مطالعه آزمایشگاهی تاثیر هندسه سرریزهای کنگره‌ای-ذوزنقه‌ای بر افزایش مقدار اکسیژن محلول آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آّبی، گروه مهندسی آب دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 دانشیار ،گروه مهندسی آب و وابسته پژوهشی پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر، دانشگاه گیلان ، رشت، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی آب و وابسته پژوهشی پژوهشکده حوضه آبی دریای خزر، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

چکیده

یکی از پارامترهای مهم کیفی آب رودخانه­ها، مقدار اکسیژن محلول (Dissolved Oxygen) در آن می­باشد. یکی از روش‌های افزایش سطح اکسیژن محلول، استفاده از سازه­هایی نظیر سرریز می­باشد که منجر به ورود حباب­های کوچک هوا به آب می‌گردد. در این پژوهش عملکرد سرریزهای کنگره­ای ذوزنقه­ای در مقایسه با سرریز خطی بر مقدار DO آب تحت شرایط مختلف هندسی و هیدرولیکی مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده­های آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که طول سیکل‌ در جهت جریان سرریزها، ضخامت تیغه­های ریزشی و الگوی جریان ریزشی از تاج سرریزها سه پارامتر مؤثر بر مقدار اکسیژن محلول در سرریزهای پلان کنگره‌ای می­باشند. مقایسه نتایج حاکی از آن است که سرریزهای کنگره‌ای با هندسه سه سیکل، عملکرد بهتری در مقایسه با سرریزهای هندسه‌ دو سیکل داشتند. در هدهای نسبی پایین، سرریز کنگره­ای ذوزنقه­ای با هندسه سه سیکل و طول در جهت جریان کمتر با متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول 58 درصد و در هدهای نسبی بالا سرریز کنگره­ای ذوزنقه­ای با هندسه سه سیکل با طول در جهت جریان بیشتر با متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول 44 درصد بهترین عملکرد را در افزایش اکسیژن محلول در جریان داشتند. مقایسه نتایج حاکی از آن است که در سرریزهای مورد مطالعه، با افزایش نسبت بی­بعد ارتفاع ریزش به ارتفاع سرریز  از 4/0 به 8/0، مقدار متوسط راندمان افزایش اکسیژن محلول در سرریزهای کنگره­ای بطور متوسط 13درصد افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Experimental study of the geometric effect of trapezoidal labyrinth weirs on increase of the dissolved oxygen

نویسندگان [English]

  • Reihaneh Mansouri 1
  • Mahdi Esmaeili Varaki 2
  • Maryam Navabian 3
1 M.Sc. Student, Department of water engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
2 Associate Professor, Department of water Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
3 Associate Professor, Department of water Engineering, University of Guilan, Rasht, Iran
چکیده [English]

The amount of dissolved oxygen (DO) in water is an important parameter of rivers water quality. Installation of weirs in channels is one of the methods entering air babbles into the falling water and increase DO.  In this research, the performance of trapezoidal labyrinth weirs was investigated as compared with the linear weirs under various geometries and hydraulic conditions in terms of DO Experimental observations and result analysis showed that the length of cycle in the flow direction, thickness of weirs and nappe patterns are three effective parameters on DO amount in trapezoidal labyrinth weirs. The results of this study indicated that the three cycles-labyrinth weirs had better performance compared to two cycles-labyrinth weirs. Also, the results showed that the three cycles-trapezoidal labyrinth weirs with the lower length in the flow direction at low relative head and with the longer length in the flow direction at high relative head had the best performance in terms of   DO that increased 58 and 44 percent, respectively. The results of this study indicated that, by increasing the ratio of falling height to weir height from 0.4 to 0.8, the DO efficiency increases (13%) by labyrinth weirs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Dissolved Oxygen
  • labyrinth weir
  • Water quality
  • Tail water depth
  • Height drop

مراجع

Apted, R. w. and Novak, P. (1973). Some studies of oxygen uptake at weirs. International Association for Hydraulic Research, Istanbul, Turkey, 177-186.
Avery, S. and Novak, P. (1978). Oxygen transfer at hydraulic structures. Journal Hydraulic Engineering, ASCE, 104(11), 1521-1540.
Baylar, A. and Bagatur, T. (2000). Aeration performance of weirs. Water SA, 26 (4), 521-526.
Crookston, B. M. (2010). Labyrinth weirs.  Ph.D. dissertation, Utah State Univ., Logan, UT.
Emirogle, M. E. and Baylar, A. (2005). Influence of included angle and sill slope on air entrainment of triangular planform labyrinth weirs . Journal Hydraulic Engineering, ASCE, 131(3), 184-189.
Gameson, A. L. H. (1957). Weirs and the aeration ofrivers. Journal Institution of Water Engineering, II(6), 477-490.
Gameson, T. K., VanDyke, K., and Ogden, C. (1990). The effect of temperature on aeration at weirs. Water and Water Engineering, 62(5), 489-492.
Gulliver, J. S., Thene, J. R., and Rindels, A. J. (1990). Indexing gas transfer in self-aerated flows. Journal of Environmental Engineering, 116(3), 503-523.
Nakason, H. (1987). Study of aeration at weirs and cascades. Journal Hydraulic Engineering, ASCE, 113(1), 64-81.
Shafaattalab Dehghani, H., Esmaeili Varaki, M. and Ashrafzadeh, A. (2017). Experimental investigation of the effect of tail water level on discharge coefficient of trapezoidal labyrinth weirs. Journal of irrigation and drainage structures engineering research: 17(67): 63-80
Subramanya, K. (1986). Flow in Open Channel. Second Edition, Tata McGraw-Hill New Delhi.
Van der Kroon, G. T. N. and Schram, A. H.( l969 a,b). Weir aeration- part I: Single free fall. H20, 22, 528-537.bnfh
Wormleaton, P. R. and Soufiani, E. (1998). Aeration performance of triangular planform labyrinth weirs. Journal of Environmental Engineering, ASCE, 124(8), 709-719.
Wormleaton, P. R., Tsang, C. C. (2000). Aeration performance of rectangular planform labyrinth weirs. Journal of Environmental Engineering, ASCE, 126(5), 456-465.
http://www.ozonecenter.ir/کاربرد-اکسیژن-فعال-در-تکثیر-و-پرورش-ماهی
تحقیقات آب و خاک ایران
دوره 49، شماره 5
آذر و دی 1397
صفحه 977-990

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار