انتخاب صفحه

مقدمه

پس از بررسیها و مطالعات انجام شده برای انتخاب محل سد ، محوری بین سدهای کارون 3 و شهید عباسپور به نام کارون 2 محور 3 برای ادامه مطالعات مناسب تشخیص داده شد.
با توجه به شرایط توپوگرافی و زمین شناسی ساختگاه ، سد در محور 3 از نوع خاکی ، مد نظر قرار گرفته است. شرایط خاص قرار گرفتن محور سد کارون 2 و میزان سیلاب بالای در محل این ساختگاه ، جانمایی سازه های هیدرولیکی و مخصئصا سیستم تخلیه سیلاب آن را از اهمیت زیادی برخوردار نموده است. در این راستا انواع مختلف سرریزها و سیستم استهلاک انرژی در آنها مورد بررسی واقع شده و ضوابط و معیارهای طراحی مطرح شده است. سپس شرایط هیدرولوژیکی در حوضه آبریز کارون مورد مطالعه قرار گرفته است.در ادامه موارد فوق به تفصیل ارائه شده است.

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فهــرســت مطــالــب

فصل اول کلیات

در سدهای ذخیره ای و تنظیمی به منظور حفاظت از سد در برابر روگذری جریان یک سازه ایمنی تعبیه می شود .سرریز سازه ایمنی در برابر روگذری جریان است و از اجزای اصلی تضمین کننده ایمنی سازه خصوصاً در برابر روگذری سد به شمار می رود . اما وظیفه سرریز در سدهای انحرافی عبور جریان های مازاد بر ظرفیت است .در سدهای خاکی و سنگریزه ای که امکان شکست سد در نتیجه گذر آب از روی تاج بسیار زیاد است ، داشتن سرریز با ظرفیت نسبتاً بالا بسیار اهمیبتنی عبور آب از روی تاج نسبتاً مقدور می باشد . قابل ذکر است که بیشتر اوقات هزینه احداث یک سرریز با ظرفیت بالا فقط کمی بیشتر از سرریزی با ظرفیت کمتر است .یک سرریز مناسب علاوه بر تأمین ظرفیت کافی ، از نظر هیدرولیکی وسازه ای نیز بایستی مورد بررسی قرار گیرد تا نحوه عملکرد ،آن صحیح باشد . به طوریکه هنگام تخلیه آب در پایین دست از وقوع مشکلاتی اعم از فرسایش یا شسته شدن در پنجه سد جلوگیری شود .پوشش سرریزها باید در مقابل فرسایش مقاوم باشد تا بتواند فرسایش حاصل از سرعت های زیاد سقوط آب از تراز مخزن تا تراز پایاب را تحمل کند . جهت استهلاک انرژی در انتهای سرریزها سازه های استهلاک انرژی تعبیه می شود ، که در فصل های آتی مورد بحث قرار خواهند گرفت.میزان بهره برداری از سریزها بستگی به خصوصیات فیزیوگرافی حوضه آبریز و اهداف طرح دارد. در سدهایی که هدف از احداث آنها ذخیره جریان های طبیعی رودخانه است به کمک سدهای انحرافی می توان جریان را انحراف داد و از طریق تخلیه کننده ها جریان را از مخزن رها کرد در چنین شرایطی نیازی به بهره برداری از سرریز نخواهد بود.در مواردی که رودخانه سیلابی باشد یا جریان سطحی حوزه از ظرفیت سایر تاسیسات تخلیه کننده تجاوز کند نیاز به سرریز خواهیم داشت. در سدهایی که ظرفیت مخازن آن ها زیاد باشد و یا ظرفیت سیستم انحراف و ابعاد تخلیه کننده تحتانی بزرگ باشد کمتر از سرریزها استفاده می شود . استفاده از سرریز در سدهای انحرافی به علت محدود بودن ظرفیت مخزن آنها همچنین کم بودن دبی منحرف شده در مقایسه با جریان طبیعی رودخانه تقریباً به طور دائمی می باشد .در اینجا به تشریح انواع سیستم های تخلیه سیلاب در سدها خواهیم پرداخت. نحوه طراحی و چگونگی عملکرد هریک نیز مورد بحث قرار خواهد گرفت.

سیستم های تخلیه سیلاب…………………………………………………………..2
چکیده…………………………………………………………………………………….3
مقدمه……………………………………………………………………………………4.
1-1- سرریزها ………………………………………………………………………….5
1-1-1- مقدمه…………………………………………………………………………. 6
1-1-2- اهمیت سازه سرریز…………………………………………………………. 6
1-1-3- انواع سرریز ها ……………………………………………………………….7
1-1-4- انتخاب نوع و ظرفیت سرریز………………………………………………… 8
1-1-4-1 -تشریح سرریز اصلی ……………………………………………………..11
1-1-4-2 – سرریز اضطراری…………………………………………………………. 12
1-1-4-3 – ترکیب سرریز های اصلی و کمکی……………………………………. 13
1-1-5- طراحی سرریزها……………………………………………………………. 16
1-1-5-1 – مولفه های سرریز………………………………………………………..19
1-1-5-2 – دبی طراحی سرریز…………………………………………………….. 28
1-1-5-3 – تعیین ارتفاع تاج…………………………………………………………. 29
1-1-5-4 – محاسبه حجم آب………………………………………………………. 33
1-1-5-5 – محاسبه دبی…………………………………………………………… 35
1-1-5-6 – انتخاب سیل ورودی طرح……………………………………………… 36
1-1-5-1 -7 – پخش سیل………………………………………………………….. 40
1-1-6- طراحی تاج سرریز…………………………………………………………. 42
1-1-6-1 – تاج استاندارد……………………………………………………………. 42
1-1-6-2 – پروفیل سطح آزاد………………………………………………………. 47
1-1-6-3 – شکل تاج اوجی بدون کنترل………………………………………….. 49
1-1-6-4 – خصوصیات دبی………………………………………………………… 53
1-1-6-5 – ضریب تخلیه برای اوجی بدون کنترل………………………………… 55
1-1-6-6- اثر کاهش یا افزایش ارتفاع روی تاج از ارتفاع طرح………………….. 56
1-1-6-7 – اثر شیب وجه بالا دست سرریز ……………………………………….57
1-1-6-8 – اثر دخالت کف بند و استغراق پایین دست………………………….. 58
1-1-6-9 – اوجی بدون کنترل برای ارتفاعهای کمتر از ماکزیمم……………….. 61
1-1-6-10-مشخصات فشار در کف سرریز ………………………………………..62
1-1-6-11- توزیع سرعت………………………………………………………….. 65
1-1-6-12-کاویتاسیون…………………………………………………………….. 69
1-1-6-13- پایه های روی سرریز …………………………………………………71
1-1-6-14- اثر تکیه گاه ها و پایه ها ……………………………………………..75
1-1-7-1 – کلیات…………………………………………………………………… 77
1-1-7-2 -شکل لبه ساختمان و پروفیل سریز ………………………………….77
1-1-7-6 – تعیین فشار در روی سرریزهای لبه آبریز ……………………………97
1-1-7-7 -سرعت جریان در پاشنه سرریز لبه آبریز…………………………….. 98
1-1-8- سرریز های ریزشی آزاد( سرریز های با سقوط مستقیم )………… 102
1-1-9- سرریز آزاد(اوجی)……………………………………………………….. 104
1-1-10- سرریزهای آبریز………………………………………………………… 107
1-1-11-سرریزهای ریزشی مجهز به بارشکن………………………………. 108
1-1-11-1- کلیات……………………………………………………………….. 108
-1-11- 2-روش طراحی………………………………………………………… 109
1-1-12- سرریز های تونلی و مجرایی……………………………………….. 113
1-1-13-سرریزهای بادهانه سقوط (نیلوفری)……………………………….. 115
1-1-14-سرریزهای سیفونی…………………………………………………. 117
1-1-15- سرریزهای آبرو………………………………………………………. 122
1-1-16-سرریز جانبی………………………………………………………… 125
1-1-16-1-کلیات……………………………………………………………….. 125
1-1-16-2-طراحی سرریزهای جانبی……………………………………….. 128
1-1-17-سرریز روزنه ای……………………………………………………… 134
1-1-18- سرریزهای دریچه دار………………………………………………..135
1-1-18-1-کلیات………………………………………………………………. 135
1-1-18-2-طراحی سرریزهای دریچه دار…………………………………… 137
1-1-18-3- تاجهای اجی شکل با کنترل دریچه ای……………………….. 143
1-1-18-4- دبی جریان در سرریز دریچه دار با تاج اوجی شکل………….. 146
1-1-19- سرریز شوت………………………………………………………… 147
1-2- سیستم استهلاک انرژی………………………………………………. 149
1-2-1- مقدمــه……………………………………………………………….. 149
1-2-2- تشریح حوضچه های آرامش………………………………………… 150
1-2-2-1 – منحرف کننده های جامی……………………………………….. 150
1-2-2-2 -حوضچه های آرامش مستطیلی و ذوزنقه ای…………………. 152
1-2-2-2-1 – کلیات…………………………………………………………… 152
1-2-2-2 -2 – عمق حوضچه در رابطه با ارتفاع هیدرولیکی……………… 152
1-2-2-2 -3 – بررسی های پایاب………………………………………….. 155
1-2-2-2 -4 – ارتفاع آزاد در حوضچه های آرامش………………………… 159
1-2-2-3 – مستهلک کننده های جامی مستغرق………………………… 160
1-2-2-4 – حوضچه آرامش با بارشکن……………………………………… 166
1-2-2-5 – حوضچه های استغراق…………………………………………. 168
1-2-2-6 – حوضچه های آرامش با پرش هیدرولیکی…………………….. 169
1-2-2-6 -1 – مقدمه…………………………………………………………. 169
1-2-2-6 -2 – انواع حوضچه های آرامش………………………………….. 169
1-2-2-6-3 – محاسبه انرژی مخرب در پایانه سرریز………………………. 172
1-2-2-6 -4 – پرش هیدرولیکی به عنوان مستهلک کننده انرژی………… 174
1-2-2-6 -5 – افت در پرش هیدرولیکی……………………………………. 181
1-2-2-6-6 – طول پرش هیدرولیکی………………………………………… 182
1-2-2-6-6 – تنظیم و کنترل پرش هیدرولیکی در حوضچه های آرامش…………………………………………………………………………. 184
1-2-2-6-7 – محاسبه حداقل عمق لازم آب در حوضچه آرامش………… 190
1-2-2-7 – حوضچه استاندارد SAFا………………………………………… 195
1-2-2-7 -1 – کلیات…………………………………………………………. 195
1-2-2-7 -2 – عمق آزاد در حوضچه های آرامش…………………………. 197
1-2-2-7 -3 – نکاتی پیرامون طراحی حوضچه های آرامش استاندارد …..197
1-2-2-8 – حوضچه های پرتابی…………………………………………….. 199
1-2-2-8 -1 – توصیف سازه…………………………………………………. 199
1-2-2-8 -2 – پرتاب کننده جریان……………………………………………. 201
1-2-2-8 -3 – پخش شدن جت جریان ………………………………………204
1-2-2-8 -4 -آبشستگی…………………………………………………….. 206
2- حوضه آبریز کارون………………………………………………………… 209
2- 1-موقعیت و شرایط کلی حوضه آبریز رودخانه کارون………………… 209
2-2- استان خوزستان………………………………………………………. 209
2-3-3-سد مارون…………………………………………………………….. 218
2-3-4-سد مخزنی کرخه……………………………………………………. 220
2-3- 5-سد مسجد سلیمان………………………………………………… 222
2-4- موقعیت و راه دسترسی به ساختگاه سد کارون …………………2 227
3- طراحی سیستم تخلیه سیلاب سد مخزنی کارون دو……………….. 229
3-1- کلیات …………………………………………………………………….229
3-1-1- مقدمـــه……………………………………………………………… 229
3-1-2- مشخصات سد کــارون دو…………………………………………. 230
3-2- اطلاعات پایه……………………………………………………………..231
3-2-1- مشخصات هندسی مخزن………………………………………… 231
3-2-2- منابع آب………………………………………………………………. 233
3-2-2-1 – آبدهی……………………………………………………………. 233
3-2-2-2 – سیلاب……………………………………………………………. 233
3-2-2-3 – بــاد………………………………………………………………… 234
3-2-2-4 – زمین شناسی مهندسی……………………………………….. 241
3-2-2-4 -1 – کلیات………………………………………………………….. 241
3-2-2-4 -2 – زمین شناسی سیستم تخلیه سیلاب…………………… 241
3-3- ضوابط و معیارهای طراحی سیستم تخلیه سیلاب………………. 242
3-4- بررسی اثر سد کارون 3 بر دبی اوج سیلاب طراحی سیستم انحراف سد…………………………………………………………………………….. 244
3-5- سیستم تخلیه سیلاب ………………………………………………..251
3-5-1- کلیات ………………………………………………………………….251
3-5-1-1 – مشخصات کلی…………………………………………………. 251
3-5-1-2 – محاسبه ارتفاع آزاد…………………………………………….. 251
3-5-2-طرح گزینه های محتمل جهت سیستم تخلیه سیلاب…………. 252
3-5-2-1 -بهره گیری از سرریز تونلی………………………………………. 252
3-5-2-2 – بهره گیری از سرریز دریچه دار با شوت آزاد…………………. 256
3-5-3- مقایسه گزینه ها از لحاظ فنــی………………………………….. 257
3-5-4- مقایسه گزینه ها از لحاظ اقتـصــادی…………………………….. 267
4- نتیجه گیری و پیشنهاد………………………………………………….. 286
4-1- بهگزینی سیستم تخلیه سیلاب…………………………………….. 286
4-1-1- معرفی گزینه بهینه…………………………………………………. 286
4-1-2- جانمایی سرریز………………………………………………………. 286
4-2- اجزاء مختلف سیستم تخلیه سیلاب سد کارون 2…………………. 287
4-2-1- کانال تقرب…………………………………………………………… 287
4-2-2- اوجـــی………………………………………………………………. 287
4-2-3- کانال تندآب………………………………………………………….. 288
4-2-4- حوضچه آرامش…………………………………………………….. 288
4-2-5- سیستم هواده…………………………………………………….. 289
4-3- مشخصات هیدرولیکی………………………………………………. 289
4-3-1- منحنی دبی- اشل………………………………………………. 289
4-3-2- نتایج پخش سیلاب در مخزن……………………………………. 290
4-3-3- پروفیل سطح آب…………………………………………………. 291
4-3-3-1 – مقدمـــه………………………………………………………. 291
4-3-3-2 – اهداف مطالعه………………………………………………… 291
4-3-3-3 – مراحل کار ……………………………………………………..292
4-3-3-4 – داده های پایه…………………………………………………. 292
4-3-3-5 – محاسبه پروفیل سطح آب…………………………………… 295
4-3-3-6 – کالیبراسیون مدل…………………………………………….. 295
4-3-3-7 – محاسبات پروفیل سطح آب…………………………………. 296

فهــرســت جــداول

جدول (1-1) جزئیات مختصات و نقاط انتقالی برای ربع بالادست پروفیل تاج…………………………………………………………………………….. 45
جدول (1-2) – تعیین مقدار K وn در z های مختلف برای سرریزهای لبه آبریز……………………………………………………………………………… 78
جدول(1-3)-مشخصات پروفیل سطح جریان در سرریزهای لبه آبریز…….. 85
جدول (1-7) – عمق آب در حوضچه آرامش SAF به صورت تابعی از y2 و Fr1ا……………………………………………………………………………. 195
جدول شماره (3-5 ) مشخصات سیستم تخلیه سیلاب سد کارون سه……………………………………………………………………………. 244
جدول (3-6) خلاصه نتایج روند یابی سیلاب با دوره بازگشت پنجاه سال در مخزن سد…………………………………………………………………………….. 246
جدول (3-7 ) – خلاصه نتایج روند یابی از سد کارون سه در شرایط وقوع سیلاب حداکثر…………………………………………………………………………… 249
جدول (3-8) – نتایج روندیابی سیلاب در مخزن سد کارون 2 محور سه در شرایط بکارگیری
سرریز تونلی …………………………………………………………………….253
جدول (3-9) – هزینه سازه های وابسته سدو نیروگاه کارون دو محور سه درگزینه سرریز ………………………………………………………………………………………267
جدول (4-1) – نتایج روندیابی سیلاب در مخزن سد کارون 2 محور سه…… 290
جدول (4-2) – محدوده ضریب زبری در محل سایت کارون 2 ………………..295

فهــرســت اشکال

شکل (1-1) – رابطه گنجایش مازاد و ظرفیت سرریز………………………….. 8
شکل (1-2) – مقایسه هزینه ترکیب های مختلف سد و سرریز…………….. 8
شکل (1-3) – سد و مخزن ، عمق اولیه h پیش از وقوع سیل ، عمق ناشی از سیل r و ………………………………………………………………………………………..31
شکل (1-4) – حداکثر عمق مخزن h max ،حداکثر ارتفاع بالاروی موج bmax و ارتفاع……………………………………………………………………………….. 31
شکل (1-5) – الف ) سرریز لبه تیز کاملاً هوادهی شده ب) تاج استاندارد بر اساس دبی
عبوری از روی سرریز لبه تیز. …………………………………………………….43
شکل (1-6) – شکل تاج ارائه شده توسط USCE بری سرریز با دیواره بالادست عمودی ،
زمانی که از اثر سرعت جریان می توان صرف نظر نمود……………………… 44
شکل (1-7) – پروفیل تاج با تبدیل به قسمت مستقیم سرریز ( تنداب) ، Pنقطه تماس است……………………………………………………………………………….45.
شکل (1-8) –سرریز استاندارد الف) ÷روفیل سطح آزاد جریان : (ـــ) بدون پایه ، (— -)………………………………………………………………………………….. 47
شکل (1-9) -الف) حداقل شاخص فشار کف و ب) ضریب آبگذری به صورت تابعی از…………………………………………………………………………………… 48
شکل( 1-11) – پروفیل سطح آزاد داده های آزمایشگاهی و (ــ) منحنی عبوری از داده ها……………………………………………………………………………………. 48
شکل (1-12) -اعضا پروفیل تاج هم شکل سفره زیرزمینی آب………………… 51
شکل (1-25) – توزیع سرعت روی تاج سرریز…………………………………… 68
شکل (1-27) – عمق حدی به صورت تابعی از عمق نسبی…………………. 70
شکل (1-28)- شکل های نمونه جلوی پایه……………………………………. 72
شکل ( 1-29) –الف………………………………………………………………. 72
شکل ( 1-30)…………………………………………………………………….. 74

 

Abstract
Karun River as the most watery system of the country includes various potentials for dam construction. Karun II dam axis is located downstream of Karun III dam and approximately km far from itIn the present article, flood discharge system conditions were discussed and the optimum choice was selected from the probable spillways. Finally, layouts of hydraulic structures were provided .
In according to this studies different kinds of flood discharge systems and their energy dissipater, were presented primarily, then conditions and characteristics of Karun basin system with its under operation, construction and study dams inside it , were studied .
Designing the flood discharge system of Karun II dam, design criteria were mentioned and according to the discussed topographic conditions dam layout were provided. Optimum flood discharge control was designed considering safety, efficiency and economical conditions of different choices, considering upstream dams (Karun III and IV) operation effects.



مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25000تومان

خرید فایل word

قیمت 35000تومان