فصل اول: سرریز های سد

فصل دوم: اندازه گیری دبی توسط سرریزها

— در اين نوع سرريزها جريان آب بطور آزاد از روي تاج سرريز فرو مي ريزد . اين سرريزها براي سدها ي بتني قوسي نازك ، سدهاي پشت بنددار و يا تاجهايي كه وجه پايين دست آنها تقريباً قائم است ، مناسب مي باشد . جريان ممكن است بصورت آزاد همانند يك لبريز لبه تيز انجام گيرد و يا تا فاصله كمي در روي اوجي هدايت شود . غالب اوقات تاج را بصورت يك لبه آويزان ادامه مي دهند ، تا جريانهاي كوچك را به نقطه اي دورتر از ديواره مقطع سرريز شونده هدايت كند .

— در سرريزهاي ريزشي آزاد ، به زير سفرة آب به اندازة كافي هوا داده مي شود تا از شكل گيري جتهاي ضرباني و نوسان كننده جلوگيري شود .

— اگر هيچگونه تأسيسات حفاظتي مصنوعي در پاي سقوط در نظر گرفته نشود ، در بيشتر موارد در بستر رودخانه فرسايش ايجاد مي شود و يك حوضچه استغراق شكل مي گيرد عمق و حجم حوضچه تابعي از عمق پاياب ، ارتفاع سقوط آب و تغييرات دبي جريان است .

— فرسايش ناپذيري مواد بستر ( مانند سنگ ) اثر جزئي بر روي اندازه حوضچه دارد ، چرا كه فقط مي تواند زمان حفر كامل حوضچه را به تعويق بيندازد . در مواردي كه فرسايش بستر غير قابل تحمل باشد ، مي توان با احداث يك سد كمكي در پايين دست سازه اصلي ، به ايجاد يك حوضچه مصنوعي پرداخت . اين كار همچنين مي توان با حفر يك حوضچه انجام داد و سپس آنرا به كف بند بتني مجهز ساخت .

— به شرط وجود عمق كافي ، هنگامي كه جت آب به روي يك كف بند افقي سقوط مي‌كند ، جهش هيدروليكي شكل خواهد گرفت . براي تعيين مولفه هاي جهش هيدروليكي فوق‌الذكر مي توان معادله مومنتم را در پاي سقوط به كار گرفت .

— از سرريزهاي ريزشي آزاد ، كه در محدوده وسيعي از عمق پاياب بتواند مؤثر باشند ، مي‌توان در سدهاي خاكي استفاده كرد . اين سرريز از يك ديواره مستقيم مجهز به لبريز تشكيل شده كه در قسمت بالاي يك فلوم با مقطع مستطيلي كار گذاشته شده است .كف بند افقي آن بر رقوم كف رودخانه منطبق است و يا پايين تر از آن قرار مي گيرد .

— سرريز جانبي عبارتست از سريز جداگانه اي كه در كنار سد در دره ساخته مي شود . جريان آب پس از عبور از سرريز جانبي وارد كانالي مي شود كه موازي تاج سرريز است و كانال جانبي ناميده مي شود .

— معمولاً اين نوع سرريز در قسمت باريك دره ساخته مي شود . جريان آب پس از عبور از روي سرريز وارد كانال جانبي مي شود و حدود 90 درجه تغيير جهت مي دهد . سپس جريان وارد شوت يا تونل مي گردد . انرژي جنبشي جريان ناشي از پايين آمدن جريان آب ، از روي سرريز توسط تلاطم داخل كانال جانبي مستهلك شده و سرعت ديگري در جهت موازي سرريز بوجود مي آيد . كانال جانبي بايد آنقدر گود باشد كه ارتفاع آب كافي جهت حركت در آن بوجود آيد‌. معمولاً سطح مقطع كانال متناسب با افزايش بده در جهت پايين دست جريان زياد مي گردد .

— در سرريز هاي شوت جريان آب مخزن اصلي از طريق يك كانال باز كه در طول تكيه گاه سد و يا قسمت فرو رفته بين دو قله قرار مي‌گيرد ، به رود خانه مي رسد . اين تعريف را مي توان بدون توجه به تأسيسات كنترلي كه براي تنظيم جريان مورد استفاده قرار گرفته است ، به كار برد‌. بنابراين ، سازة كنترلي سرريز شوت مي تواند به صورت تاج آزاد ، روزنه دريچه دار ، تاج جانبي و يا انواع ديگر باشد . تنها شرط لازم اين است كه كانال تخليه آنها بصورت شوت باشد .

— البته سرريز شوت بيشتر به سرريز هايي اطلاق مي شود كه سازه كنترل سرريز تقريباً عمود بر محور يك كانال باز است و خطوط جريان در بالاو پايين تاج كنترل با محور سرريز هم سو هستند . سرريز هاي شوت در سدهاي خاكي بيش از انواع ديگر به كار رفته است .

— هرگاه براي انتقال آب از يك مجراي سر پوشيده اي استفاده شود كه از اطراف و يا زير سد عبور كند ، سرريز حاصله را به ترتيب ‹ سرريز تونلي و يا مجرايي › گويند .

— مجراي سرپوشيده مي تواند به شكل يك شفت قائم يا مايل ، يك تونل افقي از ميان خاك يا سنگ و يا يك مجراي سرپوشيده اي باشد كه در ترانشه‌هايي ساخته شده و سپس توسط مواد خاكي پشت آن پر مي شود .

— در قسمت كنترل اين نوع سرريزها مي توان از اغلب اشكال سازه هاي كنترل ، مانند تاجهاي آبرريز دهانه‌هاي ورودي روزانه‌اي قائم و يا مايل ، دهانه هاي ورودي سقوطي و تاجهاي سرريز جانبي استفاده كرد . به استثناي مواردي كه از دهانه هاي ورودي روزنه اي و سقوطي استفاده مي شود ، طرح اين سرريزها به نحوي صورت مي گيرد كه در سرتاسر طول تونل جريان آزاد برقرار باشد .

— سرريز نيلو فري ( سرريز با دهانه سقوط ) معمولاً در سدهايي كه در درة باريك اجرا شده‌اند و يا داراي شيب تند تكيه گاه مي باشد ، بكار مي روند . همچنين در مواردي كه تونل ها و گالريهاي انحراف با قطر كافي در اختيار باشد ، مي توان از اين نوع سرريزها استفاده كرد . يكي ديگر از نكات مثبت اين سرريزها اين است كه با ارتفاع نسبتاً كم مي توان به ظرفيت ماكزيمم آن نزديك شد . اين خصوصيت مي تواند در مواردي كه حداكثر جريان خروجي از سرريز بايد محدود باشد ، مفيد واقع شود .

— شرح آزمایش:

— ابتدا از بسته بودن شیر اطمینان حاصل کرده و دستگاه را روشن می کنیم سپس شیر را باز می کنیم و هنگامی كه آب به لبه سرریز رسید شیر را بسته و دستگاه را خاموش می كنیم و نوك ورنیه را به سطح آب چسبانده و عدد نشان داده شده بر روی ورنیه رابه عنوان عدد مبناء در نظر می گیریم (كه در اینجا عدد 66میلی متر (066/0 متر) بدست آمد. سپس شیر را به مقدار دلخواه باز می کنیم و بر روی اهرم دستگاه n کیلو گرم وزنه قرار می دهیم (در اینجا باید در نظر داشته باشیم که هر چقدر برروی اهرم دستگاه وزنه قرار دهیم وزن آب داخل مخزن 3 برابر خواهد بود که در این آزمایش به علت آنکه ما وزنه 5 کیلو گرمی بر روی اهرم دستگاه قرار دادیم پس وزن آب داخل مخزن 15 کیلو گرم خواهد بود)

— در مرحله بعد دریچه مخزن را باز کرده و مخزن را تخلیه می کنیم و هنگامی که دریچه مخزن را بستیم کرنومتر را فعال می کنیم و وقتی اهرمی که وزنه n کیلو گرمی برروی آن قرار دارد به طرف بالا آمد کرنومتر را متوقف کرده و زمان را اندازه گیری می کنیم و دبی دستگاه را برحسب کیلو گرم بر ثانیه بدست می آوریم ، سپس عدد نشان داده شده برروی ورنیه را قرائت می کنیم و عدد بدست آمده را از عدد مبناء كم می كنیم تا H_d آزمایش بدست آید سپس با استفاده از فرمول زیر مقدار C_d را بدست می آوریم. (در این آزمایش W برابر با 077/0 متر و عرض سرریز برابر با 03/0 متر است.)

— Q = C_d × ×