استفاده می‌شود. طول دریچه‌ها با توجه به هزینه و مقدار برگشت یا پس‌زدگی آب در بالادست تعیین می‌شود. باید حالتی بهینه که در آن هم هزینه و هم میزان پس‌زدگی آب در بالادست کم‌تر است. انتخاب گردد. به‌طورکلی طول بند انحرافی دریچه‌دار کم‌تر از عرض آبراهه اصلی رودخانه درنظر گرفته می‌شود. 7۳ م1330 -| -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - رونس‌ها ی آبکه تراز نرمال جریان» داشته با - مسدود کردن. - مسدود کردن. - ترکیبی از سه برای انتخاب روش‌هاء» - تفاضل بین ترا - تفاضل بین ,ی( - اهمیت آبراهه - پایداری آبراهه - وجود تقاطع بی بری از رودخانه و مبانی طراح یآن‌ها بند اتحرافی دریجه دار ۸۱ ۴ ۴ ۲" ها ام ام ۱ [ ‎٩‏ 4 اعفو ی / ۹ ابر اهه اولیه ابراهه اولیه ما ۱ لس پا ۹ ۳ ی ۱ سم شکل ۳-۳- جانمایی اولیه برای آبگیرهای معمولی [۳۷] بند انحرافی طوری انتخاب می‌شود که دریچه توانایی عبور جریان برای حرکت بار ند. در طراحی معمولاا قسمت باقی‌مانده از عرض رودخانه با یکی از روش‌های زیر : متی از مقطع سیلابی آبراهه جهت عبور دادن قسمتی از بده سیل مقطع سیلابدشت با خاکریز یا دیوار هادی و خارج نمودن سیل از طریق دریچه‌ها مقطع سیلابدشت با سرریز کمکی که تاج آن در تراز نرمال سطح آب قرارگیرد (ش روش یاد شده فوق می‌توان از معیارهای زیر استفاده نمود: ز حداکثر جریان و تراز نرمال آب ۲ و0 در هنگام وقوع سیل و هزینه عملیات حفاظتی ۳۷ بستر رمه) راء بدون افزایش مسدود می‌گردد: (شکل ۴-۳-الف وب) کل ۴-۳-ب) -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۸ - ارزش اما به عنوان یک برر: ۱ ۲ ۳ ۴ انتخاب طرح نها نیز می‌توان درنظر گرد راهنما یآبگیری ک و تاسیسات موجود در بالادست و محدوده بالا آمدگی آب در پشت بند انحرافی سی اولیه و انتخاب یکی از گزینه‌های ۱ تا ۴ می‌توان از جدول (۱-۳) بهره جست. دیوار هادی الف-خاکریز. ب- دیوار هادی و پ- سرریز کمکی بدون کنترل [۳۷] جدول ۱-۳- معیارهای انتخاب برای بررسی اولیه [۳۷] الف > ۱/۰۵ ۱/۵ <۵ ی براساس مقایسه گزینه‌های مختلفی که برای ترازهای متفاوت جریان و همچنین و9 کم کم زیاد زیاد ابعاد مختلف دریجه‌ها -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها ی آبگیری از رودخانه و میانی طراح ی آن‌ها ۳۹ - ساخت یک خاکریز انحنادار و غیرمستغرق بین تکیه‌گاه کناری بند انحرافی و دیوار رودخانه با شیب‌های محافظت شده. - بند انحرافی مستقیم همراه با دیواره هادی به‌طوری که شکل آن در پلان به خطوط جریان نزدیک باشد. - بند انحرافی منحنی شکل در پلان که به‌صورت سرریز بدون کنترل ساخته شده و دارای مجرای خروجی باشد. سرریز منحنی شکل باعث تشدید جریان حلزونی می‌شود. در این حالت کارایی دریجه‌ها زیادتر می‌باشد. اما دریجه‌ها در معرض ضربه و فرسایش ناشی از رسوبات درشت‌دانه قرار می‌گیرند که باید برای چنین وضعیتی طراحی شوند. ۲-۲-۳-۳ ضوابط طراحی الف- ابعاد ورودی آبگیر تعیین ابعاد ورودی آبگیر از پارامترهای مهم در طراحی است. با به‌دست آمدن ابعاد ورودی» شکل تبدیل مقطع از ورودی آبگیر به ورودی کانال طراحی می‌شود. طراحی ابعاد این آبگیرها با توجه به موارد زیر انجام می‌شود [۳۷]: - سازه آبگیر مثل یک سرریز لبه پهن و با استفاده از روابط پیوستگی» ممنتوم و برنولی طراحی می‌شود (شکل ۵-۳). - بین ارتفاع آستانه ورودی ۳۹5 و عمق آب در جلوی آبگیر ,1 رابطه زیر برقرار است: | 15 - 7۹ )۴-۳( - از تغییرات سطح آب داخل آبگیر در تخمین اولیه صرف‌نظر می‌شود. عرض کانال آبگیر/۷ برحسب نسبت معادلات قابل حل خواهد بود. قسمت دریچه‌دار بند انحرافی باید بده‌های اوج با احتمال وقوع بالا را بدون تغییر زیاد در تراز نرمال آب عبور دهد. این قسمت نیز همانند سرریز لبه پهن ساخته می‌شود (شکل ۵-۳). جهت به‌دست آوردن ابعاد دریچه از روابطی نظیر پیوستگی و برنولی استفاده می‌شود. (۵-۳) رابطه پیوستگی: ی > 0 که در این رابطه: بده جریان عبوری از قسمت دریچه‌دار بند» .ی۷۷: عرض قسمت دریچه‌دار وی بده عبوری در واحد عرض قسمت (۶-۳) 7 1 ی َ 1 (۷-۳) * م9 که در این روابط: -------- صفحهٔ بعد -------- 2۰ عمق راهنما ی آبگیری از رودخا جریان در بالادست دریچه نسبت به تاج سرریزء ,2: اختلاف بین تراز جریان در بالادست و تراز پایاب [ ۱ وه ۱ ۹ ۹ 0۰ یت ۵ 1 8 > ( : و 9 4 5 یک 1/11 ص۳۳ سر : 1 ی ۸ ی (الف) 2 1 : ۱ خر مقدا ۱ 2 ۳ نشهمع ۱۷۷ 0 سس سای اس شوه کش 1 ۱ ۱ 3 را 2 1 0 (ب) شکل ۵-۳- طراحی هیدرولیکی آبگیر الف- پلان» ب- مقطع طولی از محل انحراف[۳۷] 1۷/۱ ۱ ۱ ۱ اه 0 0 0۱ ی 1 ۱ ۱ ۱ ۱ با ۳ سامم ال 1 ۳ ل ۹ ی ۵ 1 ۱ ک موه ی + ۵ ً لد : شکل ۶-۳- نمادها و طرح مربوط به محاسبه طول بند انحرافی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روش‌ها ی آبگیری از رودخانه و مبانی طراح یآن‌ها 2۱ در روابط فوق .9 و۷۷ مجهول می‌باشند. در طراحی برای هر تراز نرمال آب.]/۸7۷, جواب‌های مختلفی برای عرض آبگیر و عرض قسمت دریچه‌دار به‌دست می‌آید که همگی ضوابط طراحی هیدرولیکی را برآورده می‌کنند. اما طراحی نهایی با توجه به عرض پایدار آبراهه و کمینه کردن هزینه‌ها انجام می‌شود. عرض آبراهه و عرض قسمت دریچه‌دار را می‌توان به کمک رابطه زیر به هم ربط داد. در این رابطه فرض بر این است که عرض آبراهه می‌کنند کاملا توسط سرریز مسدود شده باشد. (۸-۳) 1۱ - 1) + ۷ ۷/۷۷ که در این رابطه: : عرض آبراهه ۰ طول تاج سرریز ۰ ضخامت پایه‌های بین دو دریچه تعداد پایه‌ها کمینه کردن هزینه طرح پیچیده است و برای این منظور موارد زیر درنظر گرفته می‌شود: - تعیین مقادیر مختلف برای تراز نرمال آب - محاسبه ابعاد سازه‌ها در جانمایی اولیه برای هر تراز نرمال آب - برآورد هزینه‌های مربوط از بین گزینه‌های مختلف, گزینه‌ای که دارای کم‌ترین هزینه باشد انتخاب می‌گردد. در مقایسه گزینه‌های مختلف برخی جوانب مهم طرح نیز باید درنظر گرفته شود. از جمله: - هزینه جابجایی تاسیسات عمومی (که در معرض بالاآمدگی آب قرار می‌گیرند) مانند جاده‌هاء خطوط راه‌آهن و خطوط - هزینه سرریزء خاکریزها و عملیات ساماندهی - هزینه حوضچه آرامش و سایر عملیات مربوط به حفاظت آبراهه ج- ارتفاع فوقانی سازه‌ها و حداکثر تراز آب این مرحله از طراحی براساس مقادیر محاسبه شده تراز نرمال آب و عرض بخش دریچه‌دار بند انحرافی استوار است. سایر داده‌های مورد نیاز عبارتند از: - حداکثر بده سیل طراحی ...,0) - هندسه آبراهه رودخانه در منطقه بالادست سد تراز فوقانی سازه‌ها با افزودن ارتفاع آزاد به ارتفاع حداکثر آب به‌دست می‌آید. حداکثر تراز پایاب نیز به شرایط پایین دست و نحوه تخلیه جریان بستگی دارد و دو حالت برای آن می‌توان درنظر داشت. - تمام سیل از بخش دریچه‌دار عبور کند. -------- صفحهٔ بعد -------- 27۲ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظت آن - سیل علاوه بر بخش دریچه‌دار از سرریز کمکی نیز عبور کند. برای هر دو حالت به کمک معادلات برنولی و پیوستگی روابطی ضمنی به‌دست می‌آید که باید با سعی و خطا حل شوند. در این حالت با فرض روابطی بین پارامترهای محهول و حل معادلات برای مقادیر مختلف تراز نرمال آب» مقدار مناسب به‌دست خواهد آمد. ۳-۳-۳ آبگیر بسیار بزرگ یک آبگیر بسیار بزرگ براساس نرخ انحراف با رابطه زیر مشخص می‌شود: (۹-۲) 0.51 چگ در 00 مفهوم این رابطه این است که بده آبگیر بیش‌تر از بده جریان مورد نیاز برای آستانه حرکت بار بستر در محل انحراف می‌باشد. این حالت شرایط سختی را برای بهره‌برداری از آبگیر به‌وجود می‌آورد چون در اکثر اوقات سال ,0 > 0 - ,9) است. لذا بده جریان رودخانه پس از آبگیر ( ,0 - ,0) برای انتقال بار بستر کافی نخواهد بود به ویژه اگر بار بستر رودخانه زیاد باشد. در این نوع آبگیرها معمولا در بالادست آبگیرء یک آبراهه همگرا در جهت جریان به‌صورتی که عرض آن در محل آبگیر ۲ تا ۲ برابر کوچک‌تر از عرض آبراهه اصلی باشد ایجاد می‌شود. ۱-۳-۳-۳ اجزای آبگیرهای بسیار بزرگ در رودخانه‌هایی که این نوع آبگیر از آن منشعب می‌شود. در فصول خشک, مقدار جریان قابل توجه است. در فصول بارانی» دوره سیلابی چند ماهه در این رودخانه‌ها دیده می‌شود. قدرت انتقال آنها در زمان سیلابی قابل ملاحظه می‌باشد و میزان آب منحرف شده در این رودخانه‌ها در حدود ده‌ها متر مکعب برثانیه می‌باشد. دراین گونه آبگیرهاء جانمایی اولیه با توجه به موارد زیر انجام می‌شود (شکل ۷-۳ - ورودی آبگیر باید به اندازه کافی (در حدود ده‌ها متر) بزرگ باشد تا بتواند بده موردنظر را عبور دهد. در چنین حالتی وجود مجرای تخلیه در بند انحرافی لزومی نداشته و بند انحرافی دریچه‌دار به تنهایی قادر است وظیفه مجرای خروجی را نیز انجام دهد. - بند انحرافی دریجه‌دار از چند قسمت تشکیل شده است که هر قسمت با یک پایه از قسمت دیگر جدا شده و با یک دریجه که عموما دریجه قطاعی می‌باشد پوشیده شده است. زاویه بین محور بند انحرافی و ورودی آبگیر در حدود ۹۰ تا ۰ درجه است. - قسمت پایین دست بندانحرافی در برابر سرعت‌های زیاد جریان (بده در واحد عرض بیش از ۳ تا ۴ برابر بده در واحد عرض اولیه می‌باشد) محافظت گردد. - اگر مقدار رسوب در مواقع سیلایی زیاد باشد رسوب ته‌نشین شده در پشت بند انحرافی به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد. در این حالت طرح اولیه را در صورت امکان می‌توان با افزودن یک سرریز در بخش محدب خاکریز و در طرف مقابل آبگیر به طوری که تراز تاج آن تراز نرمال باشد اصلاح کرد. طول تاج آن باید به اندازه‌ای باشد که بتواند ۲۵ تا ۳۰ درصد بده اوج سیل را از خود عبور دهد که به همراه آن بخش عمده‌ای از رسوبات نیز خارج خواهد شد[۳۷]. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روُس‌ها ی آبگ ۲-۳-۳-۳ ضوابط طر طرح اولیه با پارامترها < عرض ورودی - ابعاد خروجیه - عرض آبراهه برای محاسبه عرض . کرد. عرض آبراهه بالادس در طراحی هیدرولیکی - منحرف کردر یری از رودخانه و مبانی طراح یآن‌ها شکل ۷-۳- جانمایی اولیه برای نرخ انحراف بسیارزیاد از رودخانه‌ای با رسوب زیاد با استفاده از بندانحرافی دریچه‌دار و سرریز کمکی احی ی زیرتعریف می‌شود: آبگیر و تراز نرمال جریان ای بند انحرافی بالاا دست بند انحرافی ورودی آبگیر و تراز نرمال آب و ابعاد خروجی‌ها می‌توان از روش به‌کار رفته در ت و عرض خروجی‌های بند انحرافی با یکدیگر ارتباط دارند. باید دو ویژگی برای آبراهه بالادست درنظر گرفت: مل جریان رودخانه رسوبات درشت‌دانه از دهانه ورودی آبگیر 2۳ آبگیرهای معمولی استفاده -------- صفحهٔ بعد -------- ۵/7 راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظلت آن برای حفظ قدرت حمل جریان رودخانه تعیین عرض آبراهه ,۷۷ مهم می‌باشد. انتخاب شعاع مناسب برای انحنای جریان در محل آبگیر نیز در انحراف رسوبات مهم می‌باشد (شکل ۸-۳ برای آنکه جریان حلزونی در آبراهه کاملا توسعه یابد حداقل زاویه قوس آبراهه پاید بین ۵۰ تا ۶۰ درجه باشد. همچنین لازم است طول قوس به اندازه‌ای باشد که اجازه گسترش جریان حلزونی را بدهد. برای تعدادی از پروژه‌های تکمیل شده این طول در محدوده زیر قرار می‌گیرد: (۱۰-۳) و ما در این رابطه ,نآ طول قوس است. انتخاب نهایی عرض آبراهه در پروژه‌های بزرگ معمولا بر مبنای آزمایش برروی مدل‌های هیدرولیکی به‌دست می‌آید. شکل ۸-۳- نمادها و طرح مربوط به محاسبه عرض آبراهه پایاب عرض آبراهه بالا دست ممکن است به دو صورت ثابت یا متغیر باشد: - آبراهه با عرض ثابت: این حالت برای مواقعی که بده حداکثر طرح از ظرفیت تخلیه بند انحرافی بدون تغییر در تراز نرمال آب» کم‌تر باشد توصیه می‌شود. در این حالت طول بند دریچه‌دار .۷۷ و عرض آبراهه تقریبا با هم برابرند. - آبراهه با عرض متغیر و همگرا: این حالت برای زمانی که بده حداکثر طرح از ظرفیت تخلیه بند انحرافی» بدون تغییر در تراز نرمال آب» بیش‌تر باشد به‌کار می‌رود. در این حالت برای کاهش بالا آمدگی آب از یک سرریز کمکی استفاده می‌شود. در این حالت محاسبه عرض آبراهه ,/۷ را به روش‌های زیر می‌توان انجام داد: روش اول (استفاده از بده آستانه حرکت): در این روش محاسبات بر مبنای بده آستانه حرکت ذرات در محل بند انحرافی (« بدون تغییر در ترار نرمال آب می‌باشد. در این حالت رابطه پیوستگی را به‌صورت زیر می‌توان استفاده کرد: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها یآبگیری از رودخانه و میانی طراح یآن‌ها 2۵ (۱۱-۳) 0/0 10 (۱۳-۳) رل ولا > و9 که در این رابطه: [] : سرعت بحرانی برای آستانه حرکت بار بستر رل نعمق آب در تراز نرمال این روش ساده جزییات مربوط به انتقال رسوب و ارتباط بین تغییرات جریان و پارامترهای آبراهه را درنظر نمی‌گیرد. روش دوم (استفاده از روابط رژیم): با توجه به تئوری‌های موجود روابطی نظیر رابطه (۱۳-۳) بین بده جریان ,0 و عرض آبراهه رژیم ,۷۷ و شیب آبراهه 5 وجود دارد. (۱۳-۳) 0 ۷۷ عمق جریان در آبراهه بالادست برابر عمق نرمال آب درنظر گرفته می‌شود. ,0 بده طراحی می‌باشد و می‌توان آن را بده سیل با احتمال وقوع بین ‎٩‏ تا ۱۰ درصد درنظر گرفت. ۸ ضریب تجربی است و مقدار آن بین ۰/۹ تا ۱/۱ می‌باشد[۳۷]. روش سوم (روش شبیه‌سازی): این روش برای جریان‌های متغیر با زمان» با درنظر گرفتن بار رسوب به‌کار می‌رود که موارد زیر در آن بررسی می‌شود. - تعیین هندسه اولیه آبراهه, با استفاده از روش‌های تخمینی - محاسبه بالا آمدگی آب در تراز نرمال برای حالت ,0 < ,0 - تغییرات بستر آبراهه مثل رسوب‌گذاری یا فرسایش کف آبراهه - کنترل پایداری آبراهه برای شبیه‌سازی جریان» مدل‌های ریاضی متعدد وجود دارد. کاربرد این مدل‌ها شامل مراحل زیر می‌باشند. - محاسبه پارامترهای هیدرولیکی (تراز آب» سرعت‌های متوسط) و نیمرخ برگشت آب در بالادست بند انحرافی - محاسبه تغییرات تراز بستر از شروع بالا آمدگی آب در بالادست در آبگیرهای بزرگ» که بده جریان در پایین دست بند انحرافی کاهش قابل ملاحظه‌ای پیدا می‌کند. برای جلوگیری از تغییرات شدید ریخت‌شناسی» قدرت حمل رسوب در آبراهه پایین دست باید افزایش یافته تا رسوبات را حمل کند. پیش‌بینی عملیات ساماندهی دراین پروژه‌ها ضروری است. ایده اصلی در عملیات ساماندهی افزایش شیب طولی متوسط آبراهه با ایجاد میانبر» کاهش زبری آبراهه و یا ترکیبی از این دو روش می‌باشد. معمولا دو طرح کلی برای پایین‌دست این رودخانه‌ها قابل بررسی است: - ایجاد آبراهه پیچ و خم‌دار در مسیر اصلی رودخانه با عرض پایدار ,13 : خصوصیات این آبراهه که در شکل (۹-۳) مشخص شده است عبارتند از ,38 ,ا» «6-9(18) - دا (6-8(8) - با ر4-5(8) < 8 و1351 0-115 -------- صفحهٔ بعد -------- 1 -*115 و ۰ 8 (4-5) 8۸ شکل ۹-۳- طرح شماتیک آبراهه پایین دست (آبراهه پیچ و خم‌دار) - ایجاد آبراهه مستقیم در مسیر اصلی رودخانه: از ویژگی‌های این آبراهه» افزایش شیب طولی و کوچک‌تر بودن عرض و عمق جریان نسبت به حالت قبل می‌باشد. این آبراهه را می‌توان با ساخت خاکریز یا با استفاده از دو سری آبشکن در دو ۵ رم کر ۵*60 ۴ ۹9 (ب) الف- آبراهه مستقیم ایجاد شده با خاکریز, ب- آبراهه مستقیم شکل گرفته با آبشکد -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روئس‌ها یآبگیری از رودخانه و مبانی طراح یآن‌ها 2۳ ۴-۳- آبگیری با استفاده از ایستگاه پمپاز یکی از روش‌های آبگیری از رودخانه استفاده از ایستگاه پمپاژ است که در آن انتقال آب توسط پمپاژ کردن صورت می‌گیرد. استفاده از ایستگاه پمپاژ برای آبگیری معمولا با توجه به دلایل زیر انجام می‌شود: - هزینه بسیار زیاد ساخت بند انحرافی - اختلاف زیاد بین تراز سطح آب در رودخانه و تراز مناطق اطراف - غیراقتصادی بودن روش‌های دیگر نسبت به روش پمپاز ۱-۴-۳ انواع آبگیری با استفاده از پمیاز انواع متعددی از این نوع آبگیر در مناطق مختلف طرح و اجرا گردیده است. گاهی اوقات طبقه‌بندی و نامگذاری خاصی برای این نوع آبگیرها وجود ندارد و در کارهای آبیاری» آبرسانی و سدسازی ممکن است نام‌های گوناگونی به یک آبگیر اطلاق گردد. در ادامه ۱-۱-۴-۳ آبگیر ساده این آبگیر در بیرون از رودخانه قرار گرفته و پمپ‌های آن افقی و توسط لوله‌های مکش, آب را از رودخانه برداشت می‌نمایند آبیاری زمین های کم وسعت و در مواردی که آبگیر فصلی است ساخت این آبگیرها به علت سادگی و ارزانی مورد توجه قرار می‌گیرد. حم شکل ۱۱-۳- آبگیر ساده -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۱-۴-۳ آبگیر متحرک روی سطح شیبدار اگر میزان آبگیری کم و ساحل رودخانه دارای شیب مناسبی باشد.ء از این نوع آبگیر جهت برداشت آب می‌توان استفاده کرد. این نوع آبگیر خاص رودخانه‌ها و یا دریاچه‌هایی است که گستره آب در آنها بسیار متغیر است و ساحل رودخانه پسروی و یا پیشروی زیاد دارد. شکل (۱۲-۳) نمای شماتیک این نوع آبگیر را نشان می‌دهد. ۳-۱-۴-۳- آبگیر اسکله‌ای این نوع آبگیر بیش‌تر در رودخانه‌هایی که دارای ساحل نرم و عمق جریان کافی می‌باشند» ساخته می‌شود. مزیت این نوع آبگیر این است که با احداث آن درمحل مناسبی از عرض رودخانه, بدون ایجاد تغییر در شرایط هیدرولیکی رودخانه؛ تاثیر نوسانات سطح آب در رسوب‌گذاری در آبگیر به حداقل می‌رسد. شکل (۱۳-۳) این نوع آبگیر را نشان می‌دهد. لستی شآ سم ی ۳ کت که که که که که که که که که وت هه شکل ۱۳-۳- آبگیر اسکله‌ای از این نوع آبگیر در دریاچه‌ها و رودخانه‌های آرام که تغییرات سطح آب در آزها زیاد باشد.ء استفاده می‌شود. در این نوع آبگیر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها ی آبگیری از رودخانه و مبانی طراح یآن‌ها 2۹ پایین می‌رود در این حالت فشار آب برروی مکش پمپ ثابت باقی می‌ماند و برداشت آب از عمق معینی که کیفیت فیزیکی بهتری دارد صورت می‌گیرد. نمونه این آبگیر در شکل (۱۴-۳) نشان داده شده است. ۵-۱-۴-۳ برج آبگیر این نوع آبگیر از قدیمی‌ترین تاسیسات آبگیری می‌باشد. برج آبگیر در دریاچه سدها و رودخانه‌های بزرگ و عمیق به منظور آبگیری با حجم زیاد ساخته می‌شود. تغییرات عمق آب بر عملکرد آن اثر چندانی نداردء ولی نباید عمق آب از حدود ۲ متر کم‌تر شود. از آن‌جا که این آبگیر برای آبگیری زیاده مناسب و اقتصادی است. در تاسیسات شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد. برج آبگیر معمولا به‌صورت استوانه یا منشور یا مقطع بیضوی ساخته می‌شود. نمونه این آبگیر در تاسیسات آبرسانی شهر شیراز برروی دریاچه درودزن مورد استفاده قرار گرفته ماسه و رس به داخل آبگیر از دیگر مشکلات این نوع آبگیر می‌باشد. شکل (۱۵-۳) نمایی از این آبگیر را نشان می‌دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنمای ابگیری از رودخانه و حفاظت آن ۶-۱-۴-۳ آبگیر نفوذی آبگیر نفوذی اغلب در رودخانه‌های کوچک ساخته می‌شود. این آبگیر در زیر بستر رودخانه به‌صورت یک کانال بتنی روزنه‌دار ساخته شره آب‌هایی نفوذی رودخانه 7 به ساحل نتقا می‌نماید. نمونه‌ای از این نوع آبگیر در تاسیسات آبرسانی قدیم شهر رأمسر دیده می‌شود. شکل (۱۶-۳) نمای این نوع آبگیر را نشان می‌دهد. ۱: : توت رش تچ ال و : یکی ۵ اد و که شکل ۱۶-۳- آبگیر نفوذی ۷-۱-۴-۳ آبگیر با چاه و لوله‌های شعاعی ساختمان این آبگیر شامل یک چاه دهانه کشاد با دیواره بتنی 9 عمق نسبتا کم 9 تعدادی لوله شعاعی در اطراف و9 اعماق ناه می‌باشد. این چاه‌ها در بستر پا ساحل رودخانه ساخته می‌شود و به‌وسیله لوله‌های شعاعی» آب را به داخل چاه مرکزی هدایت می‌کند (شکل ۱۷-۳). - 9 ۱ ! شکل ۱۷-۳- آبگیر با چاه و لوله‌های شعاعی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها یآبگیری از رودخانه و میانی طراح یآن‌ها )۶ این آبگیر در رودخانه‌های با بستر آبرفتی دانه درشت ساخته می‌شود و اگر مواد معلق در رودخانه زیاد نباشد.ء از روش‌های مناسب تامین آب شهری است. ایراد عمده این نوع آبگیر» کاهش آبدهی بر اثر مرور زمان و گرفتگی لوله‌های شعاعی است. این نوع آبگیر در ۸-۱-۴-۳ آبگیر با چاه ساحلی در این روش آب به وسیله یک یا چند لوله از رودخانه به داخل یک چاه که در ساحل رودخانه ساخته می‌شود. هدایت و از آن‌جا به‌وسیله پمپ به محل تصفیه خانه منتقل می‌گردد. این آبگیر در رودخانه‌های با بستر متغیر و عمق کم قابل اجرا نیست. این آبگیر در مقایسه با برج آبگیر مشکلات کم‌تری در بهره‌برداری دارد و معمولا از سیلاب‌های رودخانه محفوظ است» ولی مشکل ورود مواد معلق به چاه همجنان قابل توجه است. تاسیسات آبرسانی شهر بهبهان از این نوع می‌باشد. نمونه‌ای از این آبگیر در شکل (۱۸-۳) امده است. + وه وش ۰ ۵ 7 هه :۹ ج گت سا -_ - شکل۱۸-۳- آبگیر چاه ساحلی ۲-۴-۳ عوامل موثر در تعیین نوع آبگیر - عوامل اساسی: عوامل اساسی مانند میزان برداشت آب و تغییرات آن در فصول مختلف در دوره بهره‌برداری» در انتخاب - عوامل بیرونی: عوامل بیرونی شرایط و امکاناتی است که هریک از آنها در طی زمان بنابر عوامل پیچیده دیگری تغییر می‌کند. طرح ساختمان آبگیر باید به نحوی باشد که از این تغییرات آسیب نبیند و با آن سازگار باشد. مهم‌ترین این عوامل عبارتند از: شرایط آب و هوایی * شرایط توپوگرافی و زمین‌شناسی بستر و ساحل رودخانه ۰ شرایط هیدرولوژیکی و رودخانه شامل تغییرات فصلی جریان آب» مقدار وجهت سرعت جریان» شیب ساحل و بستر رودخانه» تاثیر کیفیت فیزیکی و شیمیایی آب شامل دانه‌بندی و میزان مواد معلق در آبء بار بستر وخورندگی آب. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۲ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظ ت آن بعضی از طرح‌ها نقش تعیین کننده‌ای دارد. - عوامل اقتصادی: سرمایه‌گذاری و هزینه بهره‌برداری در همه طرح‌ها اهمیت اساسی دارد. لازمه طرح آبگیر» تلفیق اطلاعات و محدودیت‌های موجود است که همه آنها قابلیت بیان عددی و رابطه ریاضی صریح ندارد. طرح مناسب آن است که ارزان‌ترء ساده‌تر و9 بهره‌برداری از آن نیز ساده باشد. ۳-۴-۳- شرایط محل آبگیری به‌منظور احداث ایستگاه پمپاز و آبگیری از طریق پمپاژ باید به نکات زیر در مورد محل آبگیر توجه نمود[۲۲] : - محل ایستگاه پمپاژه شرایط و امکانات مورد نیاز جهت ساخت» بهره‌برداری و دسترسی راحت را داشته باشد. - شرایط هیدرولیکی رودخانه درمحل مورد نظر برای آبگیری به نحوی باشد که در صورت امکان بیش‌ترین آب ورودی و کم‌ترین رسوب ورودی به سامانه پمپاژ وجود داشته باشد و اثرات نامناسبی بر رفتار طبیعی رودخانه نداشته باشد. - محل انحراف به‌گونه‌ای باشد که نوسانات تراز آب روی پمپ‌ها را به حداقل برساند. - به‌منظور محافظت در برابر سیلاب, دیوارهای ایستگاه پمپاز باید حداقل ۱/۳ متر بالاتر از تراز سیل با دوره برگشت ۱۰۰ ساله باشد. برای انتخاب محل و آماده کردن ایستگاه پمپاژ عوامل زیر باید مورد توجه قرارگیرد: * تاسیسات جانبی ۰ حداکثر بده روزانه» حداقل بده روزانه و بده لحظه‌ای ۰ ۸ ۰ ۱ ۰ .۰ ی ۰ 5 .2 ۰ * نگهداری و تعمیرات ۴-۴۳-۳- اجزای اد ستگاه پمیاز یک ایستگاه پمپاز معمو لا" شامل اجزای زیر است: - دهانه آبگیر - حوضچه مکش - تیرک آب بند - آشغالگیر ۱ - 8 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها یآبگیری از رودخانه و میانی طراح یآن‌ها ۶۳ در آبگیری با استفاده از پمپاز, اولین و مهم‌ترین هدف این است که هیچ جسم اضافی وارد آبگیر نشود. روش‌های مختلفی برای جلوگیری از ورود اجسام اضافی وجود دارد که شامل انواع آشغالگیرهاء صفحه‌های مسطح سوراخ‌دار و صفحه‌های متحرک می‌باشد. این روش‌ها احتیاج به نگهداری و تمیز کردن دارند در ضمن باید درمحل مناسب نصب شوند. شکل (۱۹-۳) مقطعی از سامانه آبگیری به روش پمپاژ به همراه آشغالگیر را نشان می‌دهد. در این سامانه» جریان از بین یک آشغالگیر ثابت که اجسام بزرگ را می‌گیرد عبور کرده به آشغالگیر متحرکی که ذرات ریزتر را از سامانه جدا می‌کند. می‌رسد. هنگامی قسمت دیگر و تمیز آن جلوی جریان ورودی قرار می‌گیرد و آشغال‌ها نیز در قسمت بالا جدا می‌شود. شکل ۱۹-۳- آبگیری با روش پمپاز و آشغالگیر باید توجه داشت ماهی‌ها و دیگر آبزیان وارد این آبگیر نشوند. برای جلوگیری از ورود آنها یک صحفه مسطح سوراخ‌دار در جلوی ابگیر نصب می‌شود. اندازه سوراخ‌ها با توجه به آبزیان منطقه تعیین می‌شود. مثلا برای ماهی بالغ برابر(۶-۱۰) میلی‌متر » برای ماهی جوان ۳ میلی‌متر و برای آبزیان کوچک‌تر (۱-۲) میلی‌متر قابل قبول است. مساحت این صحفه مسطح هم از تقسیم بیش‌ترین بده به ضریبی از سرعت عمود برصفحه به‌دست می‌آید. مقدار این ضریب بین ۰/۲ تا ۰/۴ است[ ۲۲]. اجزای ساختمان ایستگاه پمپاز طراحی حوضچه مکش و آشغالگیرهاء انواع پمپ‌ها و نحوه انتخاب نوع آن, در مرجع[۱۴] موجود است. به‌طور کلی مشکلات ایستگاه‌های پمپاز را می‌توان به دو دسته زیر تقسیم نمود: - نوسانات سطح آب رودخانه - رسوب رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- ۶7 راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظ ت آن نوسانات سطح آب یکی از عوامل مشکل ساز در رودخانه‌ها می‌باشد که قبل از تعیین نوع و محل آبگیری باید به دقت مورد مطالعه قرارگیرد. روش مطالعه بدین ترتیب می‌باشد که به ازای یک دوره آماری, بده‌های مناسب رودخانه شناسایی و محاسبه می‌شوند. سپس با استفاده ازنرم افزارهای مناسب نظیر 11۳۲-1۸5 و ۸/1011 رودخانه را برای بده‌های مختلف» مدل‌کرده و ارتفاع آب را در مقاطع مختلف و محل‌های موردنظر به‌دست می‌آورند. خسارت ناشی از رسوبات همراه جریان» بسیار وسیع و متنوع است و انواع آن به کمیت و کیفیت رسوبات بستگی داشته که فرایند فرسایش» حمل و رسوب‌گذاری نیز در این امر موثر می‌باشد. از میان مشکلات متعددی که طی فرایند فرسایش, حمل و رسوب‌گذاری به‌وجود می‌آید. مساله ته‌نشین شدن رسوبات و ایجاد مشکل در تاسیسات آبگیری بسیار مهم است. با ته‌نشین شدن رسوبات» ظرفیت رودخانه کاهش یافته و این امر باعث بالاتر آمدن سطح آب و وارد آمدن خسارت می‌گردد. در مواقع سیلابی بسته به نوع پمپ‌ها و محل کارگذاری آنها امکان سیل‌گیری تاسیسات مربوط وجود خواهد داشت. در زمان کم آبی ممکن است برداشت آب با مشکل روبه‌رو شده و در مواردی این مشکل تا حد از کارافتادن پمپ‌ها و عدم امکان برداشت آب نیز پیش رود. مساله دیگر این که با توجه به اختلاف قابل توجه نوسانات سطح آبء استفاده از تاسیسات این نوع آبگیری به‌صورت آبگیر ساده میسر نبوده و ممکن است ارتفاع مکش در این حالت از ارتفاع مجاز مکش پمپ‌ها بیش‌تر گردد. در محل‌هایی که از آبگیر با پمپ‌های ثابت استفاده شود این مشکل به شکل جدی‌تری ایجاد می‌شود. در چنین مواردی می‌توان» باتغییر محل پمپ‌ها و جابجایی محل آبگیر در جهت رفع مشکل اقدام کرد. حتی ممکن است اقدام به انجام لایروبی در محدوده آبگیر نیز کرد. ۵-۳- آبگیری توسط کف‌ریزها! کف‌ریز نوعی از سازه آبگیر هست که تخلیه بخشی از جریان توسط آن از کف مجرا انجام می‌شود. این نوع سازه در قسمتی از طول و در بخشی یا تمامی عرض در کف مجرا به‌صورت بازشدگی ایجاد می‌شوند و آب از طریق این بازشدگی به داخل کانال فرعی تخلیه می‌شود. برروی این بازشدگی قاب مشبکی از میله‌های موازی یا صفحه مشبک نصب می‌گردد. این نوع آبگیر در مناطق یخچالی و کوهستانی و مسیرهای تند که از نقطه نظر راه دسترسی و امکانات ساخت در محدودیت بوده و همجنین در جاهایی که سنگ‌ها و تخته سنگ‌های بزرگ در رودخانه حمل شده و جریان متوسط رودخانه کم می‌باشد» بیش‌تر استفاده می‌شوند. شکل (۲۰-۳) نمونه‌ای از آبگیر نوع کف‌ریز را نشان می‌دهد. جریان آب همراه با مواد ریز با عبور از یک شبکه آشغالگیر که در کف رودخانه نصب شده به محفظه‌ای وارد شده و سپس به طرف حوضچه رسوبگیر هدایت می‌شود. در انتهای محفظه یک سرریز» جهت تخلیه آب‌های اضافی پیش‌بینی می‌شود. پس از ته‌نشینی رسوبات در حوضچه رسوبگیرء جریان صاف و بدون رسوب به پایین دست منتقل می‌گردد. حوضچه رسوبگیر به نحوی طراحی می‌شود که به‌طور متناوب» رسوبات ته‌نشین شده در آن جدا شده و به پایین دست منتقل شود. برخی از موارد کاربرد کف‌ریزها به قرار زیر است: - در کانال‌های بزرگ به‌منظور انحراف جریان مازاد بر ظرفیت آنها 11۵6[ 301101 -| -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روش‌ها یآبگیری از رودخانه و مبانی طراح یآن‌ها ۵ - در آبگیر نیروگاه‌های آبی به عنوان آشغالگیر - به عنوان رسوبگیر جهت جداکردن بار بستر رودخانه‌ها - به‌منظور کاهش حجم آب کانال‌های انتقال آب در ایستگاه‌های پرورش ماهی - در آبگیر نیروگاه‌های برق آبی کوچک شکل ۲۰-۳- آبگیر کف‌ریز [۵] اجزای این نوع آبگیر شامل سه قسمت اصلی زیر می‌باشد [۳۷] : ۱( سرریز (مقطع ۸-۸ در شکل ۲۲-۳). ۲ سازه ورودی که شامل دو بخش زیر است: - کف مشیکا - دالان جمع کننده " (مقطع 13-13 در شکل ۲۱-۳). ۳- دالان ته‌نشینی " (مقطع ۲-۴ در شکل ۲۱-۳). قسمت‌های یاد شده باید در برابر فرسایش‌های احتمالی موضعی محافظت شوند. این عمل با ایجاد فونداسیون عمیق و مقاوم سازی سطوح مورد نظر حاصل می‌گردد. در زیر به معرفی هریک از این قسمت‌ها و مشخصات وکاربرد آنها پرداخته می‌شود: | - 011010 5 2 - 001100107 6021|9۷ 3 - 501111۵8 -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۶ ۱-۵-۳ سر( منحرف راهنما ی آبگیری از رودخانه و حه و ۱ دالان ته نشینی ۱ سازه ورودی ۱ سرریز ۱ ۲ 8 ۸ ی ۲5 1۳ |۱۳ ی چات ۳ ۳ ۵ 0640 ۳ ۱ 17 انش 1 ۳ رای 6 بش ی 1 وگ 2 چ ۵ را ی بوچ ۹ ۳ اه ۱ کمک مه 1 پات پر ۳ ی یس ی ّ ۹ ۹ را ۰ ۹ 1 . یپ دی : 1: اپ ۳ ی ی زپ ۹ ی را ص : 47 ۹ ۵ ی ی پا ار 0 . 1 ۶ ۵ سا َ : اف ی ی که ۰ و19 | 8 ۸ 3 1 | تس س سس سپس سس سس یر سس 5 ۱ سرریز جانبی ۱۰ ۷۵۱ 0 از ( به سمت سامانه آب رسانی) ی ۰ دریچه شستشو |[.|۱ آ سسست یو ,۸ کی لکد که ۹ جوا و و یو کوا رو ی ۵ ی بر ۷ ین کیک اد یا کی روط بر ی ۹ ی - )۲ ۹ ۱ 3 رآ 0 ای ی ۱ ۱ ۷۱۱ ۱۷ (] - [ز13ع12 86-8 ا ۸- ۸ ۱ ۳ ۹ وس 1 شکل ۲۱-۳- طرح کلی کف‌ریز [۳۷] ۱-۱- سرریز یز به‌منظور مسدود کردن بخشی از عرض رودخانه استفاده می‌شود تا در زمان کم آبی نیزء جریان رودخانه به سمت گردد. تراز تاج سرریز به‌گونه‌ای درنظر گرفته می‌شود تا هنگامی که جریان ورودی ,0) بزرگ‌تر از بده طراحی ابگ ریان مازاد از روی آن عبور نماید. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها یآبگیری از رودخانه و میانی طراح یآن‌ها ۶۷ ۲-۱-۵-۳- سازه ورودی تراز بستر رودخانه قرارگیرد و جریان از طریق آن به داخل دالان ذکر شده فرو ریزد و سپس از آن‌جا به سمت دالان ته‌نشینی منحرف شود. کف مشبک باید احتیاجات زیر را برآورده سازد: مقاومت در برابر ضربات ناشی از برخورد سنگ‌های همراه جریان» ایجاد کم‌ترین مقاومت هیدرولیکی» ایجاد کم‌ترین خطر انسداد باشند تا از هرگونه تغییر شکل در محل قرارگیری آنها جلوگیری شود. در عین حال شبکه باید قابلیت برداشته شدن داشته باشد تا در زمان نگهداری و تمیز کردن دالان جمع‌کننده, دسترسی به این دالان امکان‌پذیر باشد. ولین عوامل مهم در کف مشبک, شکل مقطع عرضی میله‌ها می‌باشد. شکل‌های متفاوتی از میله‌های شبکه وجود دارد که نیازهای ذکر شده را برآورده می‌نمایند. مقطع عرضی این میله‌ها می‌تواند خط جریانی» ذوزنقه‌ای, دایره‌ای و پا مستطیلی شکل باشد (شکل ۲۲-۳). الف- خط جریانی» ب- ذوزنقه‌ای, پ- دایره‌ای و ت- مستطیلی شکل ۲۲-۳- شکل مقاطع میله‌های کف‌ریز میله‌هایی با شکل خط جریانی» مناسب‌ترین مقطع برای میله‌های کف مشبک می‌باشد. زیرا کم‌ترین مقاومت هیدرولیکی را ایجاد -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۸ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن مشخصه‌های هیدرولیکی خوبی دارندء اما در برابر ضربات وارد شده مقاومت کم‌تری از خود نشان می‌دهند. میله‌های مستطیل شکل ارزان‌ترین نوع هستند. با این وجود کارآیی هیدرولیکی آنها کم‌تر بوده و خطر مسدود شدن آنها بیش‌تر است. به‌منظور تسهیل عبور بار بستر از روی کف مشبک» توصیه شده است که کف مشبک یک شیب طولی داشته باشد. مقدار این دومین عامل مهم در کف مشبک» فاصله بین میله‌های شبکه می‌باشد. تجربه‌های موجود منجر به توصیه استفاده از فاصله ۰ میلی‌متر و یا بزرگ‌تر از آن شده است (شکل ۲۲-۳). صرف‌نظر از نوع و شکل میله‌هاء ایجاد گرفتگی جزبی توسط اجسام جامد که اغلب آشغال‌های گیاهان می‌باشد. غیر قابل اجتناب می‌باشد. لازم است در طراحی کف مشبک این گرفتگی, معادل ۲۵ الی ۷۵ درصد سطح مفید کف‌ریزء در محاسبات لحاظ شود. به‌منظور جلوگیری از یخ‌زدگی و بسته‌شدن شبکه کف‌ریزتوسط یخ» درصورتی که شرایط سخت زمستانی انتظار رودء از راه‌حل‌های زیر می‌توان استفاده کرد: ۰ پوشاندن میله‌های فولادی توسط مواد مناسب (لاستیک» رزین» نئوپرن و... ) استفاده از میله‌های ساخته شده از مواد مقاوم در برابر یخ‌زدگی ۰ افزایش تراز سطح آب قبل از یخ‌زدگی شبکه به‌منظور شکل گرفتن یک لایه یخ پوششی برروی آن و در نتیجه محافظت لایه زیرین از یخ‌زدگی - دالان جمع کننده دالان جمع کننده برای جمع‌آوری جریان عبور کرده از بین شبکه و سپس انتقال آن به دالان ته‌نشینی می‌باشد. در طراحی این سازه باید درنظر داشت که فاصله بین میله‌های شبکه آن‌قدر بزرگ باشد که در زمان وقوع سیلاب» جریان انحراف یافته بتواند رسوبات درشت را از بین آنها عبور دهد. بنابراین لازم است دیواره‌های این دالان در برابر ضربات و نیروهای ناشی از برخورد این بخش از رسوبات مقاومت کند. مقطع عرضی این دالان مستطیل شکل است. این دالان از مصالح بنایی یا بتن ساخته می‌شود و سطوح آن که در مجاورت جریان قرار می‌گیرد از بتن با کیفیت بالا ساخته می‌شود. ۳-۱-۵-۳ دالان ته‌نشینی دالان ته‌نشینی تشکیل شده از یک سازه بتنی و یا بنایی است که در کنار رودخانه جای می‌گیرد و به عنوان دیوار حایل نیز عمل می‌کند. این سازه برای جداسازی بخش درشت‌دانه رسوبات وارد شده به آبگیر ساخته می‌شود و در حقیقت آبی را که به سمت سامانه ابرسانی می‌رود؛ عاری از رسوبات درشت‌دانه می‌کند. در سایر آبگیرهاء سازه ته‌نشینی برای نگهداری و ته‌نشینی رسوبات ریزتر از ۳ میلی‌متر استفاده می‌شوند.ء اما در کف‌ریزهاء دالان ته‌نشینی برای نگهداری بخش درشت‌دانه رسوبات با اندازه ۵۰ میلی‌متر و یا درشت‌تر طراحی می‌شود. در سامانه نشان داده‌شده در شکل (۲۱-۳)» آب عاری از رسوبات درشت‌دانه توسط یک سرریز جانبی خارج می‌شود و رسوبات ته‌نشین شده توسط یک دریجه تحتانی به‌صورت دوره‌ای به بیرون منتقل می‌شود. دالان ته‌نشینی باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند کل قسمت درشت‌دانه رسوبات رد شده از بین میله‌های کف مشبک را در خود نگه دارد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها ی آبگیری از رودخانه و مبانی طراح یآن‌ها ‎۸٩ کف دالان باید با یک شیب طولی (بین ۲/۸ الی :/۱۰) ساخته شود. حجم در نظر گرفته شده برای رسوبات ته‌نشین شده» وابسته به بار رسوبی مورد انتظار و همچنین تناوب شستشوی رسوبات می‌باشد. عرض دریچه تحتانی برابر عرض دالان ته‌نشینی درنظر گرفته می‌شود. در این سازه استفاده از دریچه‌های قطاعی به دلیل سادگی» قدرت و استحکام کافی و نیاز به انرژی کم‌تر برای راه اندازی» مناسب‌تر هستند. پس از دریجه نیاز به سازه‌ای برای هدایت رسوبات شسته شده به داخل رودخانه می‌باشد. معمول" ظرفیت جابجایی رسوب رودخانه در مواقع سیلاب به اندازه کافی بزرگ است تا بتواند رسوبات شسته شده از داخل دالان ته‌نشینی را حمل نماید. البته طرح هایی با یک دالان ممکن است به‌صورت منقطع کار کند یعنی در طی شستشوی رسوبات» عرضه و تامین آب به ناچار قطع شود. از آن‌جا که در طی سیلاب‌هاء عمل شستشو تکرار می‌شود. لازم است تا با درنظر گرفتن تمهیداتی این انقطاع‌ها کم شود. درصورتی که بخش ریزدانه رسوبات خیلی زیاد باشدء این احتمال وجود دارد که سازه توسط این رسوبات مسدود شود. از این رو این سازه فقط برای رودخانه‌هایی که بخش ریزدانه رسوبات آنها (کوچک‌تر از ۰/۶میلی‌متر) کم‌تر از ۲۵/۸ کل بار رسوبات آنها باشدء توصیه می‌شود. ۲-۵-۳- ضوابط طراحی ۱-۲-۵-۳ کف مشبک رابطه زیر برای محاسبه طول کف مشبک ,با ارائه شده است: که در این رابطه: : ضریب انقباض ۵ عمق استاندارد برابر با 0.674 - 4 ب1): عمق بحرانی «۵: بده بر واحد عرض می‌باشدکه برابر با است و در آن .۷۷ عرض کف مشبک و ر بده طراحی می‌باشد. برای برآورد طول کف مشبک از رابطه بالاء مقادیر زیر برای پارامترهای آن توصیه شده است: 5( مکا) < وکا (۱۵-۳) 65-5 5 یا که دراین رابطه: به عنوان توصیه کلی مقدار تقریبی پسً به‌صورت زیر نیز ارائه شده است: -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظلت آن (۱۶-۳) 0 -3)عما به‌منظور احتساب خطر گرفتگی جزیی در کف مشبک» توصیه می‌شود که مقدار پآ به‌دست آمده از روابط فوق در حد ۲۵ الی بزرگ‌تر درنظر گرفته شود. حداقل طول کف مشبک نیز باید بیش از ۱:۲ باشد. درضمن یادآوری می‌شود که عرض کف مشبک شامل فقط قسمتی از عرض رودخانه است و باقی این عرض توسط سرریزی که قبلا ذکر شد, مسدود می‌شود. ۳-۲-۵-۳ دالان جمع کننده این دالان به صورت جریان با سطح آزاد طراحی می‌شود و مقطع عرضی آن مستطیلی شکل است. در امتداد دالان, ساختار جریان پیجیده می‌باشد. جریان ذکر شده, یک جریان چرخشی است. که دلیل ایحاد آن قدرت زیاد و جهت جریان ورودی می‌باشد. ۳ همجنین از نوع جریان متغیر مکانی است که بده آن در طول دالان اضافه می‌شود (شکل ۲۳-۳). ساختار چرخشم ایجاد شده در دالان» ظرفیت حمل رسوب جریان را افزایش می‌دهد. اما در عین حال اتلاف انرژی نیز افزایش می‌یابد. برای دالان‌هایی طولانی‌تر از ۴متر لازم است تا جریان اضافه شده در طول دالان در محاسبات لحاظ شود. سس 7] ۳ 00 کمک ی ا۸ » 7 شکل ۲۳-۲- طراحی هیدرولیکی دالان جمع کننده. ساختار و مولفه های جریان معادله تغییرات عمق جریان در دالان جمع‌کننده با استفاده از روش تفاضل محدود به‌صورت زیر نوشته می‌شود: ۸ ۷2۸۷ ۷ (۱۷-۳) در رو شش - ۸7 که در این رابطه: ۱۷ عرض مقطع فرضی در فاصله ۷ از ابتدای دالان ۷ سرعت میانگین در مقطع فرضی ۸ : شعاع هیدرولیکی در مقطع فرضی (۸ در این معادله: - ترم اول بیانگر افت هیدرولیکی به علت تغییرات در مقطع عرضی جریان می‌باشد. - ترم آخر بیانگر افت ناشی از بده اضافه شده در طول دالان می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم - روس‌ها ی آبگیری از رودخانه و میانی طراح ی آن‌ها ۳۱ در حقیقت ترم آخرء مولفه غالب در این معادله می‌باشد. حتی می‌توان یک و یا هر دو ترم آبتدایی این معادله را به‌منظور ساده سازی درنظر نگرفت. با حل گام‌به‌گام معادله یادشده در تعداد گام‌های دلخواه» بسته به میزان دقت مورد نیاز» می‌توان ارتفاع دالان زا را به‌دست آورد. البته حداقل فاصله‌ای به اندازه ۱۰ الی ۲۰ سانتی‌متر بین سطح آب و شبکه قرار گرفته برروی دالان باید درنظر گرفت. همچنین تراز انتهای پایین دست دالان جمع‌کننده» تعیین کننده تراز ابتدای ورودی دالان ته‌نشینی می‌باشد. لازم به ذکر است عرض و طول دالان جمع کننده نیز متاثر از ابعاد کف‌ریز می‌باشد. ۳-۲-۵-۳ دالان ته‌نشین, این دالان تنها به‌منظور نگهداری بخش درشت‌دانه رسوبات طراحی می‌گردد. معمولا عرض ۷۷۰2 و ارتفاع »11 دالان ته‌نشینی بسته به شرایط خاص محل (مثل تراز پایاب» تراز کناره رودخانه و بستر آن و عرض رودخانه) و با استفاده از رابطه زیر تعیین می‌شود: با د ۷ 0 )۱۸-۳( که در این رابطه مو.آ: طول دالان» ۷: سرعت میانگین جریان در دالان ته‌نشینی بوده و 0 سرعت سقوط آن بخش از رسوبات می‌باشد که ته‌نشین می‌شوند (ذرات بین ۰/۲ الی ۰/۲۵ میلی‌متر ). 0 ۷/۶ )۱۹-۳( با انتخاب کردن مقادیر »۰۷۷ »1 و بده طراحی ,,) مقدار سرعت میانگین جریان ۷ از رابطه (۱۹-۳) مشخص شده» سپس با کمک رابطه (۱۸-۳) طول دالان ».1 نیز مشخص می‌شود. لازم به ذکر است که برای درنظر گرفتن حجم مشخصی از رسوبات ته‌نشین شده مقداری به ابعاد محاسبه شده توسط معادلات بالا اضافه شود. همچنین توصیه می‌شود کف دالان ته‌نشینی از شیب ملایمی در حدود ۵/۸ برخوردار باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۴ رسوب‌زدایی در آیگیری از رودخانه سوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه ۳۵ ۱-۴- کلیات بحث رسوب یکی از مسایل اساسی در آبگیری از رودخانه‌ها است که مهندسین و طراحان تاسیسات آبی با آن مواجه هستند. در آبگیری از رودخانه و طراحی یک سازه انحراف باید میزان رسوبات ورودی به کانال آبگیر به حداقل مقدار ممکن برسد و در صورت نیاز جداسازی رسوبات در کانال آبگیر نیز انجام شود. در آبگیری به روش پمپازء بار رسوبی صدمات زیادی به بخش‌هایی از تجهیزات مربوط می‌رساند. قطعاتی از این تجهیزات که در تماس با رسوبات می‌باشند در مدت زمان کوتاهی ممکن است صدمه دیده» کارایی آنها پایین آمده و تعمیر آنها هزینه زیادی را به همراه داشته باشد. در این حالت رسوبات باید قبل از ورود به سامانه پمپ‌ها از جریان جدا شوند. به همین منظور در سامانه پمپاز معمولا از آشغالگیر و حوضچه ترسیب در ورودی پمپ‌ها استفاده می‌شود. از طرف دیگر چنانچه در بخش‌هایی از سامانه انتقال سرعت جریان کم باشد.ء امکان رسوب‌گذاری در آنها وجود دارد. در اثر رسوب‌گذاری» شیب کانال‌ها تغییر کرده و با بالا آمدن رقوم کف کانال, ارتفاع آزاد در آنها کاهش یافته و در نهایت از ظرفیت آبرسانی کاسته می‌شود. در آبگیری با استفاده از بند انحرافی, شرایط رسوب‌گذاری در پشت بند انحرافی وجود دارد. در این شرایط نیز ته‌نشینی تمام رسوبات همراه جریان به سختی صورت خواهد پذیرفت, مگر آنکه مخزن بسیار بزرگ باشد. از سوی دیگر رسوب‌گذاری در بالادست بند انحرافی می‌تواند مشکلات تازه‌ای را به‌وجود آورد. به‌خصوص وقتی که باید مقادیر قابل توجهی از آب منحرف گردد. در این حالت جداسازی رسوبات پس از انحراف جریان نیز باید صورت پذیرد. در ادامه روش‌های مختلف رسوب‌زدایی در محدوده آبگیرها معرفی می‌گردد. ۳-۴- تقسیم‌بندی روش‌های رسوب‌زدایی در آبگیرها روش‌های مختلفی جهت جدا کردن رسوبات بستر وجود دارد که در قالب سه گروه اصلی مورد بررسی قرار می‌گیرند [۲]. گروه اول: شامل روش‌هایی هستند که براساس راندن رسوبات" عمل می‌کنند (شکل۱-۴). در این حالت به لایه‌های بالایی جریان اجازه ورود به آبگیر داده می‌شود و لایه‌های پایین جریان که حاوی رسوب زیادی هست. از جلوی آبگیر دور می‌شود. یکی از این روش‌هاء استفاده از صفحات مستغرق " می‌باشد که با ایجاد جریان‌های ثانویه رسوبات را از دهانه آبگیر دور می‌کند. از روش‌های دیگر مورد استفاده برای کاهش ورود رسوبات استفاده از آستانه" در ورودی آبگیر است که باعث می‌گردد جریان حاوی رسوبات ی رت 3 . ۰ ی ۰ ۴ ۰ 7 گروه دوم: شامل روش‌هایی است که بر مبنای اصل تخلیه رسوبات عمل می‌نمایند (شکل ۲-۴). در این حالت عمل جداسازی آب و رسوب با تقسیم جریان به دو بخش بالایی و پایینی» با استفاده از یک دال افقی صورت می‌پذیرد. بخش بالایی محتوی آب ۱- 500110۲ 3 2-05 [از5 -3 4- 5۵۵۱۱۵۱۱ 0 -------- صفحهٔ بعد -------- زلال به کانال آبگیر منتقل می‌شود و بخش پایینی محتوی رسوبات به‌وسیله تونل‌های رسوبگیر و دریچه‌های شستشو به پایین دست هدایت می‌گردد. برای کاربرد این روش وجود اختلاف ارتفاع لازم» جهت شستشوی رسوبات ضروری است. شکل ۱-۴- راندن رسوبات ری ۳ گروه سوم: شامل روش‌هایی است که در آنها رسوبات از طریق شکاف‌هایی تخلیه شده یا به‌وسیله سامانه‌های رسوبگیر در کف به ۰ ۰ یو 4 ۰ ۰ ۰ 9 2 ۱ ۰ ۸ ۰ 2 5 تله انداخته می‌شوند. یک نمونه از این روش» رسوبگیر لوله‌ای است (شکل۳-۴). به‌دلیل وجود نیروی ثقل و اندازه حرکت آب ورودی به مجرای زیرین شکاف, بار بستر وارد مجرا می‌شود. محتویات مجرا به یک حوضچه یا کانال زهکش تخلیه می‌شود و بدین ترتیب امکان کنترل رسوبات بیش‌تر فراهم می‌گردد. 1- ۷۵۳۵۲ ۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه ۳۷ جداسازی رسوبات معلق معمولا پس از انحراف جریان صورت می‌پذیرد. یکی از روش‌های جداسازی رسوبات معلق استفاده از حوضجه ترسیب! است. نوع متداول این روش استفاده ازحوضچه‌های ترسیب طولی است (شکل ۴-۴). این حوضجه‌ها از یک با چند دالان به طول کافی تشکیل شده‌اند که اجازه ته‌نشینی ذرات رسوب را فراهم می‌سازند. برای جداسازی رسوبات وارد شده به کانال آبگیر از حوضجه‌های ترسیب دایره‌ای یا گردایی نیز می‌توان استفاده کرد (شکل ۵-۴). در این نوع حوضچه‌هاء رسوبات در اثر جریان چرخشی در مرکز حوضچه متمرکز می‌شوند. رسوبات تمرکز یافته در مرکز حوضچه به همراه مقداری آب شستشو دهنده از کف آن خارج می‌گردد. شکل ۴-۴- حوضچه ترسیب طولی |- 50۵11115۶ 9 -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۵-۴- حوضچه ترسیب‌گردابی سازه‌های رسوبگیر را براساس محل قرارگیری آنها می‌توان به دو دسته سازه‌های پیشگیرانه" و سازه‌های علاج بخش" نیز تقسیم نمود. سازه‌های پیشگیرانه در دهانه آبگیر احداث می‌گردند و بیش‌تر برای جداسازی بار بستر استفاده می‌شوند. بار معلق و بخشی از بار بستر که وارد کانال آبگیر می‌شوند.» توسط روش‌های دیگری که به روش‌های علاج بخش موسومند.ء از جریان جدا می‌شوند. ۳-۴- سازه‌های پیشگیرانه - سازه‌های منحرف کننده جریان تحتانی پررسوب در ادامه سازه‌های فوق معرفی می‌شود. ۱-۳-۴ سازه‌های منحرف کننده جریان تحتانی پررسوب انواع مختلفی از این سازه‌ها وجود دارند که در ادامه معرفی و مبانی طراحی هیدرولیکی هر کدام بیان می‌گردد. ۱-۱-۳-۴ دیواره‌های هدایت کننده رسوب در این نوع از سازه‌های منحرف کننده رسوب., دسته‌ای از دیواره‌های منحس شکل 9 مستعرق ساخته شده از بتن در جلوی کانال آبگیر قرار می‌گیرند تا با انحراف مناسب جریان تحتانی مانع از ورود بار بستر به داخل آبگیر شوند. این دیواره‌ها موازی هم بوده و از دیواره‌ها توسط کینگ در سال ۱۹۳۳۲ مطرح شد و به‌نام دیواره‌های کینگ نیز معروف است [۲۹]. |- ۳۳۵۱۵۵۲۹ ۵۲ ۲۳۵۷۵۲۱۷۵ ۸/1015 2- [۵01۵۲ ۵0۲ ۳۵11۷۵ ۱۷101۳۵۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه نصا جانمایی اولیه و جزییات دیواره‌های هدایت کننده رسوب در شکل (۶-۴) و (۷-۴) نشان داده‌شده است. چنانجه بده کانال آبگیر د بیش‌تر از - بده ابراهه اصلی باشد. بهتر است از این دیواره‌ها استفاده نشود. ۳ - توصیه‌های طراحی ۱- شعاع انحنای دیواره‌ها بهتر است ملایم و منظم باشد تا از ضربات ناشی از برخورد جریان به آنها کاسته شود. بهتر است شعاع انحنا از ۷/۵ متر کم‌تر نباشد. ۲- دیواره‌های منحنی شکل در بالادست از یک قسمت مستقیم در پلان» موازی محور مرکزی آبراهه اصلی» شروع می‌شوند. دماغه این قسمت دارای شیب ۱ عمودی به ۳ افقی در مقطع است. قسمت مستقیم ورودی» هم به جلو و هم به طرفین شیب‌دارد (شکل ۷-۴). ۳ به‌منظور جلوگیری از آبشستگی, پوشش کف در بالادست امتداد یافته و با شیب ۱ به ۱۰ طی یک روند نزولی به بستر متصل شود (شکل ۷-۴). ۴- به‌منظور یافتن انتهای پایین‌دست دیواره‌ها یک خط از گوشه پایین دست کانال آبگیر به طرف بالادست با شیب ۲ به ۱ نسبت به محور مرکزی آبراهه اصلی درنظر گرفته می‌شود. دیواره‌های منحنی شکل باید به خط مزبور برسد و ترجیحا تا فاصله‌ای تقریبی ۰/۵ تا ۱/۵ متر از طرف دیگر خط به‌صورت مستقیم (بدون انحنا) ادامه یابد (شکل ۶-۴). بالای دنوار و شکل ۶-۴- دیواره‌های هدایت کننده رسوب به همراه جزییات جانمایی آنها -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۰ ۵- ارتفاع در هیدرولی؟ متر و ض ۶- فاصله بیر ۷ طولی از ۵ متر ۸ پارامترها: آبگیر ۷۷ هنگامی که آبراهه ۱ رسوبات زیادی به سم می‌شود که یک سری راهنما یآبگیری پلان و تراز دیواره در آنتهای بالادست ۹ و مد بالگ دیواره بستر کانال 3 شروع دیواره ۱ . رد یی 900 جزبیات کف در انتهای بالادست بالای دیواره 9 تراز دیواره ها در انتهای پایین شکل ۷-۴- جزییات دیواره‌های هدایت کننده رسوب واره‌ها حدود ۰/۲۵ تا ۰/۳۳ عمق جریان در آبراهه اصلی درنظر گرفته می‌شود. دیوار ی کارایی بهتری دارند؛ اما از نقطه نظر حفظ پایداری» ضخامت ۰/۱۲۵ متربرای دیواره حامت ۰/۲۵ متر برای دیواره با ارتفاع‌های بیش‌تر توصیه شده است. سطوح دیواره‌ها باید دیواره‌ها حداقل حدود ۱/۵ برابر ارتفاعشان انتخاب شود. کف آبراهه اصلی که توسط دیواره‌ها پوشیده شده است و بالادست دیواره‌هاء به فاصله ۰ (هر کدام کم‌تر باشد)» با پوشش بتنی محافظت شود. ی طراحی دیواره‌ها (۵6 ۷ 2 م1) که در شکل (۶-۴) نشان‌داده شده است. به‌صورت در جدول (۱-۴) ارائه شده است. برای افزایش کارایی» بهتر است حداقل از دو دیواره اس صلی کوچک بوده و دیواره‌های هدایت کننده رسوب بخش اعظمی از عرض آن‌را اشغاز ت کناره آبراهه اصلی که سرعت در آن‌جا پایین است.» منتقل شده و ته‌نشین شوند. ۱ کل نزدیک‌ترین دیواره به کانال آبگیر بهتر است با زاویه ۴۵۶ در جلوی آن واقع شود ههای باریک‌تر از نظر با ارتفاع کم‌تر از ۰/۵ برابر عمق جریان با تابعی از عرض کانال تفاده شود. می‌کنند. ممکن است ۸) ساخته شود. در این . انحناهای دیواره‌های -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه ۸ معکوس لزومی ندارد که هم مرکز باشند. انتهای بالادست این دیواره‌ها با شیب ۱ به ۳ طراحی می‌شود. فاصله نزدیک‌ترین دیواره معکوس از گوشه پایین دست کانال آبگیر نباید کم‌تر از فاصله .7 برای دیواره‌های هدایت کننده رسوب باشد. جدول ۱-۴- پارامترهای طراحی دیواره‌های هدایت کننده رسوب بر حسب عرض کانال آبگیر (/۷) ۷۷ ):((( 2) )۱((( ۶ ۷ )۱(( ۰ ۵7/۲ 7: )1۱( ۳/۲ ۲ )۱۱( ۰ ۰ ۳۵ دیواره های معکوس سح 1 1 شکل ۸-۴- دیواره‌های هدایت کننده رسوب به همراه دیواره‌های معکوس ۲-۱-۳-۴- دیواره 1 بشکن این روش برای هدایت بهتر جریان‌های سطحی به آبگیر و توزیع مناسب رسوب ورودی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش یک دیواره قائم منحنی شکل که از گوشه پایین دست کانال آبگیر به آبراهه اصلی توسعه می‌یاید. استفاده می‌شود. در شکل ‎)٩-۴( الگوی کلی دیواره آبشکن نشان‌داده شده است [۲۷]. -------- صفحهٔ بعد -------- - توصیه‌های طراحی ۱- دیواره آبشکن, زمانی انحنای مناسب خطوط جریان را از آبراهه اصلی به کانال آبگیر به‌وجود می‌آورد که دماغه آن با آبگیر صورت می‌گیرد. این دیواره حداقل تا ۷۵ درصد عرض کانال آبگیرء» می‌تواند توسعه یابد. ۲- ارتفاع دیواره آبشکن طوری انتخاب شود که حداقل ۰/۳ متر بالاتر از سطح جریان در آبگیر باشد. ۳- فاصله دماغه دیواره آبشکن تا گوشه بالادست آبگیر طوری باشد که بده مورد نیاز برای آبگیری» در فصول مختلف, قابل اگر رسوب وارد شده به آبگیر بیش از ظرفیت حمل رسوب آن باشدء دیواره آبشکن به تنهایی برای شرایط فوق مفید نخواهد بود. در چنین حالتی دیواره‌های هدایت کننده رسوب به همراه دیواره آبشکن بازده بیش‌تری خواهند داشت و توزیع مناسبی از رسوب را در سامانه به همراه خواهد داشت (شکل ۱۰-۴- الف). این سامانه ترکیبی» همجنین برای مواقعی که بده آبگیر بیش از َ بده آبراهه - توصیه‌های طراحی ۱- حداقل شعاع دیواره‌های هدایت کننده رسوب ۷/۵ متر باشد. هر قدر شعاع دیواره‌ها بیش‌تر شود بازده نیز بیش‌تر می‌شود. ۲- قسمت انتهایی دیواره‌های هدایت کننده رسوب., مستقیم است و زأویه ۳۷ با محور کانال اصلی می‌سازد. (شکل ۱۰-۴- ب). ۰ ۱ ۰ 51 ۳ . ی . را ۳ ۳- ارتفاع دیواره‌ها ی عمق جریان در آبراهه اصلی و فاصله بین آنها حدود ۱/۵ برابر ارتفاع آنها می‌باشد. فواصل ۵6 ۷ و ‎[٩ (شکل ۱۰-۴- ب) در جدول (۲-۴) ارائه شده‌اند. دقت شود که اعداد فوق به عنوان یک تخمین اولیه بوده و برای ۴- محدوده‌ای از بستر در اطراف دیواره‌ها و تا فاصله‌ای برابر ۱۵ تا ۳۰ متر در بالادست آن با پوشش مناسب محفاظت شود. ۵- تراز بستر محافظت شده» ۱۵ سانتی‌متر بالاتر از بستر رسوبی آبراهه اصلی باشد. انتهای قسمت بالادست بستر محافظت شده حداقل به اندازه ۵ متر با شیب ۱ به ۱۰ ساخته شود. ۶- شیروانی کناری آبراهه اصلی در سمت آبگیر حداقل تا فاصله ذکر شده در بالادست محافظت شود. برای این منظور -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه ۸۳ ۸0 ج ررض _ ۵ رر ۷ که ا 8 ۰ الف - دیواره هدایت کننده رسوب و دیواره آبشکن 1 ۱ ۱ 1 ۳۱ سح ۷ ی 1 ب- دیواره‌های هدایت کننده رسوب شکل ۱۰-۴- دیوارهای هدایت کننده رسوب و دیواره آبشکن جدول ۲-۴- ابعاد دیواره‌های هدایت کننده (برحسب متر) کرص ۷۷۷ ۱۵/۲ ۱ ۱۴/۲ ۹/۱ ۷۶ وا و۴ ا رجا مرا را با باعل ابگیر(متر) 7 ۳/۷ ۳۷ ۳/۰ ۳ | ما را را بت ام ابا ها ۱۷۲ 0 ۷ ۷/۶ ۶۱ ۴/۵ ۴ ۴ پا رم | ۱/۸ ۳ ۱۲ ۹ ۶ : ۴ و۳ | ملد ا معا ما با بابرا با جرا چا بدا ۱ب 7 ۳۷ ۳۷ ۱/۸ ۱/۸ ۸ ما ۵۱لا با بدا با هم بر ۳ ۷ ۸/۵ ۴۶ ۳/۷ ۳۷ ۹ ما ما جرا جوا جرا را عل ۳ کد ۳/۹ ۱۹/۲ ۱۳/۲ ۷ ۱۱:۸۷ ۱۱:۲۷ ۹/۱ ۹/۱ ۹/۱ ۹/۱ ۹ ۱ ۷/۶ 7 ۱/۸ ۱/۸ ۱/۸ ۱/۸ ۸ م۱۸ اما با با بدا هل ام او حداقل ۷ ۳۸ ۳/۰ ۳1 ۲ | ۲ اما ولا باعل توصیه شده 7 ۸ ۲ الا را برچ با ابا با لها لها بدا چیه اعدا عز۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۴ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظلت آن ۴-۱-۳-۴ ایجاد مانع در کانال اصلی در این روش تعدادی مانع مطابق شکل (۱۱-۴) در کف آبراهه اصلی و بالادست کانال آبگیر قرار می‌گیرد. بدین ترتیب در اثر وجود موانع» رسوبات کف در لایه‌های پایینی جریان» به لایه‌های بالایی جریان که دارای سرعت بیش‌تری است. منتقل شده و قبل از آن که فرصت کافی برای ورود به کانال آبگیر را پیدا کند. به پایین دست آبراهه اصلی منتقل می‌شود. بنابراین آب ورودی به کانال آبگیر دارای رسوب نسبتا کم‌تری می‌باشد. زیرکردن کف یا ایجاد موانع نباید به نحوی باشد که به‌جای کنترل رسوبء باعث ورود رسوب بیش‌تر به کانال آبگیر شود. این پدیده زمانی اتفاق می‌افتد که موانع» خیلی دور از بالادست کانال آبگیر یا خیلی نزدیک به گوشه آبراهه اصلی در سمت آبگیر قرار بگیرند[۳۱]. ۵-۱-۳-۴ صفحات سطحی این صفحات که به‌طور مایل در سطح جریان کار گذاشته می‌شوند. موجب انحراف بیش‌تر جریان سطحی به سمت آبگیر و دور کردن جریان عمقی از آبگیر می‌گردد (شکل ۱۳-۴). بدین ترتیب یک جریان حلزونی در پایین دست صفحات ایجاد می‌شود. در نتیجه جریانات عمقیء جابجایی رسوبات افزایش می‌یابد. این صفحات سطحی ممکن است چوبی یا فلزی باشند و با آرایش‌های مختلف در بالادست کانال آبگیر قرار می‌گیرد. نمونه‌ای از این صفحات سطحی که توسط شاومیان در کشور شوروی سابق استفاده شده و برای کانال‌های آبگیر متعددی به‌کار رفته استء در شکل (۱۳-۴) نشان داده شده است [۲۸] در ادامه توصیه‌های طراحی این نوع صفحات سطحی ارائه شده است. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه ۸۵ شکل ۱۳-۴- نمای کلی صفحات سطح, - توصیه‌های طراحی ۱ راستای قرارگیری صفحات, زاویه تقریبی "20 < 3 با محور مرکزی کانال اصلی می‌سازد. ۲- فاصله صفحات از سطح آب کم‌تر ازنصف عمق جریان در کانال اصلی است و محور قرارگیری آنها با جریان در کانال اصلی تقریبا زاویه "30 < ه درجه را تشکیل می‌دهد. ۳- شکل هر صفحه, قسمتی از یک دایره می‌باشد. عرضی از کانال اصلی که توسط صفحات پوشیده می‌شود توسط رابطه (۱-۴) به‌دست می‌آید (شکل ۱۳-۴): + 0.07(80 )۱-۴( وس 0 َ ۲ -------- صفحهٔ بعد -------- که در این رابطه: «0: بده کانال آبگیر (1*/9) ,0: بده جریان اصلی (۳:*/5) 8 : عرض کانال آبگیر(: ۳) عرضی از کانال اصلی که توسط صفحات پوشیده می‌شوند (: 0) همچنین زاویه 0 (بر حسب درجه) با توجه به شکل (۱۳-۴) از رابطه زیر به‌دست می‌آید: ۷ 0- 0.974) + 69.5۲-۴( که در این رابطه: ۷ : سرعت جریان در کانال آبگیر ایراد اساسی صفحات سطحی, امکان به تله‌اندازی و تجمع مواد زاید شناور است که این مساله مشکل بزرگ نگهداری آنها را به میان می‌آورد. ۶-۱-۳-۴ صفحات مستغرق صفحات مستغرق دیواره‌های کوچکی هستند که برای اصلاح الگوی جریان در نزدیکی بستر و باز توزیع جریان و انتقال رسوب در جچهت عرضی و به‌منظور دور کردن رسوبات از دهانه آبگیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. به‌طورکلی صفحات مستغرق از یک دیواره که روی دو پایه متصل به بستر قرار دارد» تشکیل شده و به چندین روش قابل ساخت هست. یک روش بدین صورت است که قطعات چوبی یا بتنی به پایه‌ها پیچ می‌شوند. در روش دیگر از یک پانل بتنی پیش ساخته که به پایه‌های فولادی پیچ شده است. استفاده می‌شود. صفحات مستغرق به‌منظور کنترل رسوب, به‌گونه‌ای در دهانه آبگیر استقرار می‌یابند که جهت آنها به سمت دیواره مقابل آبگیر باشد. پارامترهای مهم طراحی صفحات مستغرق عبارتند از ارتفاع صفحه ]]ء طول صفحه .أء زاویه برخورد جریان ۰۵ فواصل طولی و عرضی صفحات ,5 و,ق و فاصله اولین ردیف صفحات از دیواره و5 (شکل ۱۴-۴) [۳۱] . شکل ۱۴-۴- پارامترهای مهم طراحی صفحات مستغرق -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه ۸۷ - توصیه‌های طراحی با توجه به تحقیقات انجام شده در آبگیری از مسیرهای مستقیم می‌توان جمع‌بندی نهایی زیر را در مورد فواصل و آرایش این صفحات ارائه نمود: (- ارتفاع صفحات آ]]: مقدارتوصیه شده برای ارتفاع صفحات در محدوده 0.5 > ۲1/11 > 0.5 می‌باشد. در آین‌جا | عمق جریان است. ۲ طول صفحات .ا: مقدار توصیه شده برای طول صفحات در محدوده آ31> .1 > 211 می‌باشد و در بیش‌تر تحقیقات 1 << بآ استفاده شده است. ۳ فاصله طولی صفحات 85: فاصله طولی صفحات در دهانه آبگیرء در محدوده 811 تا 1011 مناسب است. ۴ فاصله عرضی صفحات از دیواره 5: فاصله عرضی صفحات بین 211 تا 311 توصیه شده است. ۵- فاصله صفحات از دیواره آبگیر 8۳: این فاصله کم‌تر از 411 توصیه شده و معمولا برابر 311 درنظر گرفته شده است. ۶- زاویه صفحات با جهت جریان ه: زاویه صفحات در محدوده 25 > 0 > 5| توصیه شده ولی بیش‌ترین کاربرد صفحات با زوایای ۱۹/۵ و۲۰ درجه بوده است. ۷- تعداد ردیف صفحات: معمولا از دو یا سه ردیف صفحات موازی با جمت جریان استفاده شده است. ۸- تعداد صفحات: تعداد صفحات به‌گونه‌ای انتخاب می‌شود که حداقل دو صفحه در بالادست آبگیر و یک صفحه در پایین ۲-۳-۴ سازه‌های جداکننده لایه‌های فوقانی و تحتانی جریان در این سازه‌ها لایه پررسوب زیرین جریان از لایه کم رسوب بالایی جدا می‌شود. به‌گونه‌ای که آب با رسوب کم‌تر به کانال آبگیر منتقل و جریان پررسوب به پایین دست آبراهه اصلی هدایت می‌شود. ۱-۲-۳-۴- سکوی رسوبگیر این سکو از یک صفحه افقی, که معمولا از بتن مسلح ساخته شده و روی پایه‌هایی قرار دارد» تشکیل شده است (شکل ۱۵-۴). پایه‌هاء فضای زیر سکو را به مجاری تخلیه کننده تقسیم می‌کنند که مانند تونل‌های رسوبگیر عمل می‌نمایند. سکوی رسوبگیر برای کانال‌های آبگیر کوچک که از آبراهه‌های عمیق و بزرگ منشعب می‌شوند.ء به‌کار می‌رود و بهتر است در جاهایی استفاده شود که عمق جریان بیش از ۲ متر باشد. عملکرد این سکو بدین ترتیب است که جریان با رسوبات زیاد که بیش‌تر در نزدیک بستر متمرکز می‌باشد از طریق مجاری زیر سکو به پایین دست هدایت و از جلوی کانال آبگیر دور می‌شود و جریان کم رسوب فوقانی روی سکو به آبگیر راه می‌یاید [۰]۲۹ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۱۵-۴- سکوی رسوبگیر عیب این سکو آن است که رسوبات نزدیک بستر که از زیر سکو به پایین دست آبراهه اصلی منتقل می‌شوند» امکان ته‌نشینی در محدوده خروجی ان را دارند. در نتیجه ممکن است کارایی سازه با مشکل مواجه شود. برای رفع این مشکل, از دیواره‌های هدایت کننده رسوب در پایین دست و در ادامه پایه‌ها می‌توان استفاده کرد تا رسوبات به‌طور مناسبی به پایین دست هدایت شوند (شکل ۱۶-۴). شکل ۱۶-۴- سکوی رسوبگیر به همراه دیواره هدایت کننده رسوب - توصیه‌های طراحی ۱ تراز سکوی بتنی: این تراز باید طوری انتخاب شود که اهداف زیر را برآورده سازد: - جداسازی هرچه بیش‌تر جریانات پررسوب کف - تامین بده آبگیر از جریان عبوری از روی سکو - عمق تونل‌ها برای عبور مواد زاید بدون بسته‌شدن مجرای آن کافی باشد. بدین منظور ارتفاع تونل‌ها بین ۰/۶ تا ۰/۹ ۲- عرض سکو: عرض سکو باید طوری انتخاب شود که همواره بده مورد نیاز کانال آبگیر را تامین نماید و توانایی عبور بده ۰ تا ۲۵ درصد بیش از بده کانال آبگیر را داشته باشد. ۳- حفاظت کف آبراهه اصلی: پوشش سنگی در فاصله‌ای مناسب (حدود ۱۵ تا ۳۰ متر) در بالادست سکو روی بستر و کناره‌ها به کار رود. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه ‎۸٩ ۴- پایه‌ها: تعداد پایه‌های مورد نیاز با توجه به ملاحظات سازه‌ای تعیین می‌شود. دماغه بالادست پایه‌ها دارای شیب ۱ به ۳ باشد که هم به جلو و هم به طرفین شیب‌دارد. بالادست پایه‌ها بهتر است به اندازه ۰/۳ متر جلوتر از لبه بالادست سکو ۵- لبه بالادست سکوی بتنی: معمولا ۱/۵ تا ۳ متر از گوشه بالادست کانال آبگیر فراتر می‌رود. ۳-۲-۳-۴ تونل رسوبگیر در جلوی آبگیر به‌منظور جداکردن بار سوبی در رودخانه» می‌توان از تونل رسوبگیر در جلوی آبگیر و در بالادست بند انحرافی استفاده کرد. آب کم رسوب, از روی تونل به کانال آبگیر وارد شده و جریان پررسوب نزدیک کف از طریق تونل به پایین دست رودخانه منتقل می‌گردد. ایده اولیه کنترل رسوب از این طریق توسط الدسن در سال ۱۹۳۲ مطرح شد و بعدها توسط نیکلسون در سال ۱۹۳۴ تحقق عینی پیدا کرد که اولین تونل رسوبگیر را برای کانال آبگیر چناب در هندوستان اجرا نمود. این رسوبگیر شامل شش تونل با طول‌های متفاوت بود که کل عرض ورودی آبگیر را پوشش می‌داد و در انتها به دو دهانه مجرای تخلیه رسوب در بند انحرافی ختم می‌شد. شکل (۱۷-۴) پلان و مقطع عرضی نمونه‌ای از تونل رسویگیر را نشان می‌دهد [۳۰ و ۲۵] .۰ شکل ۱۷-۴- تونل‌های رسوبگیر [۳۵] - توصیه‌های طراحی ۱(- عرض رسوبگیر: عرض تونل رسوبگیر معمولا ۱ تا ۴ دهانه از محرای تخلیه رسوب را پوشش می‌دهد. همچنین عرض رسوبگیر باید طوری باشد که جریان عبوری از روی آن. بده مورد نیاز برای کانال آبگیر را همواره تأمین نماید. ۲- شرایط رودخانه در بالادست: در انتخاب محل دهانه ورودی تونل‌های رسوبگیر عواملی مانند شرایط بالادست رودخانه و تغییرات احتمالی موجود در مسیر جریان» خصوصیات رسوبء» محل تنظیم کننده آبگیر و محل و طول دیواره تقسیم -------- صفحهٔ بعد -------- ۹ دیوارهای تونل فراتر می رود و لبه زیرین آن در بالادست به شکل یک ربع بیضی با معادله زیر ساخته می‌شود: (۳-۴) اک ور ی 1 *2-30) که در این رابطه: ا: ضخامت سقف تونل» * ولا به ترتیب مختصات دماغه دیواره تونل می‌باشد. ۴ ابعاد تونل: تونل‌ها معمولا مقطعی مستطیل شکل داشته و دارای ورودی زنگوله‌ای شکل می‌باشند. طول تمام تونل‌ها با یکدیگر متفاوت بوده و طوری تعیین می‌شوند که افت ارتفاع در آنها با تغییر سطح مقطع آن ثابت باشد. طول نزدیک‌ترین تونل به آبگیر با عرض دهانه کانال آبگیر مساوی بوده و هر قدر از دهانه آبگیر فاصله گرفته می‌شود» طول تونل‌ها کم‌تر خواهد شد. سرعت جریان در خروجی تونل‌ها باید از ته‌نشینی رسوب در این محل جلوگیری کند. عمق تونل‌ها معمولا برابر اختلاف بین تراز تاج تنظیم کننده کانال آبگیر و تراز کف دهانه‌های مجرای تخلیه رسوب منهای ضخامت سقف آَن می‌باشد. شعاع انحنای خم در انتهای تونل در حدود۱۰ تا ۱۵ برابر عرض تونل است. تعداد تونل‌ها بده ابعاد آزها و عرص کل رسوبگیر بستگی دارد. معمو لا بین ۲ تا ۶ تونل توصیه می‌شود. ضخامت دیواره‌های تونل بین ۳ تا ۰/۸ متر توصیه شده است. ۵- افت در تونل‌ها: * افت اصطکاک: با توجه به رابطه مانینگ, افت به خاطر اصطکاک از رابطه زیر محاسبه می‌شود: )۴-۴( که در این رابطه: 7 افت اصطکاک ( 11) ا: طول تونل (3) شعاع هیدرولیکی متوسط (0) ۷ سرعت متوسط جریان در تونل (1/5) ضریب زبری * افت ناشی از خم: مقدار افت به دلیل وجود انحنا در مسیر تونل از رابطه زیر به‌دست می‌آید: که در این رابطه: افت ناشی از خم (13) 0 زاویه آنحراف در خم (درجه) ۳ ضریبی است که از رابطه زیر به‌دست می‌آید: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه ۹ (۴-ع) ۳-01243۱00 9 که در این رابطه: 5 عرض متوسط تونل (متر) ۲ شعاع انحنا در امتداد محور مرکزی تونل (متر) * افت به خاطر باز شدگی مقطع: به دلیل افزایش سطح مقطع و تغییر سرعت جریان» افت به‌وجود آمده از رابطه زیر به‌دست می‌آید: ۷22 (۷-۴) لش 0.1 عمط زا 28 8 )۸-۴( که در این رابطه: ۷و ۷۰: به ترتیب سرعت جریان قبل و بعد از تغییر سطح مقطع افت به خاطرتغییر در سطح مقطع (متر) افت کل در تونل‌های رسوبگیر معمولا بین ۰/۶ تا ۱/۲ متر است [۳۰]. ۶- سرعت جریان در تونل: سرعت جریان مورد نیاز برای حمل و خارج نمودن رسوبات از تونل به عوامل متعددی بستگی دارد که مقدار و اندازه رسوبات موجود در جریان از عمده‌ترین آنها می‌باشند. تجربه نشان داده است که حداقل سرعت ۸ تا ۲ متر برثانیه در مسیرهای آبرفتی و تا ۴ متر برثانیه زمانی که بستر از نوع سنگ‌های درشت‌تر می‌باشد» کافی است [۳۰] ۰ ۷ بده رسوبگیر: بده رسوبگیر معمولا بین ۱۰ تا ۲۰ درصد بده طراحی کانال آبگیر است که البته تا مقادیر ۳۰ درصد نیز استفاده شده است. ۸- ارتفاع مورد نیاز جریان برای عملکرد سامانه: ارتفاع (اختلاف بین تراز آب بالادست و پایین دست در زمان سیلاب) در محدوده ۰/۶ تا ۱ متر برای بهره‌برداری مناسب کافی است. البته ترجیح داده می‌شود که ارتفاع بیش‌تری برای خروج بهتر رسوبات استفاده شود. ۹ مراحل طراحی هیدرولیکی تونل‌های رسوبگیر با توجه به تئوری حمل رسوب در زیر آمده است: حداکثر بده رودخانه 4[» عمق جریان در رودخانه و بده کانال آبگیر (01) را مشخص کنید. * تنش برشی در رودخانه را از رابطه زیر محاسبه نمایید. 5 شیب رودخانه و +[ شعاع هیدرولیکی است. )٩-۴(‏ 5 << ,۲ |- 40 -------- صفحهٔ بعد -------- ۹ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن ۹ اندازه بزرگ‌ترین ذره از مصالح بستر که در تنش برشی به‌دست آمده به حرکت در می‌آید 4:۳ را از نمودار شیلدز * مقداری (بین ۱ تا ۲ متر) برای ارتفاع تونل | درنظر بگیرید. * بده رسوبگیر ,م0 را فرض نمایید (۱۰ تا ۲۰ درصد ر) * سرعت آستانه حرکت ,[] را برای اندازه مصالحی که در مرحله ۳ به‌دست آمده با استفاده ازمعادله زیر به‌دست آورید. ممط 5 که در این رابطه: شعاع هیدرولیکی رسوبگیر» ,۵ وم به ترتیب چگالی رسوب و آب می‌باشد. * سرعت رسوب‌گذاری حدی الا را برای قطر .4 از رابطه زیر محاسبه کنید. (۱۱-۴) (1- م/ ,0) ی کای5/ ۳ < 1 * در رابطه فوق ,۳ پارامتری است که به اندازه ذره و غلظت رسوبات بستگی دارد و برای ذرات بزرگ‌تر از ۰/۵ نشان داده شده است[۲۵] . سس سس سس ی / ۹ با اما / سل سل و ۱۵ 2۰ حدل امه ب ۳ ِ : 24 20 04 4 ۱ 3 2 1 ۱ ز ززوزردگه شکل ۱۸-۴- تغییرات ۱[ با غلظت و قطر ذره رسوب * سرعت جریان در رسوبگیر ,م لآ » بزرگ‌تر از ,یل و کمی کوچک‌تر از ,لآ انتخاب شود. * عرض مفید رسوبگیر از رابطه 1 < 3 به دست می‌آید. عرض کل رسوبگیر با استفاده از این عرض به اضافه 1 عرض دیواره‌های میانی به‌دست می‌آید. * عرضی از رودخانه برر3ا که بده ,ر را به تونل رسوبگیر هدایت می‌کند. با استفاده از رابطه زیر تعیین شود: 170 (۱۳-۴) خ(ر ۷ + )> وتا 0 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه ۳ ٩‏ مقدار بار بستر که از عرض .ریق وارد تونل می‌شود.ء با به‌کارگیری روابط مناسب محاسبه شود. * مقدار بار معلق که وارد تونل می‌شود. با انتگرال‌گیری حاصل‌ضرب سرعت جریان در غلظت رسوبات معلق از ارتفاع 4 (ل قطر ذره رسوب است) تا ارتفاع 1 (ارتفاع تونل) به‌دست می‌آید. همچنین مقدار بار معلق که از بالای تونل وارد کانال آبگیر می‌شود با انتگرال‌گیری از تراز سقف تونل تا تراز سطح آب محاسبه شود. شایان ذکر است که این شیوه محاسبه تغییرات غلظت بار معلق ناشی از آبگیری و تغییر در توزیع غلظت ناشی از برخورد آب با دماغه تونل را درنظر نمی‌گیرد. ۰ برای مقادیر معلوم ,:,۸)» ,.رقا و 0 گرفتگی تونل محاسبه شود: ۱ 1 ۱۸ رو | : و + 1 َ (۱۳-۴) درصد گرفتگی < مقدار ,0 (ارتفاع جریان آب در تونل) از معادله زیر به‌دست می‌آید: (۱۴-۴) (1-م/. م) 4۳۲ - *ه غلظت رسوب ,) درتونل از رابطه زیر به‌دست می‌آید [۲۵] : 0 (۱۵-۴) ۱ ۱ - ی + که در این رابطه: عدد رینولدز جریان درون تونل ]: ضریب دارسی ویسباخ [ :تابعی از قطر ذرات است که از جدول (۳-۴) به‌دست می‌آید 1 5 ۱ 7 0.890 در این‌جا لازم است که برخی موارد کنترل شود. از جمله باید گرفتگی محاسبه شده» از یک مقدار منطقی (حدود ۸۳۵) کم‌تر باشد| ۱۰|. همچنین ,) محاسبه شده باید از غلظت رسوب ورودی به تونل بیش‌تر باشد. هر کدام از شرایط فوق که ارضا نشود باید گام‌های (۴) تا (۱۵) تکرار شود. در نهایت بهترین ترکیب برای ».رت و 1 به گونه‌ای انتخاب می‌شود که حداقل گرفتگی و حدافل ,,) و بهترین وضعیت انتقال رسوب راء هم از حیث بازده و هم رعایت قیود داشته باشد. بازده رسوبگیر از تقسیم میزان رسوبات ورودی به تونل به کل میزان رسوبات وارد شده به محدوده تونل حاصل خواهد -------- صفحهٔ بعد -------- ری راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظ ت آن * پس از تعیین ,۰0 ..,3] و 1 نوبت طراحی تونل‌های میانی است. نزدیک‌ترین تونل میانی به دهانه آبگیرء با فاصله کمی از بالادست دهانه آغاز شده و تا دریجه رسوب‌شویی در بند انحرافی ادامه می‌پابد. سایر تونل‌های میانی طول کم‌تری دارند به‌طوری‌که با شیبی حدود یک به یک طولشان نسبت به تونل ما قبل خود کاهش می‌یاید. طول تونل‌ها به طریقی تعیین می‌شوند که افت در همه تونل‌ها مساوی هم باشند. آفت شامل آفت اصطکاک, آفت ناشی از تغییر سطح مقطع و افت در ورودی و خروجی تونل‌ها خواهد بود [۳۵] ۰ ۴-۴- روش‌های علاج بخش با توجه به این‌که مقدار رسوبات ورودی به آبگیر ممکن است بالاتر از حد مجاز باشند. لذا لازم است با استفاده از سازه‌های مناسب که به عنوان روش‌های علاج بخش تلقی می‌گردد. این رسوبات از جریان جدا شوند. این سازه‌ها شامل موارد زیر می‌باشد: - حوضچه ترسیب طولی - تونل رسوبگیر - حوضچه ترسیب‌گردابی - لوله رسوبگیرگردابی در ادامه به معرفی این سازه‌ها و خلاصه‌ای از مبانی طراحی هیدرولیکی آنها پرداخته می‌شود. ۱-۴-۴- حوضچه ترسیب طولی این حوضچه یکی از موثرترین روش‌ها برای ته‌نشین کردن درات معلق موجود در جریان می‌باشد. در این حوضچه جریان همراه با رسوب به مجرایی عریض وارد شده (شکل ۱۹-۴) و با افزایش سطح مقطع جریان» سرعت به اندازه‌ای کم می‌شود که امکان ته‌نشینی درات معلق فراهم شود. بدین ترتیب غلظت رسوبات در جریان خروجی از حوضچه کاهش می‌یابد. حداکثر قطر مجاز ذرات رسوب برای تاسیسات مختلف بدین قرار است[۳] : - برای نیروگاه‌های کوچک با ارتفاع موثر کم (اختلاف ارتفاع سطح آب در بالادست و پایین دست): ۰/۲۵ تا ۰/۵ میلی‌متر - برای نیروگاه‌های با ارتفاع موثر تا ۱۰۰ متر: ۰/۱ تا ۰/۲ میلی‌متر - برای نیروگاه‌های با ارتفاع موثر بیش از ۱۰۰ متر: ۰/۰۱ تا ۰/۰۵ میلی‌متر - برای امور کشاورزی: ۰/۲۵ میلی‌متر - برای مور آبرسانی شهری: ۰/۰۵ میلی‌متر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه 1۵ حوضچه‌های ترسیب از نقطه نظر قطر کوچک‌ترین دره قابل ته‌نشینی» به دو دسته حوضچه‌های ترسیب درشت‌دانه و ریزدانه درشت‌دانه بوده» در حالی که در دشت‌های پایین دست رودخانه که قدرت حمل کاهش می‌یاید. آبگیرها باید حوضجه‌های ترسیب ویژه مواد ریزدانه داشته باشند. - توصیه‌های طراحی ۱- سرعت جریان در حوضچه ترسیب: برای ذراتی که از ۰/۲۵ میلی‌متر بزرگ‌تر هستنده سرعت جریان در حوضچه حدود ۵ تا ۰/۵ متر برثانیه درنظر گرفته می‌شود. یک روش تقریبی در محاسبه سرعت جریان» استفاده از رابطه کمپ می‌باشد که در آن حداکثر سرعت جریان در حوضجه براساس قطر ذرات با استفاده از رابطه زیر محاسبه می‌شود: (۱۶-۴) 4 - با که در این رابطه: قطر ذرات (113) لا : سرعت جریان در حوضچه (1/5) 2 ضریبی است که با توجه به قطر ذرات چنین انتخاب می‌شود: 0 < 0 : 28-36 (۱۷-۴) 0 > ل > 0.1۵ : 8-44 0.0 > 0 : [5< 28 در هر حال سرعت جریان در حوضچه ترسیب نباید از سرعت بحرانی درات مورد نظر (حداقل سرعتی که باعث جدا شدن رسوبات از کف می‌شود) بیش‌تر باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۶ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن ۲- ابعاد حوضچه: ابعاد حوضجه ترسیب با توجه به نکات زیر تعیین می‌شود: * سرعت متوسط جریان در حوضچه‌های ترسیب در حدود ۰/۳ متر برثانیه درنظر گرفته می‌شود. * در صورت لزوم شیب کف حوضچه ترسیب بین ۰/۰۰۵ تا ۰/۰۲ درنظر گرفته می‌شود. هه جنانجه حوضجه ترسیب بسیار عربض باشدء دبواره‌های جداکننده‌ای با ارتفاع ۲ الیی ۲/۵ مترد ضجه درنزد چدانچته حوصتته در ر عغریص بواره‌های ی با ارتفاع منر در حوصته در گرفته می‌شود. نسبت عرض در کف حوضچه به عمق آب نیز حدود ۳ تا ۵ پیشنهاد می‌شود. طول حوضجه را با استفاده از رابطه زیرمی‌توان به‌دست آورد: که در این رابطه: لآ و 1 : به ترتیب عبارتند از سرعت و عمق جریان در حوضجه ترسیب و 0 سرعت سقوط درات است. مقدار توصیه شده برای 0 بین ۱/۲ تا ۱/۵ می‌باشد. 02 (۱۹-۴) سرا 120-0.1321[ ۱ که در این رابطه: ونآ: به ترتیب عمق و طول حوضجه بر حسب متر و .7 ضریبی است که وابسته به بازده حوضچه |71 است و با استفاده از 100 90 30 70 60 50 40 30 20 10 0 - 1.6 -1.2 -0.8 04 0 0.4 0832226 2 شکل ۲۰-۴ نمودار تغییراتن 2 برحسب 1 در رابطه ولیکانف -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه ۹۱۷ معمولا حداقل مقدار نسبت طول به عرض حوضجه (,8/])» در محدوده ۲ تا ۳ درنظر گرفته می‌شود. در کارهای آبرسانی شهری و نیروگاه برق آبی» غالبا لازم است که طول حوضچه به حداقل برسد. در سامانه‌های آبیاری بهتر است نسبت ,1/8 با عریض و عمیق نمودن مقطع کانال برابر ۸ تا ۱۰ درنظر گرفته شود. در این‌جا د3] عرض حوضچه است. ۳ بازده ته‌نشینی حوضجه: گارده و همکاران (۱۹۹۰) براساس مطالعات آزمایشگاهی متعدد.ء رابطه زیر را جهت محاسبه ۴ (۲۱-۴) ان که در این رابطه: 6 بازده حدی که وابسته به ,.[0۵0/1 است وا یک ضریب می‌باشد. تغبیرات مقادیر کا و و71 برحسب .[]/ه در شکل (۲۱-۴) نشان داده شده است. ۴ بهره‌برداری از حوضچه ترسیب و تخلیه رسوبات: روش تخلیه رسوبات انباشته شده در کف حوضچه عامل موثری در تعیین موقعیت تمامی تاسیسات آبگیری می‌باشد. تخلیه رسوبات ممکن است به‌طور پیوسته یا به‌طور متناوب انجام شود. در روش تخلیه پیوسته» معمولا" رسوبات به‌وسیله لایروب های هیدرولیکی به یک مخزن ریخته شده و به‌صورت ثقلی یا پمپاژ تخلیه می‌شود. در روش تخلیه متناوب» آبگیری قطع و رسوبات با استفاده از روش شستشوی هیدرولیکی یا در روش تخلیه متناوب, به‌منظور جلوگیری از قطع آبگیری معمولا حوضچه ترسیب به وسیله دیوارهایی به چندین محفظه تقسیم می‌شود و هر کدام از محفظه‌ها درحالی که بقیه محفظه‌ها مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند به‌طور مستقل شستشو می‌شوند. شکل (۲۲۳-۴) نمونه‌ای از این سامانه شستشو را نشان می‌دهد. شرایط و موقعیت تاسیسات و عمق رودخانه روش مناسب برای تخلیه رسوبات را تعیین می‌کند. ۵ 0.6 ۵.7 0.95 1.25 1.62 1.9 2.35 5 0/1۰ شکل ۲۱-۴- نمودار تغییرات 1۳[ و ,|71 بر حسب .[]/۱) -------- صفحهٔ بعد -------- ۹۸ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حقاظت آن دریچه های مجرای تخلیه رسوب د رحه هام امد دریجه های خروجی ریضه های ورودی جریان فوق بحرانی لا ساسا ال > ی ی - مقطع با-3] پایأن شستشو شسته شدن قسمتی از حوضجه شروع مراحل و رسوبات شکل ۲۲-۴- حوضچه ترسیب با محفظه‌های موازی [۵] و در نزدیکی مرز قرار دارد. آب مورد نیاز شبکه آبیاری توسط بند انحرافی میل مغان که برروی رودخانه ارس ساخته شده است. تامین می‌گردد. آب رودخانه بعد از آبگیری وارد حوضچه ترسیب می‌گردد. حداکثر بده ورودی به حوضچه ۹۵ متر مکعب درثانیه است که ۵ متر مکعب درثانیه آَن جهت شستشوی محفظه‌های حوضجه درنظر گرفته شده است. مشخصات این حوضجه ترسیب عبارت است از: طول حوضچه ۱۳۰ متر»ه عرض کل حوضچه: ۶۷ مترء تعداد گالری‌ها: ۱۲ عدد. عرض هر گالری: ۵ متر» عمق مفید حوضچه: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل جهارم - رسوب‌زدایی د ۳-۳-۴۳ تونل رسوبگی تونل رسوبگیر علاوه بر یافته به درون آبگیر مورد اد در جلوی آبگیر دارد. اساس می‌باشد. این سازه معمولا د رآبگیری از رودخانه شکل ۲۳-۴- حوضچه ترسیب مغان [۵] ین که در جلوی آبگیر می‌توانند احداث شوندء در کانال آبگیر نیز می‌توانند به تفاده قرار گیرند. البته تونل‌های ساخته شده در کانال آبگیر تفاوت قابل توج کار این رسوبگیر بر مبنای جدا سازی لایه زیرین جریان است که عموما ر عرض کامل کانال آبگیر احداث می‌شود. سقف این تونل‌ها مقداری بالاتر ۹۹ منظور جداسازی رسوبات راه هی با تونل‌های ساخته شده شامل ذرات بیش‌تر رسوب -------- صفحهٔ بعد -------- بط راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظت آن این تونل‌ها مسیری منحنی شکل دارند و تا کناره یا ساحل کانال ادامه می‌یابند و به یک کانال تخلیه منتمی می‌شوند. در انتهای هر تونل دریچه‌ای برای کنترل جریان وجود دارد (شکل ۲۴-۴). تونل اصلی 2 ۱ سس ۲۲ از | امرعق ری رم پیت تونل فرعی 3 لجحسج سم اضف ,موس وخ وت ی چح۳+ ۱ مقطع ۲-0 شکل ۲۴-۴- تونل رسوبگیر در کانال آبگیر مبانی طراحی این نوع سازه‌ها مشابه تونل‌های رسوبگیر احداث شده در دهانه آبگیر می‌باشد. داده‌های مورد نیاز جهت طراحی تونل‌های رسوبگیر احداث شده در کانال آبگیر به قرار زیر است: ۱- پلان محل احداث سازه ۳- بده طراحی آبگیر ۴- مشخصات مربوط به کانال تخلیه شامل: سطح مقطعء بده و پلان ۵- داده‌های مربوط به رسوب شامل: داده‌های مربوط به بار معلق در عمق‌های مختلف, داده‌های مربوط به بار بستر و قطر مجاز ذراتی که می‌تواند به پایین دست حمل گردد. در کانال‌های نیروگاه‌ها معمولا ذرات با قطر بیش‌تر از ۰/۲ میلی‌متر - توصیه‌های طراحی رسوبات در محل سازه یکنواخت نخواهد بود. اگر این نوع رسوبگیر در محل قوس ساخته شودء رسوبات بیش‌تری وارد تونلی که در قوس داخلی هستند می‌شودء درحالی که تونلی که در قسمت خارجی قوس هستند ممکن است عاری از رسوب باشد. باید سعی شود که کلیه تونل‌ها به‌طور مساوی رسوب حمل نمایند و از مسدود شدن احتمالی آنها جلوگیری به‌عمل آید. اگر در محلی به ناچار باید این سازه در محل غیر مستقیم کانال احداث شودء انتخاب محل باید پس از انجام مدل‌سازی و مطالعات مربوط روی آن انجام گیرد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه )۱۰ طول قسمت مستقیم تونل رسوبگیر در بالادست آن» بستگی به عوامل زیر دارد: * سرعت و عمق جریان * قطر ذراتی که باید از جریان جدا گردند تونل رسوبگیر نباید در فاصله زیادی از دهانه ورودی کانال آبگیر احداث شودء در این‌صورت رسوبات قبل از رسیدن به آن ممکن است ته‌نشین شده و ضمن کاهش ظرفیت کانال, عمل جدا سازی رسوبات به خوبی انجام نشود. همچنین اگر سازه خیلی نزدیک به دهانه کانال آبگیر احداث شود.ء ممکن است رسوبات به‌صورت معلق از روی آن به پایین دست حمل شده و سازه نتواند به نحو مناسب و مطلوب عمل نماید. معمولا زمانی که این نوع رسوبگیر در کانالی که از یک رودخانه با کف درشت‌دانه منشعب شده» احداث می‌شود» سازه را در فاصله‌ای حدود ۴ الی ۸ برابر عرض کانال احداث می‌کنند و اگر کانال از رودخانه آبرفتی منشعب شده استء این فاصله را تا ۱۶ برابر عرض کانال می‌توان افزایش داد. اگر ذرات خیلی ریزدانه باید از جریان جدا شونده می‌توان تعداد این نوع سازه‌ها را در طول کانال افزایش داد. ۲- بده مورد نیاز: بده مورد نیاز رسوبگیر بین ۲۰ تا ۲۵ درصد بده کانال در پایین دست رسوبگیر است. آنجه که مهم است بده تونل‌ها باید برای حمل رسوبات مورد نظر کافی باشد. ۳- ارتفاع و سقف تونل: سقف تونل در فاصله‌ای از کف باید ساخته شود که حداقل تلاطم و آشفتگی را در جلوی آن ایجاد کند و باعث غیر یکنواختی توزیع رسوبات نگردد. سقف تونل در پایین دست باید براساس کف کانال در این قسمت ساخته شود.ء در غیر این‌صورت ممکن است احداث سازه‌های استهلاک کننده انرژی ضروری باشد. ارتفاع تونل‌ها را بین ۰/۲ تا ۰/۲۵ عمق جریان درنظر می‌گیرند. اگر چه برای اطمینان بیش‌تر می‌توان با استفاده از مدل‌های فیزیکی به مقادیر مطمئن‌تری رسید. ۴ شکل دماغه جلوی سقف تونل: دهانه سقف تونل رسوبگیر باید به اندازه دو برابر ضخامت آن از پایه‌های آن فراتر رود و شکل آن باید طوری باشد که حداقل اغتشاش و آشفتگی را در جریان اطراف خود به‌وجود آورد. بدین منظور قسمت زیرین آن را به‌صورت نیم بیضی با استفاده از رابطه زیر اجرا می‌کنند. (۲۲-۴) سب با مت 6 4۱۲ 8۱ 8 اد که در این رابطه: 1 : ضخامت سقف تونل و 2 ارتفاع ورودی تونل می‌باشد. ۵- تونل‌های اصلی و فرعی: رسوبگیر معمولا عرض کامل کانال آبگیر را می‌پوشاند و توسط دیواره‌هایی به تونل‌های کوچک‌تر (معمولا بین ۳ تا ۵ تونل) تقسیم می‌شود که به تونل‌های اصلی معروفند. این دیواره‌ها که حالت همگرایی دارنده به‌صورت منحنی شکل به طرف یکی از دیواره‌های کانال ادامه پیدا می‌کنند. این امر افزایش سرعت جریان را در این تونل‌ها به همراه خواهد داشت. تونل‌های اصلی را نیز به تونل‌های فرعی کوچک‌تر (بین ۴ الی ۶ تونل) تقسیم -------- صفحهٔ بعد -------- رس راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظت آن می‌کنند (شکل ۲۶-۴). این امر باعث کاهش ضخامت سقف تونل می‌شود. مقاطع تونل‌های فرعی طوری انتخاب می‌شود که مقدار افت در آنها برابر باشد. ابعاد تونل‌ها باید طوری انتخاب گردد که سرعت جریان از بین آنها قادر به حرکت و انتقال رسوبات مورد نظر به پایین دست باشد. مقطع ورودی هر تونل طوری انتخاب می‌گردد که سرعت ورودی به آنهاء حداقل برابر سرعت متوسط جریان در کانال آبگیر باشند. مقطع تونل‌های فرعی به تدریج کاهش پیدا می‌کند. طوری که در انتهای آنهاء جریان افزایش سرعتی حدود ۲۰-۱۰ درصد داشته باشد. شعاع دیواره‌های جدا کننده تونل‌های فرعی بین ۳ تا ۴ برابر عرض آنها می‌باشد. تونل‌های فرعی باید طوری طراحی شوند که سرعت جریان خروجی از آنها برابر باشد. قسمت خروجی تونل‌های اصلی باید طوری طراحی شود که سرعت جریان خروجی از آنها بین ۲/۵ تا ۶ متر برثانیه» بر حسب نوع ذراتی که باید حمل شود باشد. عمق تونل‌ها را می‌توان برای سهولت انجام تعمیرات احتمالی بین ۲/۲-۱/۸ متر درنظر گرفت. تونل‌ها باید طوری طراحی گردد که به‌صورت پر عمل کنند. ضخامت دیواره‌ها بین تونل‌های اصلی بین ۰/۴ و ۰/۸ متر مناسب می‌باشد. عرض تونل‌های اصلی در انتها برابر است. در نتیجه دریچه‌های رسوب‌شویی» هم اندازه و بده خروجی آنها نیز برابر می‌باشد. ۶- ارتفاع جریان در بالادست: ارتفاع موثر آب در بالا دست سازه (یعنی اختلاف عمق جریان در بالادست در کانال اصلی و پایین دست رسوبگیر در کانال تخلیه) باید به اندازه‌ای باشد که قادر به شستشوی کامل رسوبات باشد. معمولا ارتفاع بین ۶ و ۱/۰ متر مناسب بوده‌است. اما بهتر است برای مواقعی که لایروبی بیش‌تری باید انجام گیرد. مقدار بیش‌تری درنظر گرفته می‌شود. ۷ کانال تخلیه: این کانال باید طوری طراحی شود که قادر به حمل رسوبات وارد شده به آن باشد. نیل در سال ۱۹۶۷ رابطه زیر را برای محاسبه تقریبی حداقل سرعت مورد نیاز برای به حرکت در آوردن ذرات رسوب به‌دست آورد: 02 ۸ 0 که در این رابطه: م: چگالی جریان [] : حداقل سرعت جریان برای به حرکت در آوردن ذرات رسوب : قطر موثر ذرات لا: عمق جریان سرعت جریان در کانال تخلیه باید بیش‌تر از مقدار محاسبه شده از رابطه فوق باشد. ظرفیت حمل کانال تخلیه نیز باید کافی باشد. به نحوی که تمام بار وارد به آن به پایین دست حمل گردد. شیب کانال تخلیه را می‌توان از رابطه زیر به‌دست آورد. (۲۴-۴) سس و 0» 4( -,0) 0.068 که در این رابطه: م7 : تنش برشی بحرانی» «: قطر متوسط ذرات» م و,م0 به ترتیب چگالی رسوب و سیال می‌باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیری از رودخانه ۱.۳ مطالعات انجام شده بروی این نوع رسوب‌گیرها نشان داده است که شیب تقریبی کانال تخلیه برابر سس سس و سس نتایج خوبی را به ترتیب برای رسوبات از نوع درشت. کوچک و ماسه داشته است. ۸- بازده رسوبگیر: بازده رسوبگیر را می‌توان از رابطه زیر به‌دست آورد: (۲۵-۴) 0 مر فاکتعا - رو 91 که در این رابطه: وی به ترتیب مقدار رسوب در بالاا دست و پایین دست رسوبگیر است. معمولا بازده این نوع رسوبگیر بین ۵۰ تا ۶۵ درصد می‌باشد. -٩‏ افت در تونل‌ها: افت در تونل‌ها را شبیه تونل‌های جدا کننده رسوب که در جلوی آبگیر ساخته می‌شود می‌توان به‌دست آورد. ۳-۳-۴۳ حوضچه ترسیب‌گردابی در این نوع رسوبگیر از ایده ایجاد گردابه برای جدا نمودن رسوبات از جریان در کانال آبگیر استفاده می‌شود. به این‌صورت که جریان به‌صورت مماس بر یک حوضچه استوانه‌ای شکل که دارای یک روزنه در کف محور خود می‌باشد. وارد می‌گردد. جریانی چرخشی در راستای قائم در حوضچه» شکل می‌گیرد. بنابراین ذرات رسوب ورودی به حوضچه در یک مسیر مارپیچی به سمت مرکز و کف آن حرکت می‌کنند و از طریق لوله خروجی درکف به طور پیوسته خارج می‌شود. بار بستر و معلق را می‌توان با استفاده از این روش از سامانه خارج نمود. سیمای کلی حوضچه ترسیب‌گردابی که توسط پال و همکاران معرفی شده در شکل (۲۵-۴) نشان داده شده است [۳۵] همان‌طور که در این شکل دیده می‌شود.ء قسمت تحتانی جریان پررسوب از زیر دیافراگمی که در فاصله ,5 از کف کانال قرار گرفته است وارد حوضچه می‌شود. بقیه جریان از کنار کانال وارد کانال تخلیه شده به پایین دست می‌رود جریان چرخشی در حوضچه شکل گرفته» رسوبات حاوی جریان برروی کف حوضچه ته‌نشین شده و از لوله خروجی کف خارج می‌شود. جریان زلال از روی صفحه منحرف کننده و از طریق سرریز جانبی به کانال تخلیه می ریزد. - توصیه‌های طراحی هدف طراحی حوضچه رسوبگیرگردابی» اطمینان ازخروج ذرات رسوب بزرگ‌تر از قطر ول با بازده (۰1 از یک کانال با عرض فا عمق جریان 17» شیب کف 5» بده ع و توزیع مشخص غلظت درات رسوب می‌باشد. پارامترهای طراحی عبارتند از: ۱(- قطر حوضچه ل و ارتفاع حوضچه ۲1 ۲ بده شستشو و0) و قطر لوله تخلیه ول ۳- عمق جریان در حوضچه ۴ شیب کف حوضجه 52 ۵- عمق حوضچه در پیرامون آن 1 ۶-_طول سرریز جانبی در خروجی ,] -------- صفحهٔ بعد -------- یس / ری ۲ ۳۹ دبافراکم ۷ دبافراگم ا ۵ ْ منحتری کننده جریان خروجی ۰ ای کی سس رس موس -- ۳ ۰ 1 : 1 لا جریان ورودی لوله خروجی و ارو ی 10 مقطع (-( شکل ۲۵-۴- حوضچه ترسیب گردابی [۳۵] ۷- قطر حوضجه: در جدول (۴-۴) روابط متعددی برای محاسبه قطر حوضجه نشان داده شده است. در این جدول: ٌ نانک (۲۶-۴) 3 در لایکلظ - ۸ 0 ۷ که در این رابطه: ۱ 0 ۲: عدد حرکت دره تابعی از (-< ۴( 00 را : ضریب ته‌نشینی تابعی از (ست - رکا) ۷۳0 ۷ : سرعت مماسی در پیرامون حوضچه که برابر سرعت میانگین جریان در کانال درنظر گرفته می‌شود. م) : بده جریان ورودی به حوضچه. سالیوان (۱۹۷۲) نشان داد که: (۲۷-۴) ۷۵ (0.05-0.035) - لا -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه ۱۵ جدول ۴-۴- روابط مختلف برای محاسبه قطر حوضچه 20 ٩۵2۳00 )1975( تور (1975) 133۷۵711 ک ) (1983) |۲۳۵۶ 839 (۱983 تک 1010 ۳۹0۹) ۹61 سس 090 ۵ 6۸ 31 هملک پال و همکاران (۱۹۹۳) با توجه به جدول (۴۳-۴) برای قطر حوضجه ]0-5 را توصیه کردند که از پشتوانه تحلیلی و ۸- بده شستشو: بده لازم برای تخلیه رسوبات در محدوده ۳ آلی ۳۰ درصد بده کانال ورودی پیشنهاد شده است. -٩‏ عمق دیواره حوضچه: با انتخاب مناسب عمق حوضچه در پیرامون آن :11 می‌توان بازده مناسبی برای حوضچه انتظار داشت. عمق حوضجه نسبت به تراز کانال ورودی دا را از رابطه زیر می‌توان تخمین زد: (۲۸-۴) ,0.6 > را فاصله دیافراگم از کف کانال ورودی ,1 برابر یک سوم عمق جریان در کانال ورودی ۲[ درنظر گرفته شود. یعنی: (۲۹-۴) خر ۰- شیب کف حوضچه: کف شیبدار حوضچه به خروج رسوبات درشت‌دانه کمک می‌کند و بده شستشو را افزایش می‌دهد. سیسن و ماشوری 10 < .5 را پیشنهاد نمودند و نشان دادند که بهتر است شیب کف حوضجه تندتر از این مقدار نباشد. ۱- عمق جریان: عمق‌های جریان در حوضچه عبارتند از: عمق در پیرامون حوضچه 11۳ و عمق در وسط حوضچه (روی لوله خروجی تخلیه رسوب) ,1. برای تعیین عمق جریان در پیرامون حوضچه از رابطه زیر استفاده می‌شود. (۳۰-۴) 26< 5 همچنین ارتفاع دیواره اطراف حوضچه ]1 از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۳۱-۴) 62 <]] در این رابطه 2 ارتفاع آزاد و در حدود ۰/۳ متر می‌باشد. با توجه به شیب کف حوضچه, عمق در وسط حوضچه را می‌توان به‌دست آورد. ۲- قطر مجرای خروجی: با مشخص بودن ,0) ون (اء مقدار قطر لوله خروجی ,له از رابطه زیر محاسبه می‌شود. ما( (۳۲-۴) ۰ 0 پال و همکاران (۱۹۹۱) رابطه زیر را برای محاسبه ضریب ,:) پیشنهاد کردند: -------- صفحهٔ بعد -------- ۱,۶ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن ۰ ۰ 1 ۰ (۳۳-۴) 075 ه 16 16 که در این رابطه: ٩‏ عدد رینولدز ( نید -ا) ۷۳ ی ۳7۲ عدد فرود سش ۳7۲ 821 70 همچنین توصیه شده است که 0 گ > 22.5 باشد. 0 ۳ بازده حوضچه: پال و همکاران (۱۹۹۱) روابط زیر را برای تخمین بازده حوضچه ترسیب‌گردابی ارائه دادند. 0 و0[ 8 +73.4 - 5 11 127 0.04 ۰ ۵ 80۱ ورد 5 4)0002- 0, ( ۷ 7 70 ۴-۴-۴ لوله رسوبگیر گردابی در این نوع رسوبگیر» یک لوله با شیاری در قسمت فوقانی آن در عرض کانال و زیر کف آن تعبیه می‌شود که می‌تواند عمود بر جهت جریان آب بوده و یا زاویه تقریبی ۳۰ تا ۴۵ درجه با آن بسازد (شکل ۲۶-۴). جریان پررسوب تحتانی نزدیک کف کانال از طریق رسوبگیر گردابی جدا می‌شود. جریان داخل لوله به وسیله دریچه‌ای در پایین دست آن کنترل شده و از آن‌جا به داخل یک کانال تخلیه می‌شود. قطر لوله در طول آن می‌تواند متغیر باشد که به میزان رسوبات خروجی بستگی دارد. شیار فوقانی لوله رسوبگیر حدود یک سوم قطر لوله درنظر گرفته می‌شود. - توصیه‌های طراحی داده‌های مورد نیاز برای طراحی عبارتند از: ۰ "سطح مقطع کانال در محل احداث رسوبگیر ۰ بده طراحی در کانال و عمق جریان -------- صفحهٔ بعد -------- فصل جچهارم - رسوب‌زدایم - مراحل طراحی به و 70 و مو )۳۵-۴( در آبگیری از رودخانه بده جریان در لوله رسوبگیر , به بده جریان در کانال ر,(معمولا بین ۱۰ درصد وبات همراه جریان (ب) الف-پلان » ب- جریان از روی لوله رسوبگیر» پ- مقطع لوله رسوبگیر [۱۹] شکل ۲۶-۴ لوله رسوبگیرگردابی رار زیر است [۲۰]| : وط برای ذرات رسوب با قطرهای مر ود وی ول و وول را تعیین نمایید | ن و3 دربالادست لوله رسوبگیر را انتخاب کنید. لا 0 قل جریان ,م1 در انتهای بسته لوله از رابطه زیر محاسبه می‌شود (۳۸/9) ۱۰*۰۷ تا ۲۰ درصد می‌باشد). یعتی و۰0 (د0۵» «۵4» سم 0.693 ید 2 سس 0( نا ۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- 1+۸ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حقاظت آن که در این رابطه: 7-0222 بوده که 1: طول وله رسوبگیر 9 0 قطر آن است. برای تخلیه مناسب رسوبات 090 < هلآ قفرضص می‌شود. بنابراین از رابطه فوق می‌توان 7 و سپس 1/0 را محاسبه نمود. با معلوم بودن | برابر عرض کانال یا بزرگ‌تر از آن (وقتی لوله رسوبگیر با زاویه 0 نسبت به جهت جریان قرارگیرد) یا کوچک‌تر از آن (وقتی لوله رسوبگیر تمام عرض کانال را در بر نمی‌گیرد) می‌توان 0 را به‌دست آورد. ۴- سرعت متوسط جریان در لوله رسوبگیر م[] از رابطه زیر به‌دست می‌آید ‎:11/٩( (۳۶-۴) ولا 7 ۵- بده جریان در لوله رسوبگیر از رابطه رو َ ره محاسبه می‌شود. ۶ سبت"ج به‌دست می‌آید. اگر این مقدار با 4 به‌دست آمده قابل قبول نباشد.ء مقادیر م5 یا | اصلاح می‌شود. همجنین 12 در صورت نیاز می‌توان دو یا تعداد بیش‌تری لوله رسوبگیر را در کانال به‌کار برد. 101 ۷- حداقل فاصله محل قرار گیری لوله رسوبگیر از دهانه کانال آبگیربرابر 0 باشد. در این‌جا ۳۲ عدد فرود جریان در ۲0 بالادست لوله رسوبگیر, لآ سرعت متوسط جریان در محل رسوبگیر و 0 سرعت سقوط درات رسوب است. بازده لوله رسوبگیرگردابی را براساس روش ارائه شده توسط وایت. که در ادامه آمده می‌توان به‌دست آورد [۲۰]: * مقدار متوسط سرعت برشی ۰ را در کانال تعیین کنید یا به طور تخمینی آن را برابر انتخاب کنید که 1 سرعت * مقادیر و 0 فا 0 و ۳۹ را به‌دست آورید. 1۰ 1۰ +1 1۰ 1۰ ای [8] فوق به‌دست آورید. * بازده کل (1 را مطابق زیر به‌دست آورید: ( و71 + و17 + 160 + 10 + 1۵) : )۳۷-۴( اقا بازده واقعی لوله رسوبگیر با اعمال ضریب کاهشی ۰/۷۷ اصلاح می‌شود یعنی [0.777 * ,۰1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل چهارم - رسوب‌زدایی در آبگیر ی از رودخانه ۱*۹ مقادبر 00 / م0 به صورت. در صد می باشد 0 10 2 0 30 10 50 0 1 نی 1 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۵ حفاظت آبگیرها -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۵- کلیات اصل مهمی که باید در طراحی و ساخت آبگیرها مدنظر قرارگیرد» پیش‌بینی تمهیدات حفاظتی از تاسیسات آبگیری در برابر حوادثی چون سیل و زلزله» ریزش توده‌های خاک یا قطعات سنگ از بالادستء» ریزش یا لغزش بستر و دیواره‌های اطراف آبگیرء فرسایش دیواره‌های بالادست و پایین دست آبگیر» فرسایش بستر در محدوده آبگیر و رسوب‌گذاری در بالادست و پایین دست آبگیر می‌باشد. به‌طور کلی احداث آبگیر در نقطه‌ای از یک رودخانه از طرفی به خاطر مکش آبگیر موجب فرسایش دیواره‌های بالادست و پایین دست و بستر جلوی آبگیر شده و از طرف دیگر به علت انحراف بخشی از بده جریان و کاهش سرعت جریان موجب رسوب‌گذاری در پایین دست آبگیر می‌شود. همان‌گونه که قبلا عنوان گردید قوس خارجی رودخانه‌ها به علت وجود جریان حلزونی از نظر کاهش رسوب ورودی و افزایش بازده آبگیری محل مناسبی برای احداث آبگیر است. این جریان حلزونی ممکن است موجب فرسایش دیواره‌ها و بستر رودخانه در قوس خارجی شود. لذا هنگامی که آبگیری از قوس خارجی رودخانه صورت می‌گیرد. مساله فرسایش دیواره‌ها و بستر رودخانه در اطراف آبگیر تشدید می‌شود و می‌تواند موجب پایین افتادن تراز آب و کاهش کارایی آبگیر گردد. فرسایش بستر و کرانه‌های رودخانه در بالادست و پایین دست آبگیرها مشکلات متعددی را به همراه دارد که می‌توان از این جمله به موارد زیر اشاره نمود: ۱- فرسایش دیواره‌های رودخانه در اطراف آبگیر می‌تواند با گذشت زمان موجب به خطرافتادن سازه آبگیر و تخریب آن گردد. لذا دیواره‌های رودخانه در بالادست و پایین دست آبگیر باید با پوشش‌های حفاظتی با روش‌های مناسب دیگر ۲- فرسایش دیواره‌های رودخانه در بالادست آبگیر ممکن است موجب تغییر مسیر رودخانه و دور زدن سازه آبگیر و در نتیجه از دست رفتن کاربری آبگیر گردد. برای تثبیت مسیر رودخانه و هدایت جریان به سمت آبگیر از روش‌های تثبیت کننده جداره و دیوار هادی و آبشکن می‌توان استفاده کرد. ۳ فرسایش بستر رودخانه در جلوی آبگیر بدون بند انحرافی موجب پایین افتادن تراز سطح آب شده و در نتیجه ممکن است کاربری آبگیر با مشکل مواجه شود. همچنین فرسایش بستر رودخانه در جلوی آبگیرمی‌تواند موجب تخریب سازه ابگیر نیز گردد. لذا تثبیت بستر رودخانه در محدوده آبگیر ضروری به نظر می‌رسد. جهت تثبیت بستر رودخانه می‌توان از پوشش‌های حفاظتی یا سازه‌هایی مانند آبشار یا آستانه استفاده نمود. اهداف مورد نظر در تثبیت بستر و دیواره‌های رودخانه در بالادست و پایین دست آبگیر به قرار زیر است: - جلوگیری از فرسایش دیواره‌ها و تخریب اراضی حاشیه رودخانه - جلوگیری از تخریب تاسیسات آبی و شبکه بهره‌برداری از رودخانه - جلوگیری از تغییر مسیر رودخانه - جلوگیری از پایین افتادن تراز سطح آب زیر تراز ورودی آستانه آبگیر -------- صفحهٔ بعد -------- ۱7 راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظت آن مشکل مهم دیگرء رسوب‌گذاری در محدوده آبگیرهاست. جهت حل این مشکل باید از سازه‌های انحراف و دفع رسوب که در فصل چهارم معرفی شده استفاده نمود. مساله فرسایش و رسوب‌گذاری در رودخانه پدیده‌ای است که باید با برنامه‌ریزی صحیح و منظم با آن برخورد نمود. آنچه که مهم است انتخاب روش مناسب برای این هدف می‌باشد که بستگی به عواملی نظیر شناخت صحیح مساله؛ تبیین اهداف و امکانات موجود دارد. ۳۲-۵- روش‌های حفاظت دیواره حفاظت دیواره‌ها در مقابل فرسایش را می‌توان به دو روش کلی انجام داد: ۱( روش‌های مستقیم روش‌های مستقیم حفاظت دیواره‌ها به‌صورت زیر تقسیم‌بندی می‌شوند: - سازه‌های توری‌سنگی - روش‌های طبیعی (حفاظت به‌وسیله گیاهان) - سایر پوشش‌ها (پوشش‌های بتنی قلابدار» کیسه های محتوی خاک و سیمان» دیوارهای بتی یا ساخته شده از مصالح ۲- روش‌های غیرمستقیم روش‌های غیر مستقیم به‌طور عمده عبارتند از: - آپشکن‌ها در ادامه به معرفی اجمالی برخی از روش‌های فوق پرداخته می‌شود. ۱-۳-۵- محافظت به‌وسیله سنگریزی" پوشش سنگی با سنگریزی لایه‌ای از سنگ است که بدون ملات به‌صورت ریزشی یا سنگ‌چین و یا با ملات برای جلوگیری از آبشستگی و فرسایش دیوار رودخانه به‌کار می‌رود پایداری و استقامت پوشش سنگریزی در برابر نیروی جریان فرساینده به عوامل زیر بستگی دارد: - شکل, اندازه و وزن سنگ‌ها - دوام سنگ‌ها - دانه‌بندی سنگ‌ها و ضخامت لایه آن - شیب دیواره‌های سنگریز - سرعت جریان ۱0-۵۲۳ -|1 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - حفاظت آبگیرها ۱۵ روش طراحی پوشش حفاظتی سنگریزء براساس خصوصیات مصالح بستر و مقدار آبشستگی موضعی تعیین می‌شود. با توجه به مصالح بستر» ضرورت پیش‌بینی فیلتر بین مصالح بستر و لایه سنگریزی مشخص می‌شود. علاوه بر این که طراحی مناسب بر پایداری پوشش بسیار موثر است. کنترل کیفیت هنگام اجرا نیز اثر ال توجهی بر پایداری و موفقیت‌آمیز بودن طرح دارد. روش‌های معمول اجرای سنگریزی شامل روش دستی, استفاده ز ماشین‌های مخصوص و یا ریختن با کامیون و پهن‌کردن آن توسط بولدوزر می‌باشد. اجرای سنگریزی به روش دستی» پوشش بای را ایجاد می‌نماید. اما این روش معمولا" پرهزینه است. به‌صورت دستی انجام داد. با توجه به پر هزینه بودن این روش معمولا استفاده از دوشرهای دیگر و یا استفاده از شیب ک اقتصادی یکنواخت بودن دانه‌بندی مصالح ریخته شده جلوگیری می‌کند. باید توجه داشت که جابجایی سنگ‌ها با هموارکردن سطح پوشش برای آگاهی از جزییات طراحی پوشش سنگریزی و سار پوشش‌های حفاظتی که در ادامه به آنها اشاره می‌شود به مرجع [۸] - , 1 یدهم : "۰ ۳ ِ مس ۳ #صع ۹ اصضی :۲ ۳ ۹1 ود با رو ۹ ۳ ۳ مه ۶ 1 او ی 722 هو اون خر رت دمص هر سوم کی ییا ۳ ۷ و ی 1 کر ها ا شکل ۱-۵- استفاده از پوششس سنگی جهت حفاظت دیواره در آبگیر مستقیم ۲-۳-۵- سازه‌های توری‌سنگی " یکی دیگر از سازه‌های حفاظتی توری‌سنگ‌ها می‌باشد. این‌گونه سازه‌ها از دو قسمت اصلی بعنی سنگ و توری‌های فلزی تشکیل می‌شود. این توری‌ها معمولاا در کارخانجات به صورت شبکه‌های یکپارچه ساخته شده و به محل کار حمل می‌شود. در محل اجرا درون توری‌ها را مصالح سنگی ریخته و مثل یک سبد می‌بندند و کناره‌های باقی‌مانده را با سیم می‌دوزند. جنس توری‌ها از نوع گالوانیزه می‌باشد و در شرایطی ممکن است علاوه بر پوشش گالوانیزه توسط لایه‌ای از پی‌وی‌سی نیز محافظت شود. یک واحد توری سنگی شامل یک سبد پر شده از سنگ به‌صورت جسمی یکپارچه آماده شده که با کنار هم قرار دادن و یا روی هم قرار دادن آنهاء حفاظت کف یا دیواره رودخانه را انجام می‌دهد. وقتی مواد مصرفی در توری‌سنگ ریز باشد به فیلتر احتیاجی نیست. 06ع۳۵] -| ۵ 02010 -2 -------- صفحهٔ بعد -------- )۱ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظ ت آن ۱-۲-۳۲-۵- توری سنگ‌ها شامل انواع زیر است - توری‌سنگ جعبه‌ای: این نوع روش حفاظتی شامل یک سبد مکعب مستطیل شکل می‌باشد که از شبکه توری با سیم‌های گالوانیزه تشکیل شده است. - توری‌سنگ تشکی: این روش حفاظتی نوعی از توری‌سنگ مکعب مستطیل شکل است که عمق آن نسبت به طول و عرضش کم‌تر می‌باشد و معمولاا شامل چند قسمت کوچک‌تر می‌باشد. توری‌سنگ تشکی معمولا دارای طول ۶ متر و عرض ۲ متر می‌باشد و از ۶ خانه تشکیل می‌شود. - توری‌سنگ کیسه‌ای : این نوع توری‌سنگ شبیه کیسه می‌باشد و از نظر شکل ظاهری با توری‌سنگ‌های جعبه‌ای و در شکل‌های (۲-۵) تا (۴-۵) انواع مختلف پوشش توری‌سنگی نشان داده شده است. و و ی و و وچ وچ وچ وچ ی وچ و ۳ ۲۳ رک ده وه و و که خاک ککک که کوک وک که مها اک که کوک کوک کم مه 0 وچ چیه و وچ وچ ی چه وه وچ وچ ود و 2 ود و و وم که کک ۱۳ کم کیک ی کت ی شکل ۲-۵- توری‌سنگ جعبه‌ای 1- 0 6) 2- ۵ 85 3- 5۵06 6) -------- صفحهٔ بعد -------- لیا را یا رای 7 0 3 ورم یا (دارا ایا را نرو اس 4 را ار را رب رای یک " نویه * : 2 2 اه همق 7۰ یه / ارم ۳ ار ود که ۴ وا ۱/۵ ۳ شکل ۳-۵- توری‌سنگ تشکی اب ۰ ۰ و > اس رس 4 ره + ی اص 7 4 مس مر 2 اس 2 ۵ کر / ۹ : اتید رس 1 سکس تهوو اه سس 0 اساسا ام کدی شکل ۴-۵- توری‌سنگ کیسه‌ای شکل (۵-۵) نمونه‌ای از سازه توری‌سنگی که جهت حفاظت قوس خارجی رودخانه به‌کار گرفته شده است را نشان می‌دهد. ری او ور یه ی ماود ی > ون "#۲ 2 ۵ نت 7 کجممم یاپدر هی میاه 5 مجم ها مهس و ی چ جک وه موس 0 کی له ۹ ود .+ یرای وله جات 0 به ره ویو ی ی سنا سوه مش بوز با ی 2و پر مورک جر هاش کی رک روآ 5 1 و نیشن ا ض سک یهد یواست ار در ی ی وه ۰ #5 پر امس ۰ ۳ ۳ که و " هر. دکور 9 ۱ و و و و یک را رو ی :نگوپپ 3 ۰ ۹ آچ کم 0 ودرگ و 1 اد اد ی دس ی خروم هو رصع ۳ - شکل ۵-۵- اجرای توری‌سنگ جهت حفاظت دیواره رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- ۱7۸ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن ۳-۲-۵- حفاظت به‌وسیله گیاهان (حفاظت طبیعی) گیاهان پتانسیل بالایی از لحاظ مهار فرسایش دارند. طراحی و اجرای این گونه روش‌ها احتیاج به دانش زیادی ندارد. این روش می‌تواند با هردو روش قبلی ترکیب شود و باعث تقویت آنها گردد. در شکل (۶-۵-الف) استفاده از پوشش گیاهی و در شکل (۶-۵-ب) استفاده از پوشش گیاهی به همراه پوشش سنگریزی را جهت حفاظت دیواره رودخانه نشان می‌دهد. عواملی نظیر آب و هواء سرعت و قدرت جریان و نوع پوشش گیاهی موجود در منطقه در طراحی موثر هستند. دو خاصیت مهم این روش که باعث استفاده فراوان آن می‌شود عبارتند از قیمت ارزان و در دسترس بودن در محیطء ضمن این که رسیدگی و تعمیرات ثانویه نیز در این روش ساده‌تر است. این پوشش‌ها در محل تقاطع‌هاء در رودخانه باریک. محل‌هایی که در معرض آبشستگی کمی قرار دارند و محل‌هایی که محیط طبیعت دست نخورده است و حتی در جاهایی که به علت وجود حیوانات وحشی نمی‌توان رفت و آمد کرد کاربرد دارند. در هنگام محافظت به‌وسیله گیاهان باید به نکات زیر توجه شود: ۱ رویش گیاه باعث کم شدن عرض رودخانه می‌شود که نتیجه آن افزایش سرعت آب و وارد شدن نیروی بیش‌تر و فرسایش بیش‌تر در نقاطی که دارای پوشش گیاهی نیستند خواهد بود. ۲- اگراین گیاهان خوب مدیریت نشوند از بین می‌روند. گاهی اوقات مالکان زمین‌های اطراف و حیوانات باعث این أآسیب‌ها می‌شوند. ۳ ریشه‌های درختان خود عامل نفوذ آب به ساحل می‌باشند و ممکن است به علت فشار آب زیرزمینی پایداری جداره از بین برود. ۴ این روش در مقابل آب» هواء سیل و آتش آسیب پذیر است. شکل ۶-۵- الف- پوشش گیاهی اجرا شده برای حفاظت دیواره رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - حفاظت آبگیرها ۱۹ شکل ۶-۵- ب- استفاده از ترکیب سنگریز و پوششس گیاهی جهت حفاظت دیواره رودخانه ۴-۲-۵- پوشش‌های بتنی قلابدار از قطعات پیش ساخته بتنی نیز می‌توان به عنوان سازه‌های حفاظتی استفاده کرد. بدین صورت که هر قطعه دارای چهار قلاب در دو طرف می‌باشد. پس از چیدن قطعات روی کرانه یا بستر میل گردهایی از درون قلاب‌های قطعات مجاور می‌گذرانند و انتهای میل گردها را مهار می‌کنند (شکل ۷-۵). سازه بتنی دارای دوام و توان بسیار است اما اجرای آن نیازمند صرف هزینه و امکانات کارگاهی ویژه می‌باشد. تصمیم به این که چه نوع سامانه حفاظتی انتخاب شود بستگی به نیازهای طرح» امکانات موجودء هزینه و اهداف طرح دارد. 91 و سروس ۳ جات وت را له دهع وا/رقع هب ات 7 سس وری سیمی شکل ۷-۵- پوشش بتنی قلابدار -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۰( راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاخلت آن ۵-۲-۵- کیسه های محتوی خاک و9 سیمان در این روش» کیسه‌های پر شده از خاک و سیمان ر برای جلوگیری از فرسایش دیواره رودخانه به کار می‌برند. با رسیدن آب به این کیسه‌هاء مخلوط خاک و سیمان یکپارچه شده و پوشش بتنی سختی را ایجاد می‌نمایند. شکل (۸-۵) نمونه‌ای از این پوشش را نشان می‌دهد. ی زض 7 یر 18 9 ۹ ۱ و و هت دی نت وم پ خاا نا : ال را من ۱ را رب : ام وا که زر رت رو و او ربا رک وس و و یت ام بو بخ اس ۹ 1 . 1 ی ارس ۳ ری را رو و ۱ و رس 2 ۰ سس ۰ ق ‏ ۹ و ار نا شکل ۸-۵- محافظت به‌وسیله کیسه‌های محتوی خاک و سیمان ۶-۲-۵- آبشکن‌ها" یکی از روش‌های متداول حفاظت دیوارها و هدایت جریان در رودخانه, ایحاد آپشکن‌هایی است که به‌صورت مایل و یا عمود نسبت به ساحل ساخته می‌شود. الگوی جریان اطراف آبشکن‌ها به‌گونه‌ای است که جریان تا فاصله‌ای از بالادست و پایین دست آبشکن‌ها قادر به فرسایش دیواره‌ها نخواهد بود. دماغه آبشکن در معرض فرسایش زیاد قرار دارد که باید با روش مناسب محافظت گردد. از آبشکن جهت انحراف آب به سمت آبگیر در مسیرهای مستقیم می‌توان استفاده نمود. هنگامی که آبگیر در قوس خارجی رودخانه قرار داشته باشد.ء آبشکو می‌تواند جریان ثانویه ناشی از قوس را تشدید نماید و میزان آبگیری را افزایش دهد [۱۸]. توصیه می‌شود آبشکن در ساحل مقابل آبگیر و به فاصله‌ای برابر عرض رودخانه در بالادست آبگیر احداث شود (شکل 4-۵). 3 0۳ ۵( 500۶۳ -۱ -------- صفحهٔ بعد -------- رودخانه در پلان جلوگیری ذ آبشکن‌ها را می‌توان به - براساس مصالح - براساس ارتفاع | - براساس زاویه‌ای - براساس شکل آ آبشکن در صورت لزوم ۱ ب.- آبگیر جانبی در قوس ملایم ت آبراهه در بالادست آبگیرها و پل‌ها (شکل ۱۰-۵) نیز می‌توان استفاده کرد مود و با احیای ساحل از تخریب سازه جلوگیری شده و هزینه‌های نگهداری نی سورت‌های زیر تقسیم‌بندی کرد: که در آنها به‌کار می‌رود: آبشکن‌های نفوذپذیر یا باز و آبشکن‌های نفوذناپذیر که با کرانه می‌سازد: آبشکن جاذب» عمود و دافع )۱۳ 1۳۶ » به‌گونه‌ای که از جابجایی -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظت آن شکل ۱۰-۵- نحوه قرارگیری آبشکن‌ها در بالادست پل جهت تثبیت ساحل [۲۶] آبشکن‌های نفوذ ناپذیر یا بسته: این نوع آبشکن‌ها به‌صورت سازه‌ای یکپارچه ساخته می‌شود که جریان آب را از بین خود عبور نمی‌دهند. مصالحی که در ساخت آن به‌کار می‌رود بستگی به دسترس بودن و ارزان بودن آن دارد. اطراف آبشکن‌ها روی بستر نیز با مصالح مقاوم پوشانیده می‌شود تا از وارد آمدن خسارت به سازه آن جلوگیری شود. آبشکن‌های نفوذپذیر یا باز: آبشکن‌هایی هستند که به‌صورت یکپارچه ساخته نشده و جریان می‌تواند به راحتی از بین آنها عبور کند. این نوع آبشکن‌ها برای رودخانه‌هایی که رسوبات معلق زیادی دارند مفید می‌باشد. از طرف دیگر در مقایسه با آبشکن‌های نفوذناپذیر مقاومت فرسایشی جریان کم‌تر بوده و شرایط جریان را کم‌تر تغییر می‌دهند. در نتیجه آبشستگی کم‌تری در این نوع سازه دیده می‌شود. این نوع آبشکن‌ها از نظر اقتصادی به خاطر مصرف مصالح کم‌تر» ارزان‌تر می‌باشند, اما مشکل قفل‌شدن به دیواره رودخانه را دارند. این آبشکن‌ها در مقابل تغییر شکل‌های محدود انعطاف پذیرترند. آبشکن‌های نفودیذیر ممکن است به‌صورت یک ردیف و یا دو ردیف اجرا شوند. این آبشکن‌ها معمولا به‌منظور تثبیت دیواره رودخانه استفاده می‌شود. آبشکن‌های دافع: این نوع آبشکن‌ها با زاویه‌ای بین ۸۰-۶۰ درجه به طرف بالا دست جریان نسبت به ساحل ساخته می‌شوند. جریان روی این آبشکن‌ها طوری خواهد بود که پس از گذشتن از روی آن مسیری تقریبا عمود به آبشکن خواهند داشست. شرایط جریان در اطراف آبشکن به‌گونه‌ای است که باعث آبشستگی موضعی در محل دماغه آبشکن می‌شود. در این نوع آبشکن‌ها به خاطر کاهش سرعت آب در محدوده بین آبشکن و ساحل» در بالادست آبشکن رسوب‌گذاری اتفاق می‌افتد. آبشکن‌های عمود: این نوع آبشکن‌ها معمولا عمود به جریان می‌باشند و طول آنها کم‌تر از آبشکن‌های دافع می‌باشد. آبشکن‌های جاذب: این نوع آبشکن‌ها با زاویه‌ای بین ۶۰- ۴۵ درجه به طرف پایین دست جریان نسبت به ساحل ساخته می‌شوند. بالادست این آبشکن‌ها به علت برخورد شدید آب باید از پوشش کافی و استقامت کافی برخوردار باشد. عواملی که در انتخاب نوع آبشکن‌ها موثرند عبارتند از: - عرض آبراهه - عمق آب و ارتفاع سیلاب -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - حفاظت آبگیرها ۱۳۳ - مقدار رسوبی که همراه جریان حمل می‌شود - در دسترس بودن مصالح مورد نیاز و هزینه پروژه برای آگاهی از جزییات طراحی آبشکن‌هاء به مرجع ‎]٩[‏ مراجعه شود. ۳-۵- روش‌های حفاظت بستر روش‌های تثبیت بستر رودخانه‌ها به دو دسته کلی زیر تقسیم می‌گردد که می‌تواند در بالادست و پایین دست آبگیر و جلوی آبگیر به کاربرده شود: برای تثبیت و اصلاح بستر رودخانه می‌توان از روش‌های مختلف حفاظتی نظیر سنگریزی» بتنی و توری‌سنگ استفاده کرد. ۲- تشر تثبیت کننده‌های بستر مانند صفحات مستء ق آستانه و آبشار در ادامه صفحات مستغرق» آستانه و آبشارمعرفی می‌گردد. ۱-۳-۵- صفحات مستغرق صفحات مستغرق دیواره‌های کوچکی هستند که برای اصلاح الگوی جریان نزدیک بستر و انتقال رسوب در طول مقطع عرضی کانال طراحی صفحات به‌صورت تولید جریان ثأنویه در اطراف صفحات می‌باشد که بزرگی و جهت تنش‌های برشی بستر را تغیبر می‌دهد و موجب تغییر در توزیع سرعت جریان» عمق جریان و انتقال رسوب در ناحیه متاثر از صفحات می‌گردد. در نتیجهه تراز بستر رودخانه در قسمتی از مقطع عرضی کانال بالا می‌آید و در قسمتی دیگر پایین می‌رود. در شکل (۱۱-۵) تغییرات ناشی از صفحات مستغرق در تراز بستر نشان داده شده است [۳۴]. سطحی از بستر که متاثر از یک صفحه می‌باشدء محدود است. در فاصله‌ای دورتر از ۲ برابر ارتفاع صفحه» تاثیر صفحه بسیار کم همان‌گونه که در شکل (۱۳-۵) نشان داده شده است. فاصله سطح تحت تاثیر بیش‌تر می‌شود. بستر اولیه ۹ رن ی سم کی پد خی که او شکل ۱۱-۵- تغییرات ناشی از صفحات مستغرق در تراز بستر [۳۴] -------- صفحهٔ بعد -------- پارامترهای اصلی طراحی صفحات مستغرق عبارتند از ارتفاع صفحات ی[ (ارتفاع اولیه)» نسبت ارتفاع به طول صفحات ا/,]]» زاویه صفحات نسبت به جریان 0» میزان استغراق صفحات آ[. فاصله بندی صفحات ,0و ,۵5 و فاصله اولین ردیف صفحات از دیواره ,۵ (شکل ۱۳-۵). ونگ (۱۹۸۹) نشان داد که فواصل عرضی صفحات باید از حدود ۲ تا ۲ برابر ارتفاع صفحات کم‌تر باشد. اگر فاصله عرضی بیش‌تر از این باشد» بازده صفحات کاهش خواهد یافت. فاصله طولی بین ردیف صفحات ,۵ به اهداف طراحی بستگی دارد. شکل ۱۳-۵- پارامترهای مهم طراحی سامانه صفحات مستغرق - مبانی طراحی اساس تئوری طراحی صفحات مستغرق اولین بار توسط ادگارد و همکاران (۱۹۸۶-۱۹۸۳) ارائه شده است. شکل (۱۴-۵) برخی از متغیرهای طراحی اولیه را به‌صورت شماتیک در یک آبراهه قوسی نشان می‌دهد. در این شکل ., عمق بستر فرسایش یافته از سطح جریان در حالت عدم حضور صفحات مستغرق, .1 عمق جریان از بستر فرسایش یافته در حالت حضور صفحات مستغرق و ول عمق اولیه جریان است. پارامترهای جریان و رسوب که در طراحی صفحات مستغرق مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از عمق متوسط جریان در مقطع عرضی قبل از صفحات ,» سرعت جریان لآء پارامتر مقاومت بستر 11ء نسبت عرض به عمق کانال ,7/4]ء» نسبت شعاع انحنای ۰۱ ۰ 1 ه ۱ ی ۰ : خ رودخانه به عرض ان ۲/۳ و عدد فرود رسوب ۳ که به‌صورت زیر تعریف می‌گردد: (۱-۵) س < را 1- 120۵1۵1۳۵ ۲۳۵۷۵ ۲۷۵۳۳۵۶۲ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - حفاظت آبگیرها 1 پارامتر مقاومت بستر ۰10 از رابطه زیر به‌دست می‌آید: (۲-۵) 1 << 117 (۳-۵) 0 / لام < 1 بستر فرسایش یافته با حضور صفحات الف- مرحله نصب, ب- مرحله جریان طرح و پ- مرحله پایانی[۳۴] شکل ۱۳-۵- نمایش متغیرهای طراحی اولیه و مقاطع جریان به‌طورکلی تغییرات ناشی از صفحات در تراز بستر با افزایش پارامترهای ر۲» ارتفاع صفحات, زاویه صفحات نسبت به جریان و مقاومت بستر افزایش می‌یابد. نمودارهای طراحی صفحات مستغرق در شکل‌های (۱۵-۵) و (۱۶-۵) ارائه شده است. از این نمودارها می‌توان برای طراحی صفحات یک ردیفهء دو ردیفه و سه ردیفه (ردیف های طولی) استفاده نمود. نمودارهای مذکور برای مقادیر استغراق نسبی 0.7,1.0 .0.5 ,۰7/4 اعداد فرود 25 ,5,15 ر۴» 1-0.3/مآآ» زاویه برخورد 20 - ۸ و پارامترهای مقاومت 3 - 1 و 4 - ۰1 فاصله‌بندی‌های ,311 - ,8 ,6-1511 وم3011- 6 قابل استفاده هستند. مقدار ,,4/(,- ,,4) برای هر درجه افزایش ۷ بزرگ‌تر از "۲۰ در حدود ۳۹۵ افزایش می‌یاید. شکل (۱۵-۵) حداکثر عمق آبشستگی در قوس یک رودخانه بدون حضور صفحات مستغرق .4 را به‌صورت تابعی از ۳۳/7 و 1۱ نشان می‌دهد. برای مثال اگر 15 ر۳» 5 - ۲/13 و ۲-3 باشد شکل (۱۵-۵) عمق آبشستگی را برابر ,2. 60 - ,۵ می‌دهد. شکل (۱۶-۵) نشان می‌دهد که برای جلوگیری از ایجاد یک چنین چاله آبشستگی و باقی‌ماندن تراز بستر در تراز متوسط مقطع عرضی یا نزدیک به آن» باید حداقل ۳ صفحه در هرردیف وجود داشته باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۶ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظت آن اگر 0.7 < ,7/0 0.3 -1/ ]20*۰1 ما31 < ق1511 < و 0.03 -8/,ل باشد آنگاه 0.55 < رل /(,4- ,ل) است. با داشتن ,2.60 * ,م4 افزایش عمق ناشی از صفحات در محل دیواره برابر ۱.174 یا 1710 بزرگ‌تر از عمق متوسط ,4 می‌باشد. اگر زاویه صفحات به *۲۴ افزایش یابدء مقدار ,ل4,(/4- ,,4) با ۱۲۹۵ افزایش به ۰/۶۲ می‌رسد. در این حالت صفحات. تراز بستر را در محل دیواره تا تراز متوسط بستر بالا می‌آورند. در یک کانال مستقیم» سه صفحه در هر آرائه تراز بستر را تا بالای صفحات بالاا خواهد آورد» به شرطی که ۱5< .۳ و 30 ک و۵ باشد. با افزایش فواصل و۵ از ,]۱5 به ,3011 در یک سامانه شامل سه صفحه در هر ارائه تغییر القا شده در تراز بستر بسته به مقدار 3/7آء تنها در حدود ۱۰۹۵-۲۰۹۵ کاهش می‌یابد. برای این ارائه‌هاء هنگامی که نسبت عمق به عرض کانال ول کم‌تر از حدود ۰/۰۵ باشد. افزایش تراز بستر ناشی از صفحات, به این نسبت غیر وابسته است. شکل ۱۵-۵- عمق آبشستگی در دیواره خارجی قوس رودخانه[۳۴] صفحات مستغرق علاوه بر تثبیت بستر» جهت حفاظت دیواره رودخانه در برابر فرسایش نیز کاربرد دارند. تانزند و ویزن (۲۰۰۱) صفحات مستغرق را در آبراهه‌های پیجانرودی برای تثبیت دیواره‌ها به‌کار بردند و مقادیر زیر را برای طراحی بهینه صفحات مستغرق پیشنهاد نمودند [۳۲] : ۲ مقدار ۳ (ارتفاع صفحه به عمق آب) برابر ۰/۳۵ باشد. ۳ زاویه قرارگیری صفحات با جهت جریان برابر ۲۰ درجه باشد. ۴ مقدارگ (فاصله طولی صفحات به عرض کانال) برابر ۰/۷ باشد. ه ۵- مقدار ی (فاصله عرضی صفحات به عرض کانال) برابر ۰/۲۴ باشد. -------- صفحهٔ بعد -------- 4 دق ان سس رزیل شم ها زز م۳ ۵ (7 7۳۷ ۰ ۸ ۹ 1 رما 6 لیف [ ل ی ۳7 بیهامتج 02 3 الف- سه صفحه در هر ردیف» ب- دو صفحه در هر ردیف و پ- یک صفحه در هر ردیف [۳۴] شکل ۱۶-۵- حداکثر افزایش در تراز بستر ناشی از صفحات در طول دیواره خارجی قوس رودخانه ۱۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲-۳-۵- استانه ُستانه در عرض رودخانه معمولا به‌گونه‌ای ساخته می‌شود که تراز تاج آن با تراز بستر تقریبا یکسان یا بالاتر و کف بستر در بالا دست و پایین دست سازه تقریبا برابر باشد. این سازه ممکن است از مصالح سنگی» شمع کوبی یا سپری» بتنی» گابیون یا توری‌سنگی و یا به‌صورت ترکیبی از آنها ساخته شود. شکل (۱۷-۵) نمونه‌ای از آستانه با پوشش بستر و آبشستگی پایین دست آن را نشان می‌دهد. در شکل (۱۸-۵) نیز نمونه دیگری از آستانه نوع شمع کوبی نشان داده شده است. در ادامه مبانی طراحی آستانه از نوع شمع کوبی ارائه می‌شود. شکل ۱۷-۵- جریان روی استانه و آبشستگی پایین دست آن ضوابطی که گروه مهندسین ارتش امریکا (۱۹۷۰) برای آستانه‌های از نوع شمع کوبی ارائه داده در شکل‌های (۱۸-۵) تا (۲۰-۵) نشان داده شده است[۰]۳۸ در این‌جا: )۳-۵( که در این رابطه: 1 عمق آب در فاصله م50 در بالادست آستانه نسبت به تاج آن آ: عمق پایاب در فاصله م1040 در پایین‌دست آستانه نسبت به تاج آن (برابر با اختلاف تراز پایاب و تراز تاج) : عمق بحرانی برای تاج ذوزنقه‌ای شکل ۸: سطح کل جریان بالاتر از تاج آستانه در فاصله م50 از آن سطح قسمتی از مجرا روی شیب‌های جانبی و بالاتر از تاج (در فاصله 54 از تاج) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - حفاظت آبگیرها ۱۳۹ شکل ۱۸-۵- معرفی پارامترهای طراحی آستانه از نوع شمع کوبی[۳۸] سطح جریان در کناره‌های مقطع به کل مقطع ۸/۸ نشان می‌دهد. سازه‌ای با مشخصات فوق زمانی موثر است که 0.8 < .1/4 باشد. چنانچه عمق پایاب کم باشد جریان با نیروی بیش‌تری به بستر برخورد می‌کند و آبشستگی اطراف احتمال تخریب آن را ممکن است به همراه داشته باشد. طول تاج آستانه معمولا برابر با عرض مجرا درنظر گرفته می‌شود. روند استفاده از شکل‌های فوق برای پایاب و بده جریان مشخصی در طراحی چنین است: (۵-۵) 8 <مل/] ۲ مقدار [] با استفاده از شکل (۲۰-۵) و معادله (۴-۵) به‌دست