فرمت فایل: ورد –Word و قابل ویرایش

تعداد صفحات: 15

همانگونه كه در شكل فوق مشاهده مي‌شود، عمق جريان در ابتداي كالورت معادل عمق بحراني و بر حسب آنكه عمق پاياب در چه موقعيتي مي‌تواند به صورت آزاد يا پس از ايجاد يك پرش هيدروليكي از كالورت خارج شود. در اين صورت دبي بر اساس عمق بحراني ابتداي سازه ورودي آن تعيين مي‌گردد. شايان ذكر است كه در يكي از حالات ياد شده اگرچه سطح آب در بالادست از تراز بالاي كالورت بالاتر است، اما اين اختلاف به گونه‌اي نيست كه كالورت به صورت پر عمل نمايد. در صورتي كه سطح پاياب بالاتر از سقف كالورت در انتها باشد، پرش هيدروليكي اتفاق خواهد افتاد و هرچه ارتفاع سرآب و پاياب بيشتر شده و يا مقاومت كالورت افزايش يابد، پرش به سمت بالادست حركت خواهد كرد تا زماني كه به ورودي آن برسد. در اين حالت ورودي كاملاً مستغرق و كالورت به صورت كاملاً پر عمل مي‌نمايد و دبي بر اساس مقاومت و افت انرژي كالورت در بالادست و پايين‌دست آن محاسبه مي‌گردد.

در شكل زير، حالتي كه مقدار كمي با حالت قبلي متفاوت است، نشان داده شده است. در اين شكل،‌ قسمتي از كالورت با طول كم و شيب تند در ابتدا و بقيه با طول زياد و شيب تقريباً افقي در انتها قرار داشته و تراز پاياب بالاتر از سقف كالورت در پايين‌دست مي‌باشد. واضح است كه تمام طول پايين دست و قسمتي از بالادست به صورت عمل پر خواهد نمود و منطقه تمام پرسازه تا آنجا به سمت بالادست نزديك مي‌شود كه انرژي لازم براي طول پايين‌دست ايجاد گردد. در نتيجه در دبي‌هاي كم تنها طول كمي از قسمت داراي شيب تند به صورت تمام پر عمل نموده و ورودي كالورت داراي جريان آزاد خواهد بود (حالت 1 شكل زير) و با افزايش دبي، پرش هيدروليكي حاصله كه منطقه تمام پر را ايجاد مي‌نمايد، كم‌كم به سمت بالا حركت كرده تا جايي كه ورودي مستغرق گشته و كل كالورت داراي جريان پر گردد (حالت 2 شكل زير). در اين حالت، دبي بوسيله افت انرژي سازه محاسبه مي‌گردد. در صورتي كه در حالت 1، تنها تابعي از شرايط ورودي است، اضافه مي‌نمايد. در اين زمينه مسائل و موضوعات فراواني است كه احتياج به تحقيقات بيشتري دارد. به عنوان مثال براي جريان پر در كالورت‌ها لازم نيست كه حتماً عمق پاياب بالا باشد، بلكه حتي در كالورت‌هاي طولاني و شيب كم نيز اين امر اتفاق مي‌افتد، اگرچه در ابتداي آن ممكن است جريان آزاد وجود داشته باشد.

پروفيل جريان در كالورت با شيب متغير

علاوه بر حالت فوق، Bodhaine در سال 1976 انواع جريان‌هاي موجود در كالورت‌هاي با شيب ثابت را به صورت شكل زير نشان داد كه مشخصات شش نوع جريان به همراه معادلات دبي براي هر يك در آن برآورد شده است. در اين روابط،‌ D: بيشترين ارتفاع كالورت در بالادست، CD: ضريب دبي، ‌AC: سطح مقطع در حالت عمق بحراني، V1: سرعت متوسط در مقطع موردنظر، a1: ضريب تصحيح سرعت در معادله انرژي،‌ : افت انرژي بين دو مقطع 1 و 2، Lw: فاصله مقطع‌ 1 (محل افت شديد سطح آب جهت ورود به كالورت) تا ورودي كالورت، K1: ضريب انتقال مقطع 1، Kc: ضريب انتقال مقطع بحراني، : افت انرژي در طول كالورت، L: طول كالورت و ساير پارامترها در شكل مشخص مي‌شود.

انواع جريان در كالورت‌ها (Ao: سطح مقطع كالورت)

نوع جريان و مشخصات دبي آن (با توجه به شكل بالا)

نوع 1) عمق بحراني در ورودي:

نوع 2) عمق بحراني در انتها: