سرریز کنگره‌ای سد
طاهره مصطفویدر۱۴۰۳/۲/۱۸
سرریز کنگره‌ای یک وسیله مؤثر برای افزایش ظرفیت سرریز سد است. مفهوم کنگره‌ای در واقع تغییر طرح شکل تاج سد در جهت افزایش طول حقیقی آن و اجازه به عبور میزان بیشتری از تخلیه است. این‌گونه از سرریز‌ها به طور مخصوصی مناسب برای پایگاه‌هایی است که شرایط توپوگرافی میزان درازای آن ها را محدود می‌کنند. علاوه بر این، سرریز کنگره‌ای با هزینه‌های مقرون به صرفه ساخت آن و نیز کارآمدی بیشتر آن نسبت سرریزهای استاندارد شاخص می‌شود. با این وجود، شکل غیر مستقیم سر ریز کنگره‌ای تاج سد یک جریان سه بعدی آشفته را در هر ناپیوستگی موجود در طول محور سرریز ایجاد می‌کند. این شرایط جریان کارایی سرریز کنگره‌ای را کاهش می‌دهد. ایجاد تغییراتی در شکل کلاسیک سرریز کنگره‌ای برای بهبود کارایی هیدرولیکی آن و مقرون به صرفه‌تر کردن آن امکان پذیر است. این تغییرات مرتبط طرح سرریز کنگره‌ای موجود در تاج سد، فرم کف بندهای خلاف جهت جریان و در جهت جریان، حفرات و شکل دیواره‌های سرریز است.
سرریز کلید پیانویی (PKW) یک نوع از سرریزهای کنگره‌ای است که دارای کارایی هیدرولیکی مؤثری به ویژه در ارتفاع‌های پایین است.
برای ده سال، آزمایشات بسیاری بر روی این کانال‌ها به انجام رسیده است که شناسایی پارامتر‌های اولیه تأثیر گذار بر روی کارایی هیدرولیکی و برخی پارامتر‌های ثانویه مانند ارتفاع سد، برجستگی‌ها تحت نرخ‌های مختلف خروجی و یا شکل تاج سد را در نظر گرفته اند. ای دی اف برنامه‌های آزمایشی جدیدی که شامل مطالعه تأثیر شکل تاج سد بر روی ظرفیت تخلیه تحت شرایط جریان را به انجام رساند.برخی از آرایش‌های تاج سد در دو ارتفاع سد مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. آنالیز‌ها تائید کرده‌اند که شکل تاج سد ظرفیت تخلیه را در ارتفاع‌های پایین تحت تأثیر قرار می‌دهد و شکل‌های نیمه گرد و ربع گرد کارایی هیدرولیکی بهتری نسبت به شکل‌های پهن بالایی دارند. کارایی تخلیه به وسیله تاج سد جانبی تحت تأثیر قرار گرفته است و اینکه با شکل‌های گرد، بازده در تخلیه (نسبت به تاج پهن-مرتفع) با ارتفاع سد افزایش می‌یابد که می‌تواند در آبریزگاه‌های پایین، وقتی که مقیاس قابل اغماض است از 10 درصد به 20 درصد برسد .
سرریز کلید پیانویی (PKW) در اواخر دهه 90 توسط هیدروکوپ اختراع شد که موضوع تحقیق و توسعه ثمربخش در طول 15 سال اخیر بوده است. سرریز کلید پیانویی (PKW) امروزه در حوزه مهندسی هیدرولیک به خوبی شناخته شده است و شکل به خصوص آن‌ها برای هر شخصی آشنا به نظر می‌رسد. با این وجود ظرفیت تخلیه سرریز کلید پیانویی وابسته به پارامتر‌های بسیاری است و هنوز هم تخمین آن بسیار پیچیده است. برای داشتن درکی مناسب‌تر از رفتار جریانی این گونه از سرریز‌ها، یک مدل عددی در EDF-CIH بر روی نرم افزار جریان سه بعدی CFD ایجاد شده است. تأثیر تعدادی از پارامتر‌های هندسی بر روی مدل سرریز کلید پیانویی A از لمپیریر و اومانا (2003) بر روی دماغه‌های مختلفی مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج آنالیز حساسیت مربوط به ارتفاع کل سرریز کلید پیانویی، پهنای نرخ ورودی و خروجی، استفاده از دماغه‌ها یا دیوارهای حفاظ و انحراف دیوارهای کناری را ارائه می‌دهد. شبیه سازی عددی این اجازه را می‌دهد تا مطالعات زیادی در زمان‌های نسبتاً کوتاه به انجام برسند و نوید بخش مطالعات بیشتری در آینده مربوط به اطمینان مرحله های پیشرفته تری از سرریز کلید پیانویی است.مطالعه تجربی سیستماتیک در جهت مقایسه انرژی باقیمانده در انتهای شیب سرریزهای پله‌ای با طول‌های متغیر با در نظر گرفتن سرریزهای تاج سد جناغی شکل کلاسیک (OCW) یا دو نوع مختلف سرریز کلید پیانوی (PKW) در بالای ساختار به انجام رسیده است. چهار طول مختلف از سرریز در محدوده گسترده‌ای از مقدار تخلیه در نظر گرفته شده است. یک روش غیر مستقیم برای محاسبه انرژی جریان باقیمانده در انتهای شیب سرریز با اندازه گیری‌های عمق آب در کانال‌های افقی در جهت جریان آب مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که شرایط جریانی یکنواخت، یعنی اینکه انرژی جریان در انتهای شیب سرریز مستقل از طول سرریز است، در سرریز‌هایی در جهت جریانی از سریزکلید پیانویی که به طور قابل ملاحظه ای کوتاه هستند نسبت به یک سرریز با تاج سد جناغی شکل کلاسیک هم جهت با جریان اب قابل دسترسی تر می باشد. با این وجود، انرژی جریان یکنواخت در سرریز‌ها به طور متغیری وابسته به نوع سرریز است که به طور ویژه‌ای در جریان رو به پایین دست سرریز با تاج جناغی شکل کلاسیک نسبت به جریان رو به پایین دست در سرریز کلید پیانویی کوچک‌تر است.