می‌آید. ۳- با استفاده از شکل (۱۹-۵) اندازه سنگ‌های مورد نیاز برای محافظت بستر به‌دست می‌آید. به مسایل سازه‌ای و تحلیل پایداری آن صورت می‌گیرد. ضخامت لایه سنگریزی نیز باید به اندازه کافی باشد و در صورت نیاز در زیر قابل کاربرد برای شیب های جانبی ۹:37 - 1۷:27 006 010 014 018 022 026 346 / شکل ۱۹-۵- اندازه سنگ‌های مورد نیاز در طراحی آستانه از نوع شمع کوبی[۳۸] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظ ت آن ما ۱۱ م۱ رهم اس 1/1 شکل ۲۰-۵- ضریب بده در طراحی آستانه از نوع شمع کوبی [۳۸] ۱-۲-۳-۵ آبشستگی پایین دست آاستانه‌ها دیتز (۱۹۶۰) رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی پایین دست آستانه ارائه کرد[۳۸] : (۶-۵) ۳ ۳ که در این رابطه: ولا : حداکثر عمق آبشستگی از سطح اولیه بستر (:) ول : عمق اولیه جریان [] : سرعت بحرانی ذرات (سرعت در آستانه حرکت) [1: 0/۸» سرعت متوسط جریان ‎»41۷۷/٩(‏ 0 بده (11/5)» ۸: سطح مقطع جریان ( *1) مطالعات دیتز (۱۹۶۹) نشان دادکه مقدار متوسط ضریب آشفتگی به‌صورت ,27 + 2/3 <۵ وحداکثر مقدار آن ,31 +1<» می‌باشد که را شدت نسبی آشفتگی می‌باشد. هافمن و بوجی (۱۹۹۳) با آزمایش روی بستر افقی و برای جریان زیر بحرانی روی آستانهء رابطه زیر را برای ,۲ ارائه کردند: 1-0 دی 0 کل محطم وودمم| - ۲ ۳ + (2۱0 + ۱45 )۷-۵( که در این رابطه: ۲ : ضریب شزی بستر (۱*/۹) 0 : ارتفاع آستانه (:۳) 8 : شتاب ثقل ( 5/ *1۱ 81 - ع) : طول کف‌بند افقی پایین دست آستانه بر حسب متر ( 610 <]) -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - حفاظت آبگیرها ۱۳ ۳-۳-۵- آبشار آبشارها یا بندهای شیب‌شکن سازه‌هایی هستند که به‌منظور تثبیت تراز بستر در مجاری شیب‌دار و همچنین کنترل پایین افتادگی بستر استفاده می‌شوند. چنانچه در محدوده آبگیرها انتظار پایین رفتن تراز بستر وجود داشته باشد یا بستر دستخوش تخریب زیادی شده باشد» به‌منظور تثبیت آن می‌توان از شیب‌شکن استفاده کرد. آبشارها به عنوان استهلاک کننده انرژی نیز ساخته می‌شوند و در بالا دست خود از آبشستگی بستر جلوگیری می‌کنند. این سازه‌ها معمولا عرض مجرا را می‌پوشانند و از بتن» سنگ‌چین» توری‌سنگ. شمع‌های چوبی و سپرهای فلزی ساخته می‌شوند. سنگ‌چین و شمع‌های چوبی برای شیب‌شکن‌های کوچک و کانال‌های با عرض کم‌تر از ۳۰ متر و سپرهای فلزی» توری‌سنگ‌ها و سازه‌های بتنی معمولا برای شیب‌شکن‌های بزرگ با عرض جریان متغیر تا حداکثر ۰ مر به‌کار می‌روند. ارتفاع مناسب برای این نوع شیب‌شکن حداکثرحدود ۴/۶ متر است. در بعضی موارد از چند شیب‌شکن متوالی با ارتفاع کم‌تر نیز جهت تثبیت تراز بستر استفاده می‌شود (شکل ۲۱-۵). آبشارها را می‌توان به دو نوع با کف‌بند و آستانه انتهایی و دیگری با کف‌بند بدون آستانه انتهایی تقسیم‌بندی نمود. ی شکل ۲۱-۵- تثبیت بستر شیبدار با استفاده از چند آبشار - مبانی طراحی معمولا آبشارها طوری ساخته می‌شوند که عمق پایاب در پایین دست آنها کم باشد و عمق جریان در بالا دست آنها برابر عمق بحرانی جریان در روی تاج آن» یا کم‌تر از آن باشد. از نکات مهم در طراحی آبشارها حفظ پایداری آبشار و کف‌بند آن است. ضمن این که آبشستگی احتمالی پایین دست آن را نیز باید درنظر داشت. ضرورت دیوارهای آب بند را نیز نباید از نظر دور داشت. آبشارهای بتنی یا توری سنگی برای محافظت بستر به‌خصوص در مناطق خشک. کاربرد زیادی دارند. معادله کلی محاسبه بده همان معادله کلی سرریزها به‌صورت زیر می‌باشد[۳۲] : 0-07 )۸-۵( که در این رابطه: ضریب آبگذری» .آ: طول تاج آبشار و [1 عمق جریان روی آبشار است. گروه مهندسین ارتش آمریکا مقدار ۳ را برای ضریب آبگذری ۲ برای آبشارهای قائم بتنی پیشنهاد کرده است. معمولا شیب دیواره اطراف محرای اصلی و کف رودخانه پایین دست باید محافظت شود. گروه مهندسین ارتش آمریکا جهت طراحی آبشارهای قائم بتنی شکل (۲۲-۵) را ارائه داده است. در این نوع آبشار» همان طور که در شکل مشخص است. اختلاف تراز بستر در بالادست و پایین دست آبشار زیاد نیست. با انتخاب ارتفاع آبشار ‏ طول حوضچه پایین دست یا طول کف‌بند سا را از شکل (۲۲-۵-ب) و ارتفاع آب‌پایه *] را از شکل (۲۲-۵-ت) می‌توان به‌دست آورد که تابعی از عمق بحرانی جریان در بالا دست روی آبشار و ارتفاع آبشار است. -------- صفحهٔ بعد -------- ۳7۳( بالا 9 درد از می رواب می راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاظت [ 8 زا ماخ اور للاا | بلبللاال 1 ا]ا ۷۱ ترا بللب الا ما ۱67 0 انا چیه باب ۱ مرچ اک از : خش سلطا لللنللا. َ ی ۵ 4 ۰ 0 الف 7 مقطع اب بند رن ول ب - طول حوضچه نر5 0 ۳ 06 ۳ لبلارا۱ ال لا 1 با ار سس با بل لها نیم بلان اااااا۱ا 6 : 2 0 وا سره لد / "بل 2 ضریب بده 0 3 مر ارتفاع استانه انعهایی 1 طول تاج سرریز 3 عمی لب روی سرریز > 0ل(3/2 ِا طول حوضچه ۵ ارتفاع (بشار و 1 لرتفاع آستانه انتهایی از عمق بحرانی روی تاج سرریز شکل ۲۲-۵- طراحی آبشارهای قانم بتنی[۳۲] ایلر در سال ۱۹۸۴ براساس تعاریف ارائه شده در شکل (۲۳-۵) که مربوط به آبشاری است که در آن اختلاف تراز بستر دست و پایین دست آن زیاد است. منحنی طراحی نشان داده‌شده در شکل (۲۴-۵) را توصیه کرد. در این شک 8 ,0 عدد آبشار است. ایلر اشاره کرده است که اگر عمق پایاب کم‌تر از عمق ثانویه پرش هیدرولیکی به اندازه ۰ سد یا کم‌تر («لا 7020ک) باشدء یک پرش هیدرولیکی مناسب در پایین دست آن شکل می‌گیرد و چنانچه عمق پایاب کم ۰ درصد عمق ثانویه باشد جریان با سرعت زیاد از روی کف‌بند خارج شده و باعث آبشستگی زیاد در پایین دست آ شود که ممکن است سازه را با مشکل همراه سازد. طول کف‌بند در پایین دست آبشار باید طوری باشد که پرش هیدرولیکی روی آن شکل بگیرد و به پایین دست منتقل نشود. اب ط زیر را برای طول کف‌بند ارائه داد (شکل ۲۳-۵). با استفاده از این دو رابطه طول کف‌بند محاسبه و بیش‌ترین مقدار انتخا: گردد. )۹٩-۵(‏ + آ[] + را کم دلا 4 < و۵ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - حفاظت آبگیرها ۱۳۳ که در این رابطه: آ: طول کف‌بند ارتفاع آبشار دٍلا : عمق ثانویه پرش هیدرولیکی را : فاصله بین محل شروع پرش و دیواره قائم آبشار .لا : عمق بحرانی روی آبشار در طراحی براساس روش ایلرء ابتدا تراز پایاب تعیین و سپس از شکل (۲۴-۵) مقادیر اولیه طراحی به‌دست می‌آید و در صورت 3 دی 8 ۵ ۵ ی ۱ بت 22۹ ۱: 224 شکل ۲۳-۵- معرفی پارامترهای آبشارهای قانم )0 01 )0( 2 )0.00۱ 006 0 02 01 ۱0 اد تا" بل > را شکل ۳۴-۵- پارامترهای طراحی به عنوان تابعی از عدد آبشار ,۳۲[0] -------- صفحهٔ بعد -------- ۳۳( راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاخظلت آن ایلر معتقد است اگر طراحی براساس رابطه (۷-۵) صورت گیرد»ء کف‌بند طول کافی را خواهد داشت که پرش را در خود جا دهد و حداقل آبشستگی را در پایین دست ایجاد کند. در این حالت عمق آبشستگی از سطح پایاب بیش از ۵[ +2۷ نخواهد بودء یعنی: (۱۱-۵) - ۳۳و11 19عل که در این رابطه: ۹ بده در واحد عرض (۲3*۹/۹/10) 1 اختلاف تراز آنرژی بالادست و پایین دست به‌صورت زیر است: ۷ :۷ (۱۳-۵) جک جرا ا-ا| رباع ]] 28 28 که در این رابطه: ۷ سرعت جریان (11/5) تراز بستر نسبت به سطح مبنای مشخص (111) ۱ 113 اندیس‌های ا و [ اشاره به بالادست و پایین دست جریان دارند. پارامترهای فوق در شکل (۲۵-۵) نشان داده شده‌اند. : ۳ ۱ » ِ یا ی 5 مس ج ۷ ا ۷ ۷۳3 ی -------- صفحهٔ بعد -------- فصل پنجم - حفاظت آبگیرها ۱۳۵ فلیک و لارسن (۱۹۸۳) رابطه زیر را برای محاسبه حداکثر عمق آبشستگی ارائه داد[۳۲] . َ ۹9 +6 3 4 (۱۳-۵) 0 ۰ 0۰ 2 هل ۷ که در این رابطه: : عمق آبشستگی از سطح پایاب لا : عمق بحرانی جریان روی تاج آبشار ل] : سرعت بحرانی جریان -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل ۲ جانبی آبگیری از رودخانه -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سنسم - ملاحظات جانب یآبگیری از رودخانه ۱۳۹ ۱-۶- کلیات به طورکلی در هنگام طراحی و اجرای تاسیسات انحراف جریان علاوه بر نکات فنی» نکات دیگری را نیز باید درنظر گرفت که در موفقیت‌آمیز بودن طرح تاثیر بسزایی دارند که آزها ر ملاحظات جانبی می‌نامیم. در این فصل به بررسی ملاحظات مربوط به کیفیت آب منحرف شده» ملاحظات زیست محیطی احداث آبگیر ملاحظات جانبی مربوط به روش‌های آبگیری از رودخانه‌ها و رسوب‌گیرهاء مسایل ارزیابی و بهره‌برداری» مسایل فرهنگی و اجتماعی و انتخاب روش آبگیری پرداخته می‌شود. یکی از اهداف عمده در طرح‌های آبگیری و تاسیسات انحراف آب علاوه بر تامین بده مناسب جریان» تضمین کیفیت آب منحرف شده می‌باشد. به‌طوری که کیفیت آب منحرف شده از میانگین کیفیت رودخانه پایین‌تر نباشد. - جلوگیری از نفوذ رسوبات به‌خصوص رسوبات درشت‌دانه به آبگیر - جلوگیری از ورود اجسام شناور به آبگیر - کنترل رژزیم یخ کیفیت آب منحرف شده بسته به موارد مصرف متفاوت خواهد بود. مصارف عمده آب رودخانه شامل شرب.» کشاورزی و صنعتی شده»ء رعایت نکات زیر از لحاظ کیفیت آب مهم می‌باشد: ۱-۲-۶ معیارهای آب شرب معیارهای زیر در استفاده شرب از آب رودخانه باید درنظر گرفته شوند: - درجه حرارت در محل طرح - خصوصیات فیزیکی آب رودخانه شامل رنگ» بوء تیرگی و مواد معلق ع ی فقس سا -------- صفحهٔ بعد -------- ص۱8 راهنما یآبگیری از رودخانه و حقاخلت آن ی (*) در صورت موجود بودن آهن تا میزان حداکثر ۰/۳ میلی‌گرم در لیتر همراه با مقادیر کم تانن» رنگی ایحاد می‌شود که از حد استاندارد بیان شده بالاتر است. در چنین حالتی مقادیر بالاتر از استاندارد نیز قابل قبول می‌باشد. غلظت مواد شیمیایی موجود در آب نباید از مقادیر داده شده در جدول (۲-۶) و جدول (۳-۶) تحاوز نماید. و : لا حداکئر مقدا تب حداکن, مقدار محا: 0/11 2/11 دس را اه با مریم یرس و را اه 0 سس مک و و (#) درصورتی که مقدار سولفات بیش‌تر از ۲۵۰ میلی‌گرم در لیتر باشد. مقدار منیزیم نباید از ۳۰ میلی‌گرم در لیتر تجاوز کند. ولی چنانکه مقدار سولفات کم‌تر از ۲۵۰ میلی‌گرم در لیتر است مقدار منیزیم حداکنر تا ۱۵۰ میلی‌گرم در لیتر قابل قبول خواهد بود. - خصوصیات بیولوژیکی آب شامل نیاز اکسیژنی بیولوژیکی و کلیفرم -------- صفحهٔ بعد -------- - خصوصیات رادیولوژیکی آب آشامیدنی - خصوصیات باکتریولوژیکی آب آشامیدنی اطلاعات کامل راجع به معیارهای آب آشامیدنی در مرجع [۷] موجود است. ۳-۲-۶ معیارهای آب کشاورزی یکی از پارامترهای عمومی آب مصرفی جهت مصارف کشاورزی دمای آب است. دمای آب ورودی به مزرعه باید نزدیک به دمای مزرعه بوده و در هر صورت کم‌تر از ۱۰-۱۲ درجه سانتی‌گراد نباشد. در استفاده از آب برای مصارف کشاورزی همجنین باید به این نکته توجه داشت که ذرات رسوب بزرگ‌تر از ۰/۲11۱ نباید وارد شبکه توزیع آب شوند. ورود رسوبات درشت‌دانه می‌تواند صدمات زیر را به شبکه وارد سازد: رسوب‌گذاری در کانال‌ها باعث تغییرات ریخت‌شناسی شده و آبگذری کانال را کاهش می‌دهد. - باعث گرفتگی سامانه آبیاری تحت فشار شده و سرعت بالای ذرات رسوب داخل لوله‌ها (1۳/۶ ۲) ساییدگی لوله‌ها را به همراه خواهد داشت. جدول ۴-۶- راهنمای بررسی کیفیت آب آبیاری میزان محدودیت ی ار 7-3. 3 1 450-2000 (2)(0(0< 0.27 0.32 )0(.5- 0 1.30 2.95 مسمومیت یونی آبیاری بارانی سدیم کلر نیتروژن (۱)(3-۳) بیکربنات‌ها (۱103) فقط آبیاری بارانی اسیدیته (۳11) حدود تغییرات ترمال 6.5-8. 4 -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۲-۶ معیارهای آب صنعتی کیفیت أب مورد نیاز در نیروگاه‌های حرارتی توسط دستگاه‌های خاص خنک‌کننده تعیین می‌شودء ولی در هر صورت موارد زیر - آبی که در سامانه خنک‌کننده استفاده می‌شود باید عاری از هرگونه رسوب باشدء چرا که ذرات نسبتا درشت می‌توانند درون دستگاه‌های خنک‌کننده ته‌نشین شده و ذرات سخت در اثر سرعت بالای آب می‌توانند باعث صدمه زدن به سطوح چگالنده‌ها خواهند شد. - جلبک‌ها و هرگونه میکروارگانیسمی نباید به این سامانه‌ها وارد شوند زیرا چسبیدن این مواد به دیواره لوله‌های چگالنده‌ها » باعث کاهش قدرت انتقال دما در سامانه خواهند شد. - غلظت کربنات کلسیم (:260)) نباید بیش از 118/1 1-3 باشد. زیرا جسبیدن این مواد به دیواره لوله‌ها باعث تشکیل یک - غلظت کربنات کلسیم برای دستگاه‌های تولید بخار در نیروگاه‌های حرارتی نباید بیش‌تر از [/18 |[.0 باشد. به علت استفاده از تجهیزات خاص در انتقال آب به نیروگاه‌های برق آبی, لازم است موارد زیر در کیفیت آب رعایت گردد: نواحی با سرعت بالا می‌توانند در اثر برخورد با سطوح فلزی و بتنی موجود از قبیل پنستاک» شیرها و پروانه توربین‌ها باعث ساییدگی و صدمات جبران ناپذیری شوند. تحربه نشان داده است که درات رسوبی در محدوده :۱۲ 0.5 - 0.25 نباید وارد سامانه شوند. - از ورود هرگونه اجسام شناور در داخل سامانه باید جلوگیری کرد چرا که باعث گرفتگی مجاری شده و افت‌های موضعی به‌وجود می‌آورند. ۳-۶ ملاحظات زیست محیطی احداث آبگیر هدف کلی از ملاحظات زیست محیطی در هر پروژه عمرانی» پیش‌بینی آثرات جانبی و دراز مدت پروژه و بررسی تبعات ناشی از آن و در نهایت» بهینه‌کردن طرح مهندسی با درنظرگرفتن تبعات زیست محیطی آن در کنار سایر پارامترها است. انحراف آب باید بدون ایجاد اثرات زیست محیطی نامطلوب در رودخانه باشد که این مهم با درنظر گرفتن موارد زیر تامین می‌گردد: - جلوگیری از نفوذ رسوبات به‌خصوص رسوبات درشت‌دانه به آبگیر 1-5 -------- صفحهٔ بعد -------- - بررسی وضعیت محیط زیست موجود قبل از انحراف: محیط زیست مربوط به منطقه محل پروژه باید بررسی و شناسایی - پیش‌بینی اثرات طولانی مدت و جانبی پروژه‌های آبگیری: طراحی باید طوری باشد که اثرات جانبی و دراز مدت ناشی از آن برروی محیط مزبور شناسایی شده و چاره‌اندیشی‌های لازم صورت گیرد. - ارزیابی احتمالی منفی بودن اثرات فوق و بررسی عوامل کاهش دهنده آنها: پروژه مورد نظر باید شرایط اکولوژیکی رودخانه و مناطق وابسته به آن را به هم نزنده حتی اگر لازم باشد باید جهت جلوگیری از این تبعات» از منابع آب به‌صورت محدود استفاده کرد. - متعادل کردن اثرات منفی احتمالی به همراه حداقل کردن هزینه ناشی از آنها تبعات زیست محیطی ناشی از احداث آبگیر در رودخانه را می‌توان به‌صورت زیر عنوان کرد: - در اثر انحراف بخشی از جریان رودخانه بده جریان در پایین دست آبگیر کاهش خواهد یافت و در نتیجه هوادهی جریان که به‌صورت طبیعی در رودخانه‌ها صورت می‌گیردء کاهش یافته و ممکن است زندگی آبزیان در پایین دست آبگیر را به مخاطره اندازد. - تغییر در تراز آب رودخانه باعث تغییر در تراز آب زیرزمینی خواهد شد. تغییرات دراز مدت در تراز آب زیرزمینی می‌تواند بافت خاک منطقه و بافت گیاهی منطقه را تحت تاثیر قرار دهد. - یکی از مهم‌ترین اثرات نامطلوب زیست محیطی احداث آبگیر در رودخانه‌هاء کاهش ظرفیت انتقال رسوب رودخانه بوده که باعث افزایش تراز بستر در پایین دست آبگیر و تغییر در لایه‌های آبرفتی بستر می‌شود. بنابراین معیار زیست محیطی برای طراحی سازه‌های آبگیرء نگهداری ظرفیت انتقال رسوب رودخانه» به‌خصوص رسوبات درشت‌دانه می‌باشد. باید توجه داشت که تاسیسات انحراف جریان باید اثرات زیست محیطی زیان‌آور را به حداقل برساند. بیش‌تر رسوبات انتقال یافته در رودخانه که موجب خسارت می‌شود.ء درات درشت‌دانه بوده که در مواقع سیلابی انتقال می‌یابند. استفاده از بند انحرافی جمت آبگیری موجب کاهش در ظرفیت حمل رسوبات می‌شود. چنانچه مقدار آب متحرف شده زیاد باشد ممکن است کاهش عرض رودخانه در پایین دست به‌صورت شکل (۱-۶) لازم گردد. در چنین شرایطی» هدف اصلی» عبور درصدی از حداکثر جریان بوده (مثلا ۰ سیل طراحی) که توسط دریچه‌هایی کنترل می‌گردد. از جمله ضوابط طراحی» سرعت جریان در طول مسیر بوده که باید بزرگ‌تر از سرعت بحرانی بوده تا موجب انتقال رسوبات شده و به طور پیوسته انتقال رسوبات را در مسیر جریان انجام دهد. -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۱-۶- طرح شماتیک انحراف آب از رودخانه و کاهش عرض در پایین‌دست رودخانه [۳۶] ۴-۶- ملاحظات مربوط به انتخاب محل آبگیر انتخاب محل مناسب آبگیر در یک پروژه آبگیری برای موفقیت پروژه ضروری است. یک محل مناسب می‌تواند اختلال در آبرسانی را که به دلیل ورود رسوب به آبگیر به‌وجود می‌آید به حداقل کاهش دهد. باید توجه داشت که بعد از اجرای پروژه» مشکلات ایجاد شده در اثر انتخاب نامناسب محل به سختی قابل اصلاح می‌باشد. در انتخاب محل آبگیر ملاحظات زیر را باید مدنظر قرار داد: با فرسایش زیاده دور باشد. - در مواقع سیلابی اموال و تاسیساتی نظیر ساختمان‌هاء بزرگراه‌ها. خطوط راه آهن, پل‌ها و خطوط فشار قوی برق در نواحی اطراف آبگیر باید با محدود کردن بالا آمدگی آب و یا ساخت سیل‌بندها محافظت شوند. - موقعیت انحراف به‌گونه‌ای باشد که طول کانال‌های انتقال را حداقل نماید. - آبگیر باید حتی‌المقدور در سمتی از رودخانه قرارگیرد که مصرف‌کنندگان در آن سمت باشند. - دسترسی محل انحراف به جاده‌های موجود امکان‌پذیر باشد. - محل انحراف باید به منابع قرضه محلی نزدیک باشد تا هزینه ساخت تاسیسات انحراف کاهش یابد. - عمق و بده کافی در محل انحراف وجود داشته باشد. - آبگیری از مناطقی از رودخانه که به‌صورت جزیره درآمده‌اند» مناسب نیست. - آبگیری از قوس داخلی رودخانه‌ها معمولا مناسب نیست. باید توجه داشت که آبگیری از مکان‌های زیر در رودخانه‌ها رضایت بخش نیستند: -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سضسم - ملاحظات جانی ی آبگیری از رودخانه را - در دلتای رودخانه‌های ورودی به مخازن سدها - پایین دست محل تلاقی دو رودخانه که شاخه فرعی دارای رسوب زیادی باشد. - آبگیری از قسمت‌های ناپایدار رودخانه - آبگیری از رودخانه‌های شریانی اگر آبگیر در یک مسیر کاملا مستقیم قرارگیرد. این خطر وجود دارد که با گذشت زمان به علت جابجایی مجرا در پلان» آبگیر از مسیر خارج شود. اگر به دلایل ویژه‌ای آبگیر باید در مسیر مستقیم رودخانه احداث شود دیواره جانبی آبراهه در طول وسیعی باید با توجه به این که محلی که تمام شرایط ذکرشده را داشته باشدء به ندرت دست یافتنی است و برای محل انحراف» شرایط هیدرولیکی بیش‌ترین اهمیت را دارد سایر شرایط را می‌توان با طراحی مناسب فراهم نمود. سیلاب را می‌توان با ساخت سیل‌بند کنترل کرد و تقریبا برای هر نوع خاکی» روش‌هایی برای اصلاح پی وجود دارد اما برای یک محل انحراف که شرایط هیدرولیکی لازم را نداردء پروژه همراه با مشکلات زیادی خواهد بود. ۱-۴-۶ ملاحظات جانبی آبگیری به روش پمپاژ در این روش» برای این که رسوبات کم‌تری وارد آبگیر شودء در جلوی دهانه ورودی آبگیر» حوضچه یا گودالی" با عرض بیش‌تر از دهانه آبگیر احداث می‌نمایند. آشغالگیر در دهانه ورودی آبگیر نصب می‌شود تا از ورود مواد معلق جلوگیری می‌نماید. دریجه‌ای برای موارد اضطراری و برای تعمیرات لوله مکش پمپ درنظر گرفته می‌شود. این روش آبگیری زمانی می‌تواند مفید باشد که ساحل رودخانه تحت تاثیر فرسایش قرار نگیرد و جریان در رودخانه نسبتا آرام باشد. یکی از نکات بسیار مهم در آبگیری به روش پمپاژ جداسازی کامل ذرات جامد از آب است. ورود هرجسم جامد به لوله‌های ابگیری و پمپ باعث بروز مشکلاتی مثل خرابی و فرسایش پره‌های پمپ و کاهش عملکرد پمپ می‌شود. روش‌های مختلفی برای جلوگیری از ورود اجسام اضافی به سامانه پمپاژ وجود دارد که شامل انواع آشغالگیرهاء صفحه‌های مسطح سوراخ‌دار و صفحه‌های مساله مهمی که در استفاده از این روش‌ها وجود دارد. نگهداری و تمیز کردن به موقع آنهاست. ضمن این که باید در محل مناسب نصب شوند. همجنین باید توجه داشت ماهی‌ها و دیگر آبزیان نباید وارد این سامانه شوند. - راه‌های دسترسی به ایستگاه پمپاز مناسب باشد. - از ورود افراد غیرمسوول به اطراف ایستگاه پمپاز جلوگیری شود. - امکانات لازم برای مقابله با اتفاقاتی نظیر سیل و آتش‌سوزی مهیا باشد. 0 - | -------- صفحهٔ بعد -------- - ساختمان ایستگاه پمپاز محیط مناسبی برای تجهیزات مربوط باشد. دماء رطوبت» تهویه و روشنایی عواملی است که در صورت رعایت نکردن به سامانه صدمه می‌زند. یکی دیگر از مسایلی که در آبگیری به روش پمپاز مطرح است. شکل‌گیری گرداب‌های سطحی همراه هسته هوا یا بدون هسته هواء در ورودی آبگیر است که می‌تواند باعث کاهش بازده» ایجاد پدیده کاویتاسیون و ارتعاش در پمپ‌هاء توربین‌ها و خطوط انتقال گردد. روش‌های مختلفی برای کاهش یا حذف گرداب در آبگیرها وجود دارد. برای این کار می‌توان از صفحات ضدگرداب استفاده کرد. در میان عوامل متعددی که بر مکانیسم شکل‌گیری این گرداب‌ها موثرنده خروج از مرکزیت جریان نزدیک شونده به مجرای ابگیر از اهمیت بیش‌تری برخوردار است که این عامل نتیجه عدم تقارن در میدان جریان ورودی ناشی از شکل هندسی سازه آبگیر است. در استفاده از صفحات ضد گرداب موارد زیر باید درنظر گرفته شود [۱۷]: - هرگونه عدم تقارن در قرارگیری صفحات کاهش گرداب» درصد هوای موجود در گرداب را افزایش می‌دهد. - با کاهش سطح صفحات هوا ورودی به جریان افزایش می‌یاید. ۲-۴-۶ ملاحظات جانبی در آبگیری توسط بند انحرافی چنانجه سطح آب در رودخانه دارای نوسان شدید باشد. باید ارتفاع بند انحرافی به اندازه‌ای درنظر گرفته شود که بتواند آب لازم را به‌صورت دایمی تامین نماید. درصورتی که نوسانات آب در رودخانه در طول سال کم باشد.ء ارتفاع بند انحرافی تاثیر چندانی در تامین آب نخواهد داشت. در روش آبگیری با استفاده از بند انحرافی» موارد زیر را باید مدنظر قرار داد: ۱-۲-۴-۶ پدیده زیر شوبی زمانی که آب جمع شده در بالا دست سازه به داخل بستر نفوذٌ کرده و از قسمت پایین دست سازه بیرون آیدء گرادیان هیدرولیکی ممکر است از مقدار بحرانی آن بیش ‌تر شده و در این حالت خاک زیر بستر توسط جریان آب شسته شده و به پایین دست انتقال یابد تا بالاا دست سازه ادامه می‌یابد و در نهایت تخریب سازه را به همراه خواهد داشت. برای جلوگیری از وقوع این پدیده و یا کاهش خسارات آن, می‌توان به دو طریق عمل نمود: - احداث طول کافی کف‌بند و بستر نفود ناپذیر - احداث دیواره‌های آب بند یا شمع‌هایی در بالادست ۲-۲-۴۶ شکست کف‌بند اگر وزن سازه کم‌تر از نیروی بالا برنده باشدء احتمال شکست کف‌بند وجود خواهد داشت. ایجاد موج‌های ایستاده و پرش هیدرولیکی در پایین دست سازه کشش‌هایی را ایجاد کرده و به مانند نیروی بالاا برنده عمل می‌نماید و اگر کف‌بند از ضخامت کافی برخوردار نباشد» موجب شکست آن می‌شود. کاهش این نوع خسارت را با روش‌های زیرمی‌توان انجام داد: - قرار دادن دیواره پا شمع‌هایی در زیر سازه در قسمت بالادست آن 1-۹51۵۵۳۵۶ 5 -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سنسم - ملاحظات جانب یآبگیری از رودخانه ۱۴۷ - ساختن کف‌بند مقاوم از بتن مسلح ۳-۲-۴-۶ فرسایش در بالا دست یا پایین دست سازه با کاهش عرض جریان در محل سازه امکان فرسایش در بالاا دست و پایین دست سازه وجود دارد. در چنین حالتی با حرکت و ادامه این آبشستگی به طرف سازه احتمال تحریب سازه وجود دارد. برای جلوگیری از این امر می‌توان به روش‌های زیر عمل نمود: - احداث دیواره‌ها یا شمع‌هایی بلندتر از حداکثر عمق آیش ستگ - احداث کف‌بند یا سنگ‌چین در بالا دست و پایین دست سازه به طول کافی و مناسب ۴-۲-۴-۶ احداث نردبان ماهی‌رو! با توجه به این که ساختن سازه‌هایی نظیر بند انحرافی و یا سرریز مانع حرکت آبزیان می‌شود. لذا باید مسیر یا گذرگاهی برای این منظور درنظر گرفت که بدان اصطلاحا نردبان ماهی‌رو گویند. توسط این گذرگا» ماهی‌ها به راحتی به بالا دست یا پایین دست ماهی‌ها معمولا در آب با سرعت حدود ۳ متر برثانیه توانایی حرکت دارند. بنابراین طراحی نردبان ماهی‌رو باید با درنظر گرفتن این مقدار برای سرعت جریان انجام شود. دیواره‌های داخلی نردبان ماهی‌رو باعث می‌شود که اختلاف ارتفاع آب در بالا دست و پایین جریان را انجام دهد. ۵-۲-۴-۶ احداث دریچه‌های زیر گذر دریجه‌های زیر گذر بخشی از یک بند انحرافی است که رسوبات جمع شده در کانال بالا دست بند انحرافی را به همراه بخشی از جریان سیلاب به پایین دست هدایت می‌کند. احداث این دریجه‌ها بسیار مفید خواهد بود. آنجه که مهم است عملکرد صحیح و به موقع دریچه‌ها می‌باشد که به نحو احسن لایروبی را انجام دهد. با توجه به این که رسوب‌گیرهاء رسوب موجود در جریان را از آن جدا کرده و نقش مهمی در تامین آب مناسب دارند لذا لازم است با توجه به شرایط محلیء دقت کافی در طراحی آنها به‌عمل آید. محل و روش تخلیه رسوبات جدا شده از جریان توسط رسوبگیر یکی از ملاحظات مهم رسوب‌گیرها است. معمولاا رسوبات جدا شده توسط رسوبگیر به پایین دست رودخانه یا محل مناسب دیگری هدایت و تخلیه می‌شود. لذا لازم است در انتخاب محل رسوبگیر به نحوه تخلیه رسوبات نیز توجه داشت. امکان استفاده از رسوبات جدا شده توسط رسوبگیر را نیز نباید از نظر دور داشت. باید توجه داشت که رسوبات درشت‌دانه‌ای که یا در کانال ته‌نشین می‌شوند و یا باعث وارد آمدن خسارت بر توربین می‌گردند. باید جدا شوندء درحالی که همیشه جدا سازی رسوبات ریزدانه‌ای که برای حاصلخیز کردن زمین‌های کشاورزی مفید هستند» ضروری به |- ۳۶۳ |] 7 -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۳۸ راهنما ی آبگیری از رودخانه و حفاخلت آن نظر نمی‌رسد. البته از نظر اقتصادی نیز جدا سازی این درات مقرون به صرفه نیست. با این وجود اگر مقدار رسوبات ریزدانه بسیار زیاد باشد جدا سازی این ذرات باید صورت گیرد. قبل از گرقتن هر نوع تصمیم و انجام هر کاری جهت جدا سازی رسوبات, اطلاعات کامل راجع به مقدار و وسعت رسوبات موجود و مقداری از آن که به‌داخل کانال هدایت می‌شوند و ظرفیت رسوب‌گذاری کانال و درصدی از آن که باید جدا گردند, باید حاصل گردد. ته‌نشین شده و ضمن کاهش ظرفیت کانالء عمل جداسازی رسوبات توسط رسوبگیر به‌خوبی انجام نشود. همچنین اگر خیلی نزدیک به دهانه کانال آبگیر احدات شوند. ممکن است ذرات رسوب به حالت معلق باقی مانده و از روی رسوبگیر به پایین دست حمل شوند و رسوبگیر نتواند به نحو مناسبی عمل نماید. اگر قرار است ذرات خیلی ریزدانه از جریان جدا شوندء می‌توان تعداد این نوع سازه‌ها را در طول کانال افزایش داد. زمانی که در محل مورد نظر برای آبگیری» درمسیر رودخانه قوسی وجود ندارد. به ناچار باید از مسیر مستقیم رودخانه آبگیری انجام گیرد. در چنین حالتی نیز جلوگیری و کنترل ورود رسوبات به داخل کانال آبگیر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در پروژه‌های مهم لازم است با ساخت مدل فیزیکی رسوبگیر» عملکرد آن مورد بررسی قرارگیرد. ۱-۵-۶- آب مورد نیاز برای سازه‌های رسوبگیر مقدار آب مورد نیاز برای سازه‌های رسوبگیر در بسیاری از مناطق مهم به نظر می‌رسد. در جاهایی که مشکل کمبود آب وجود ندارد» محدودیتی در انتخاب نوع رسوبگیر وجود ندارد. اما زمانی که کمبود آب وجود دارد انتخاب روش مناسب رسوب‌زدایی اهمیت خود را نشان می‌دهد. مقدار آب مورد نیاز سازه‌های رسوبگیر در جدول (۵-۶) آورده شده است [۲۴]. همان‌گونه که در این جدول مشاهده می‌شود حوضچه رسوبگیرگردابی در مقایسه با سایر روش‌ها تلفات آب بسیار کمی دارد و به‌طورکلی نسبت به سایر روش‌های کنترل رسوب, اقتصادی‌تر است. از دیگر مزایای این حوضچه‌ها ابعاد کوچک حوضچه‌های گردابی و کارکردن آن به‌طور دایمی است. لازم به ذکر جدول ۵-۶- مقدار آب مورد نیاز سازه‌های رسوبگیر -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سم - ملاحظات جانب یآبگیری از رودخانه ۴۳۹ ۳۶-۴ مسایل ارزیابی و بهره‌برداری یکی از مسایل مهمی که تاکنون موجب ایجاد خسارات قابل ملاحظه به تاسیسات عمرانی و اقتصادی کشور شده است. عدم پیش‌بینی اعتبار و امکانات فنی لازم در دوران بهره‌برداری می‌باشد. متاسفانه بسیاری از ابنیه مهم کشور که با صرف هزینه بسیار زیادی ساخته شده‌اند پس از ساخت رها شده و بعضا دچار تخریب شده‌اند. برخی از موارد مهمی که در دوران بهره‌برداری و نگهداری» موجب خسارت دیدن تاسیسات آبگیری می‌گردد به شرح زیر می‌باشند: - عدم لایروبی به موقع کانال آبگیر و سامانه انتقال آب - عدم استفاده از تحهیزات مناسب لایروبی - عدم اجرای عملیات کنترل رشد علف‌های هرز در محدوده آبگیر و تاسیسات مربوط به آن - عدم اجرای بازسازی های لازم و به موقع در محدوده تاسیسات آبگیری و خرابی‌های ناشی از فرسایش و سیل - عدم تعمیر و سرویس به موقع تجهیزات مکانیکی و هیدرومکانیکی تاسیسات آبگیری - عدم جلوگیری از تردد مکرر وسایل نقلیه سنگین در مجاورت آبگیر و تاسیسات آبگیر رعایت موارد فوق براساس یک برنامه دقیق می‌تواند ضمن به حداقل رسانیدن مسایل و مشکلات آتی, کارایی تاسیسات آبگیری را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. بدیمی است که تدوین یک برنامه دقیق بهره‌برداری و نگهداری و پیش‌بینی امکانات فنی و مالی مورد نیازء؛ جهت مدیریت سامانه انحراف و انتقال آب ضروری است. ۷-۶- انتخاب روش آبگیری و نوع آبگیر در انتخاب آبگیر عوامل متعددی از جمله عملکرد و هدف طراحی, ابعاد کار از نقطه نظر بده جریان و عمق آب و موارد دیگری مثل ویژگی‌های محل و نحوه اجرا دخالت می‌کنند. مواردی مثل داده‌های مربوط به انتخاب محل و ابعاد تاسیسات, انتخاب نوع آبگیر را محدود می‌سازد. به عنوان مثال طبیعت رودخانه و محدوده تغییرات سطح آبء بده جریان و بده رسوبات و معیارهایی مثل نحوه بهره‌برداری و شکل توزیع آب در تاسیسات مختلف محدودیت های دیگری را در انتخاب آبگیر به‌وجود می آورد. همچنین وجود و یا عدم وجود آب کافی جهت شستشوی رسوبات ته‌نشین شده در انتخاب آبگیر موثر می‌باشد. محل یک آبگیر ممکن است در یک نهر رودخانه, کانال, دریاچه, مخزن یا ساحل درپا باشد. نحوه دسترسی به محل و این که ساختمان طرح در محیط خشک و یا داخل آب انجام می‌گیرد و یا این که نیاز به تاسیسات انحراف آب می‌باشد. از عوامل مهم در انتخاب نوع آبگیر محسوب می‌شود. در تمامی مواردء مطالعه مدل طرح» اطلاعات با ارزشی در مورد اجرا و مناسب بودن آن در اختیار طراح قرار می‌دهد. انتخاب روش آبگیری به عوامل متعددی از قبیل شرایط توپوگرافی» شرایط اقلیمی» نوع رودخانه, اهداف طرح» درصد بده انحرافی و موقعیت انحراف بستگی دارد و با توجه به این‌که در مناطق مختلف کشور شرایط بسیار متفاوتی حاکم است. لذا نمی‌توان توصیه کلی برای انتخاب روش‌های آبگیری برای هر منطقه از کشور ارائه نمود و لازم است با مطالعه دقیق و درنظر گرفتن مسایل فنی و -------- صفحهٔ بعد -------- 2۰ راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظ ت آن اقتصادی و با توجه به شرایط محلی و قضاوت مهندسی نوع آبگیر مناسب را انتخاب کرد و در صورت نیاز نسبت به ساخت مدل فیزیکی آن اقدام نمود. ۸-۶- مسایل فرهنگی و اجتماعی علاوه بر مسایلی که در قسمت قبل عنوان گردید. مسایل فرهنگی و اجتماعی نیز در طراحی و اجرای تاسیسات انحراف و انتقال آب مطرح هستند. عدم احساس مسوولیت نسبت به اموال عمومی از جمله موارد به‌وجود آورنده این نوع مشکلات و مسایل می‌باشد. از جمله عوارض و مشکلاتی که بر اثر مسایل فرهنگی و اجتماعی رخ می‌دهد. می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: - برداشت مصالح به‌کار رفته در پوشش‌های حفاظتی اطراف تاسیسات آبگیری - سرقت لوازم و تجهیزات مکانیکی و هیدرومکانیکی و یا ایجاد خسارت به آنها - عدم مشارکت در عملیات بهره‌برداری و نگهداری بدیهی است که راه حل مشکلات فوق ریشه در سطح آگاهی ساکنین اطراف تاسیسات آبگیری و توریست‌های محلی می‌باشد که مستلزم یک برنامه آموزشی و ترویجی دقیق و دراز مدت می‌باشد که در کنار سایر فعالیت‌های مرتبط با بهره‌برداری و نگهداری باید مورد توجه مسوولین قرارگیرد. ۹-۶- ملاحظات قانونی در اجرای مفاد قانون توزیع عادلانه آب و به‌منظور درنظرگرفتن نیاز آبی امروز جامعه و نسل‌های آینده کشورء همراه با حفظ حقوق دینفعان بالادست و حقابه‌های مصرف‌کنندگان پایین‌دست. با رعایت ملاحظات اقتصادی, اجتماعی و زیست محیطی و جلوگیری از اثرات منفی کمی و کیفی برداشت بی‌رویه آب در چارچوب سیاست‌های مصوب وزارت نیرو» «دستورالعمل اجرایی تخصیص آب» در وزارت نیرو تصویب و به کلیه شرکت‌های آب منطقه‌ای استان‌ها ابلاغ شده است که شرکت‌های آب منطقه‌ای را موظف می‌سازد قبل از اقدام به صدور مجوز برداشت از منابع آب سطحی برای متقاضیان مصارف مختلف (کشاورزی» صنعت و شرب) به هر میزان و در هر شکل, مجوز لازم را از کمیسیون تخصیص آب ستاد امور آب وزارت نیرو اخذ نمایند. تخصیص آب عبارت از میزان آبی است که در هر یک از محدوده‌های مطالعاتی و حوضه‌های آبریز و همجنین آب‌های ورودی به کشور از منابع عمومی آب با توجه به توانایی‌ها و امکانات منابع آب هر یک از آنها و با لحاظ حقوق مصرف‌کنندگان قبلیء برای مصارف مختلف به‌وسیله وزارت نیرو مشخص و به شرکت‌های آب منطقه‌ای ابلاغ می‌شود تا پروانه‌های بهره‌برداری برای متقاضیان مصارف مختلف در سقف آن صادر کند. برای کسب اطلاعات بیش‌تر در این زمینه به «دستورالعمل اجرایی تخصیص آب» مصوب وزارت نیرو مراجعه شود. -------- صفحهٔ بعد -------- منابع و مراجع ۱۵۱ منابع و مراجع ۴- پیرستانی» محمدرضاء "بررسی الگوی جریان و آبشستگی در دهانه ورودی آبگیر کانال‌های دارای انحنا"ء رساله دکتری, دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم و تحقیقات, (۱۳۸۳). ۵- جعفرزاد» اسماعیل, "روش‌های کنترل رسوب در شبکه‌های آبیاری"» انتشارات فرهنگ جامع» (۱۳۷۱). ۱الف, (۱۳۸۶). ۰- سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشورء وزارت نیروء "تعیین بار بستر به روش مایر -- پیتر و مولر (در مطالعات رسوب)" نشریه شماره ۱۳۸۰(5-۰). ۱- سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشورء وزارت نیروء "تعیین بار کل رسوب رودخانه‌ها به روش انیشتین و کلبی "ء نشریه شماره ۲۷۳- ک (۱۳۸۲). ۳۲- سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشورء وزارت نیرو» "تعیین دوره بازگشت سیلاب طراحی برای کارهای مهندسی رودخانه"» نشریه شماره 5-۳۱۶ (۱۳۸۴). ۳- سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشورء وزارت نیرو "تعیین منحنی بده - اشل رودخانه با استفاده از روش انیشتین بارباروسا"ء نشریه ۴- سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی کشورء وزارت نیروء "ضوابط طراحی هیدرولیکی ایستگاه‌های پمپاز شبکه‌های آبیاری و زهکشی" نشریه شماره ۳۱۷ (۱۳۸۴). ۶- غلامی علم» ایرج» "بررسی پارامترهای موثر در طراحی مجاری رسوب‌شوی سدهای انحرافی"ء پایان نامه کارشناسی ارشدء دانشگاه ۷- کبیری سامانی» ع» برقعی» م» "بررسی تاثیر نحوه قرارگیری صفحات ضدگرداب بر بازدهی سازه‌های آبگیری". سومین کنفرانس هیدرولیک ایران» دانشگاه تهران» (۱۳۸۰). -------- صفحهٔ بعد -------- 27 راهنما یآبگیری از رودخانه و حفاظت آن ]11۷07۵ ۵۲و [۵ 0۳[ ۱1اه 1008 با ,معا امک عطابو ما۹۷ با م۸ -19 ۰ ,10 30۰ ,۱20 |۷۵ ,۸50 ۳۵۱۳۵۲۱۳۵۰ ۷۵۷۰ )۸5 ,۳۳۵101۵۰ 11۷۵۳۵۵116 ا۵ [۵ 0[ ,15120 :11 باه ا مدع عطاا ۹۷۵۳۵۶" ما۸ -20 ۰ ,10 30۰ ,120 5 :۵01۷6۲۹105 [۱21672 اه |ام ۹۵۵1۵1 .(1999) .لب۸ 002220 200 بط ۳۱۵۳۵۰ .8.10 ,82000 -21 ۹62-۰ .00 ۱25 :|۷۵ بااک٩۸‏ ۳۵1۵ 11۵۵016 .لک ۵۵۵ ۱۵ کا 0۳۵ 200 ,11۳0-24 ,1۵۵ صعاععل 00ناه51 ۵۳۵ ۷۷۵۱۵۲ اک 111۵2۵۵ ۸۵۱۳۹1۵0۵ 1۵۳۵۶۷ [۲۳۵۵ -22 (2000) 00(۰)) ,01-004 ]۲1111 ,015 00002 ۵۳۳۵ 1۵۳ ماس ۳۷۵۲ ,۳11۷/۸۵ 23 ۵۹ ۳۵1۳۵ 11۱۵۵16 اه هل مکزکهط 5118 ام معا" لک مرازفط ۳۹۵۵۵۵ 200 .[ ۸۰ 02006 -24 990 ۱) با ۸0۵۰ ,28 [۹۷۵ 01 1۷۳6 |۱۳۳۵ ۵۲ صعلکعل ۱۵ 0۳0 1۳۵۳۹۵۵۳ ا0 5001 اه عکلا" .۳ ۳۵۵۵۵ ملظ م0۹06 -25 ۰) ,2 .۸0 25 .|۷۵ بالط 1011 پل 200 ۳۳۵۰ ۵ دم کک تحص مکعلاعن0 ,5۱۳۳۹ 1۵۵ ۷۵۲۵۵0۷۷۵۲ 200 9۵۱6۳ اه ع ما۲" ماو نسطا 5 اامعمد6 200 مها 11 -26 ۰ 122 ,(۱989) 1 0۲11۵66 21 0151110110 5۵۵16 ۵۲ 5ا[۵ 2۳0۵ ام معنفعل ۵۳۵۵|۱۵ ۲۵۲ ۳۱۵ 5۱۵020 1۵۵0 -27 ۰ ,630۵1 1 ۰) ,63025 01۵۳۳۵ 1۵ مادم اص 500 ۱۵۳ ک6ص۷2 از او معافعل ۱۵۶ 02 0 018 هاگ 1۵1۵0 -28 0۰ ) ,50011601 1۵۳ 013110۹ 5۱۳۳۱۵۵ ا0 هکل ۷۵۳۵۵۱16 ۵۲ هاعای)" و8ل0 هاگ 1۵1۵0 -29 |10۳۵ ,001000۹ 50011001 ۷۵۵ ۵۵۱ ۵۳ موز .۸ باهلناهک6 2۵00 ۳.۴۰ 1۳۵06 لآ ,۳۵1۷۵۲ -30 ۰) با 310۰ ,120 |۷۵ بان0ک۸۹ 8 ۳۵۱0 1۵۵6 مه ۵0ع ۱ 8 ابام 010۲۵ ,ی ۷۵۲ جرملا ال 0ص ۵۷۳۹۱۵۵ باعل 0ص نامهم ماع 1۳۳ باصه‌اهداع ۴ -ا3 ۱990(۰) ۰ ,۸۲۱/۵۲۵۰ آ۵ 1731۷0۹1 را ۸ کن] 021018 ۹۷۵۲ م۳۹ .5 اع م1۵ 32 ۰ ,10 1621[ط0ام ۱۳۵۱0۵ 11۳126 باها 2 کل 11۵۲۵ ۸/۵۰ 33 ام |0۳۳۵[ ,10۳ :] کع ۷20 عی اک 3ا۷1 ۹۵۵201 ۹۵۵1۵ ۷ ,۷۷۵۵8 00 .ل.۸ ب0ه2ع00 -34 99۰ 1) ,3 110 200 ,117 [۷۵ ,)۸۹5 ۳۵۱۳۵۵ ۱1۱۵۳۵۵۶۱6 8 6[ 11۷۵۵۷ ا0 |10۳۵[ بقل 08510 مالعا ای ۹۷۵۵۵۵۶ بط 0ص دروطالهک هدک باثثغ۲۳ -35 (۱991) ,2 .117,310 |۷۵ ۸50۳ ۰ ,8۵10۳۵ ۷۷۵10۳۰ 01۷000 1۳۵۳۵ 5۳010601 ا0 [۵ ۲۵۵۷ 20 منکن مینک 3۹۵۵۹۵۰ -36 (19869) ,۳190۷10۲ ,بک 042 0۱۷5100 20 1۵65 ۸1۷۵۲ ۸۵2۷۵۵۰ -37 10۷۷-40 :۷/1۱ 0106 0 200 0۳301166 معتفعل اه ۱۳۵۷۳۵ 1۱۳۹۵۱0۵ ۵۲ ۷۳ج ۸۵ بماه اه ماههاه1 -386 ۰ ۷۵۳۵|16 ۵1 1۹16 10۷۵ ۳۵۱۳۵۵۲۰ ۸۳۵۶۷ یک بل] ب کج ما5 ام املع اعصصعط "-اج 3 (00) ۰ ,35 00۲ع ۷10۹00۷/۰ بکک ید0 9۱5 12110 اهاز ۵167 1۳۳221100 ام جع" بکا 10۳۳۰ -39 (1998) ,[111۱0-2-160 ۳۵ ,۳۵۱۵۲۹ اه 05 م0 چم۸ ک0] -4(0 5 ۲۳۷۳115۳60 ,56028 آهاکد0ه 2800 کعاتمناکه ۲۱۷۲۹۰ ۱۵ 1۳۵۹00۲ 50011601 اه کعام ۳۳۵۵ مس معا ب۳ر۴۸۱ ۷۵۵ -4۱ 9 ) .1701130713005 1۳۵" 013001 3۳۳۵۷ 00۳۷۵0 51۳۵۳2۷ 1۵ ۷2۳65 مغ اناد آ۵ عدناعا ۹/۵ ۸1 100۵0 م۸ ۷۹۵۱۹۱۵ 42۲ 00(۰) ,29 |۷۵ ,08165 |00 او هم( ۲020120 05 -------- صفحهٔ بعد -------- دفتر نظام فنی اجرایی معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهورء با گذشت بیش از سی سال فعالیت تحقیقاتی و مطالعاتی خودء افزون بر چهارصد عنوان نشریه تخصصی-فنی» در قالب آیین‌نامه. ضابطه معیار, دستورالعمل» مشخصات فنی عمومی و مقاله. به صورت تالیف و ترجمه, تهیه و ابلاغ کرده است. نشریه پیوست در راستای موارد یاد شده تهیه شده» تا در راه نیل به توسعه و گسترش علوم در کشور و بهبود فعالیت‌های ۲ قابل دستیابی می‌باشد. دفتر نظام فنی اجرایی -------- صفحهٔ بعد -------- 2 0۳ ۳۵۵/۱1۲ 15۱2016 53 م2020 ۳12۶ ۹5۳۳:1۵۶1 ۳۹۵۳ ۳۳۵۱۵۲ ۷۶۵ مره 126 111۲۵۲ ز01 عر1ع1101اع) 1 ۱ ۳0 09 ۷( 0 ۱/1۵۹۷ 15100 06۷ اک 51۳3۵16216 1۵۳ م1 01 016 [1102عع1 200 ۳۵2166118 ۵ 8۳۵۲ 0 ۳0۲1۵ [۵ع016 160 ۵1 ۳۵۲ظ 7 0 ۷۷۵1۵۳ 10۳ 0011611۵5 ات انم ۱۱ ۱۱۳/7 2010 -------- صفحهٔ بعد -------- -------- صفحهٔ بعد -------- با عنوان « راهنمای آبگیری از رودخانه و حفاظت آن » برای شناخت روش‌های مختلف آبگیری از رودخانه» مبانی طراحی هیدرولیکی آنها. روش‌های کنترل رسوب ورودی به آبگیرها و حفاظت آنها و نیز ملاحظات جانبی آبگیری از رودخانه و رسوبگیرهاء تهیه شده است که برای مهندسان مشاوری که در زمینه مهندسی رودخانه فعالیت دارندء راهنمای مناسبی می‌باشد.