زمينه‌هاي تحقيقاتي شيب‌شكن (آبشار)

شيب‌شكن (آبشار)

شيب‌شكن‌ يا آبشار از متداولترين سازه‌هاي آبي است كه در كانال‌هاب آبي، آبراهه‌های فرسایش‌پذیر، شبكه‌هاي جمع‌آوري آب و فاضلاب و در سال‌هاي اخير در سرريز پلكاني استفاده مي‌شود. شيب‌شکن‌ سازه‌‌ي آبي است که برای انتقال آب از يک ارتفاع بالاتر به پايين‌تر به‌کار برده می‌شود. اگر شيب طبيعی زمين در قسمت‌هایي از مسیر کانال بیشتر از شیب مجاز باشد و هزینه‌هاي خاک‌ريزی در مقایسه با ایجاد این سازه زیادتر باشد، از شیب‌شکن استفاده می‌شود. جریان در كانال بالادست پس از عبور از شیب‌‌شکن قایم به‌صورت جت ريزشي سقوط كرده و به حوضچه‌ی آب در كانال پایین‌دست برخورد می‌کند. (شكل 1). وجود شيب‌شكن  باعث می‌شود تا انرژی مخرب آب به سه صورت اختلاط جریان با هوا، برخورد جریان با کف کانال پایین‌دست و چرخش آب در حوضچه‌ی گردابی از بین رود (شكل 2). جريان بالادست ممكن است زيربحراني يا فوق‌بحراني باشد. معمولاً شیب‌شکن قایم از نظر شکل هندسی به چهار دسته تقسیم می‌شود که عبارتند از: شیب‌شکن قایم ساده، شیب‌شکن قایم مانع‌دار، شیب‌شکن قایم با شیب منفی و مثبت در پایین‌دست (شكل 3). تحقيقات ده‌ي اخير بيشتر بر روي افزايش راندمان شيب‌شكن (افزايش اتلاف انرژي) متمركز شده است; گذاشتن پله‌ي كوچك در كانال پايين‌دست (شكل 3-ب)، كاهش مقطع جريان در لبه‌ي شيب‌شكن، استفاده از شبكه‌ي توري‌مانند در لبه‌ي شيب‌شكن (شكل 4). جالب‌ترين تحقيقات اخير مربوط به كنترل ارتعاش سازه با نصب ميراگرها در كانال پايين‌دست است (شكل 5).

مقالات پژوهشي نويسنده در اين زمينه

Rajaratnam, N., and Chamani, M.R. (1995). “Energy loss at drops”. Journal of Hydraulic Research, 33(3), 373-384.     More details

Chamani, M. R., and Beirami, M.K. (2002), “Flow characteristics at drops”, Journal of Hydraulic Engineering, 128(8), 788-791.     More details 

Beirami, M.K., Nabavi, S.V., and Chamani, M.R. (2006), “Free overfall in channels with different cross sections and sub-critical flow”, Iranian Journal of Science and Technology, 30(B1), 97-105.     More details

Chamani, M.R., Rajaratnam, N., and Beirami, M.K. (2008), “Turbulent jet energy dissipation at vertical drops”, Journal of Hydraulic Engineering, 134(10), 1523-1535.   More details

Chamani, M.R., Beirami, M.K., Rajaratnam, N., and Dehghani, A.A. (2008), “Characteristics of subcritical flow over vertical drops with sloping aprons”, Iranian Journal of Science and Technology, 32(B5), 531-542.       More details

Nabavi, S.V., Beirami, M.K., Chamani, M.R., and Sterling, M. (2011), “Free overfalls in flat-based circular and U-shaped channels”, Flow Measurement and Instrumentation, 22(1), 17-24.     More details