1-1- مقدمه

براي عبور آب هاي اضافی از سراب ( بالادست ) به پایاب ( پایین دست ) سدها از سازه اي به نام سرریز استفاده می شود . سر ریز یکی از کلیدي ترین اعضاي سد به شمار می رود که شکست بسیاري از سد ها به عدم کفایت سر ریزشان نسبت داده شده است .

ایمنی سد ها به طور اهم ارتباط مستقیم و تنگاتنگی با کفایت ظرفیت سر ریز دارد . بیشتر شکست سدها در اثر عبور آب از روي تاج آنها بوقوع می پیوندد که مهمترین عامل آن کافی نبودن ظرفیت سرریز است. عملکرد ایمن سرریزها، در شرایط غیر عادي، عامل مهمی در ایمنی سدهاست. بر طبق گزارشات منتشر شده توسط کنفرانس بین ا لمللی سد هاي بزرگ (ICOLD) حدود 1/3 شکست سد ها از عدم کفایت سرریز نشأت گرفته است . در نتیجه با توجه به حساس بودن کارکرد ، سرریز باید سازه اي قوي ، مطمئن و با راندمان بالا انتخاب شود که در هر لحظه بتواند براي بهره برداري آمادگی داشته باشد .

به طور کلی انتخاب سیلِ مبناي طرح سرریز هاي سد هاي مخزنی و معیار هاي طراحی آنها یکی از مسائل مهم سدسازي به شمار می آید و نقش عمده اي در کاهش خطر سیل گرفتگی شهرها یا اراضی بالادست سدهاي مخزنی دارد. متأسفانه به دلیل نبود معیارهاي فنی و تجربه هاي مناسب در زمینه مدیریت سیلاب بعضاً شاهد انتخاب نادرست نوع سرریز سدهاي مخزنی هستیم. سرریز ها باید در کلیه ي شرایط آماده ي بهره برداري بوده و قادر به تخلیه ي سیل مبناي طرح باشند تا در هنگام وقوع سیل شاهد تلفات جانی و خسارات مالی بیش از حد انتظار نباشیم. همچنین یکی از عوامل مهم که پایداري و سازه سرریز را تهدید می کند و ممکن است باعث لطمه جبران ناپذیر به سرریزها شود پدیده نام آشناي کاویتاسیون می باشد .

درك صحیح از عملکرد سرریزها می تواند تا حد زیادي هزینه ساخت را کاهش و مشکلات سیل گرفتگی را مرتفع نماید.

1-2- انواع سرریز

به طور خلاصه می توان سرریز ها را با توجه به دارا بودن یا نبودن دریچه و یا ساختن آن در بدنه ي سد یا خارج از آن به صورت زیر تقسیم بندي نمود .

1-2-1- تقسیم بندي بر اساس وجود یا عدم وجود دریچه

چنان چه توپوگرافی محل و میزان سیل به نحوي باشد که بتوان از سرریز بدون دریچه استفاده نمود ، در آن صورت بهره برداري از سرریز ساده خواهد شد که این امر در مقاطع عریض رودخانه میسر است و براي مقاطع تنگ رودخانه سد معمولآ با دریچه طراحی می شود . در حالت دوم کنترل جریان بهتر میسر می گردد و این نوع سرریز به سرریز کنترل کننده سیل نیز معروف است . در زمان وقوع سیل ، اگر مخزن پر باشد ، دریچه ها به منظور عبور جریان سیل کاملآ باز نگاه داشته می شوند .

در حال حاضر بیشتر سد ها به دریچه هاي تنظیم مجهز هستند تا بهره برداري انعطاف پذیر از سد را امکان پذیر سازد . به منظور پیشگیري از وقوع سیل در پایاب سد ، دریچه ها را باید بر اساس بهره برداري آن باز و بسته کرد . دریچه ها را باید از نظر امکان ارتعاش آنها نیز آزمایش کرد . مزیت هاي دریچه هاي تعبیه شده روي سرریز ها عبارتست از :

• تغییر و کنترل تراز مخزن
• کنترل سیل
• ایجاد تراز ذخیره بالاتر در مخزن
• در حالی که معایب آنها عبارتند از :
• خطر احتمالی ناشی از بهره برداري نامناسب یا خرابی آن
• صرف هزینه بیشتر براي تعبیه دریچه ، و
• ضرورت تعمیر و نگهداري دریچه
• بسته به اندازه و موقعیت سد ، استفاده از دریچه ها در شرایط زیر اولویت دارد :
• سد هاي بزرگ
• سیل هاي بزرگ ، و
• امکان دستیابی راحت براي بهره برداري از دریچه

هم اکنون از سه نوع دریچه یعنی دریچه یکطرفه لولا دار ( hinged flap gate ) ، دریچه کشویی قائم (vertical lift gate) و دریچه هاي قطاعی (radial gates) استفاده می شود . دریچه هاي یکطرفه را براي ارتفاع کم جریان در حد چند متر و با طول زیاد می توان استفاده کرد . دریچه کشویی می تواند ارتفاع زیادي داشته باشد اما به متعلقاتی مانند شیار هاي دریچه ، وسیله بالابر قوي و سازه نگهدارنده نیاز دارد . دریچه هاي قطاعی را به دلیل سازه ساده آن ، نیروي نسبتآ کم مورد نیاز براي بکاراندازي آن و نیاز نداشتن به شیار دریچه در آن ، بیشتر براي سرریز هاي بزرگ و متوسط استفاده می کنند . مقاومت دریچه قطاعی به استحکام یاتاقان آن بستگی دارد .

به دلایل ایمنی ، باید از تعدادي دریچه با ابعاد متوسط به جاي تعداد کمتري دریچه بزرگتر استفاده شود . در زمان طراحی ، فرض می شود که بزرگترین دریچه از کار بیفتد و دریچه هاي دیگر باید توانایی عبور دبی مورد نظر را داشته باشد . تنظیم و باز و بسته کردن دریچه به وسیله بالابر یا جک هاي هیدرولیکی که با موتور الکتریکی کار می کنند انجام می شود . چنان چه احتمال قطع برق وجود داشته باشد ، زنراتورهاي دیزلی- الکتریکی را می توان براي استفاده در مواقع ضروري پیش بینی کرد .

فهرست مطالب

فهرست جدول‌ها ‌ج

فهرست شكل‌‌ها ‌د

فصل 1- سرریز و انواع آن درسد ها 1

1-1- مقدمه 1

1-2- انواع سرریز. 2

1-2-1- تقسیم بندي بر اساس وجود یا عدم وجود دریچه. 3

1-2-2- تقسیم بندي سرریز بر اساس محل قرار گیري سرریز نسبت به سد. 5

1-3- انتخاب دبی طرح براي سرریز. 18

1-4- نتیجه گیري.. 19

فصل 2- محاسبه پارامترهاي هيدروليكي جريان در سرريزهاي نيلوفري.. 20

2-1- مقدمه: 20

2-2- مواد و روش ها: 21

2-2-1- دبي عبوري از روي تاج سرريز: 21

2-2-2- شكل پرفيل تاج سرريز: 23

2-2-3- ضريب جريان و دبي جريان در سرريز نيلوفري: 23

2-2-4- فشار در سرريز نيلوفري: 25

2-3- نتيجه گیری.. 27

فصل 3- تحليل ديناميكي سرريز نيلوفري.. 31

3-1- مقدمه 31

3-2- فرمولبندي روش اجزاي مرزي در فضاي فركانسي.. 36

3-3- فرمولبندي اندركنش دينام يكي سازه ها با محيط اطرافشان با استفاده از روش اجزاي مرزي.. 43

3-4- نتایج 50

3-5- نتايج تحليل الاستودينام يك سه بعدي محيطهاي محدود در فضاي فركانسي.. 50

3-6- نتايج اندر كنش محيط محدود و محيط نيمه بينهايت در تفرق امواج.. 50

3-7- نتايج اندركنش محيط محدود، محيط نيمه بينهايت پي و محيط نيمه بينهايت سيال در تفرق امواج 4-3-1 فشار هيدروديناميكي وارد بر سد با ديوارههاي صلب... 55

فهرست مراجع.. 59