جواد احدیان

 چکیده
سیلاب همواره یکی از خطرناک¬ترین عارضه¬های طبیعی می¬باشد که هر ساله در سراسر جهان رخ می¬دهد. یکی از روش¬های اساسی برای کنترل سیلاب احداث خاکریز است. مقاومت خاکریز به دلیل مصالح بکار رفته در ساخت خاکریز و عدم پوشش حفاظتی روی آن، دارای اهمیت است. هدف اصلی این پژوهش اثر آزمایشگاهی ریپ¬رپ بر مکانیزم شکست و فرسایش عرضی و عمقی دایک¬ها می¬باشد. خاکریز در این آزمایش¬ها از دو نمونه مصالح خاکی که یکنواخت می¬باشند ساخته شد که از یک نمونه خاک غیر چسبنده با قطر 7/1 میلی متر و یک نمونه خاک چسبنده با قطر 8/1 میلی متر استفاده گردید. همچنین برای پوشش از سه نوع ریپ¬رپ با اندازه متوسط 1، 2 و 3 سانتی متر استفاده شد. مشخصات هندسی خاکریز شامل طول کف 35/1 متر، ارتفاع 25/0 متر، طول تاج 1/0 متر، شیب بدنه در دو طرف 5/1:2 و عرض 35/0 متر است. در تاج خاکریز شکافی به عرض 10 سانتی متر و عمق 3 سانتی متر برای کنترل جریان ایجاد شد. دبی‌های ورودی به فلوم فرعی ثابت و برابر با 4/1، 2 و 6/2 لیتر بر ثانیه در نظر گرفته شد. شکست دایک¬ها در این پژوهش بر اثر جریان روگذر اتفاق افتاده است. بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که قطر متوسط ریپ¬رپ¬ها با فرسایش عرضی شکاف خاکریز رابطه مستقیم دارد به طوری که هرچه قطر ریپ¬رپ بزرگ¬تر باشد فرسایش عرضی شدید¬تر و بیشتر می¬باشد. خاکریز¬های با ریپ¬رپ،¬ دبی بیشتری از روی خود عبور داده و زمان شکست طولانی¬تری نسبت به خاکریز¬های بدون ریپ¬رپ دارند. خاکریز چسبنده با 15 درصد رس از مقاومت بسیار خوبی برخوردار است. در دبی 4/1 لیتر بر ثانیه و با ریپ¬رپ 2 و 3 سانتی متر، این خاکریز هیچگونه فرسایشی ندارد و این نشان از مقاومت بالا دارد. فرسایش در نمونه‌ چسبنده و بدون ریپ¬رپ از قسمت پنجه شروع شده و با فرسایش عمقی، تخریب به صورت پسرونده به سمت بالادست حرکت می‌کند. علاوه بر این پارامترهای بی‌بعد حاکم بر تحقیق استخراج گردید و به تفصیل مورد بحث قرار گرفت.

در سال¬های اخیر استفاده از مانع درون کالورت¬های دارای شیب، به منظور استهلاک انرژی و سهولت و بهبود عبور ماهی¬ها رونق یافته است . آزمایش¬های تحقیق حاضر در یک فلوم شیب‌پذیر به عرض کف 25 سانتیمتر انجام شد که سرریزهای wشکل در طول حدود 5 متر از فلوم چسبانیده شد و آزمایش¬ها با متغیرهای، فاصله بین موانع، شیب متغیر فلوم از 3 تا 7/6 درصد، در دبی¬های مختلف برنامه¬ریزی شد. در تحقیق حاضر سرریزهایw شکل نامتقارن با زوایای راس 40 درجه و سرریز با زوایای راس 30 و 60 درجه و سرریز با زاوایای راس 90 درجه طراحی شدند. به منظور شناخت عملکرد هیدرولیکی این نوع از راه¬ماهی، سه مدل فیزیکی شامل مدل دارای 30 عدد مانع از نوع سرریز w شکل نامتقارن با فاصله نسبی 0/6، مدل با 15 عدد مانع با فاصله نسبی 1/2 و مدل با 10 عدد مانع با فاصله نسبی 1/8 برای هر سرریز طراحی شد. بر اساس نتایج به دست آمده با افزایش شیب، دبی جریان و فاصله نسبی و کاهش ارتفاع موانع ضرائب زبری و استهلاک انرژی کاهش می¬یابند. برای انجام این پژوهش پس از نصب موانع در فواصل نسبی مذکور دبی و شیب تنظیم می¬شود، پس از تثبیت دبی جریان پروفیل سطح آب برداشت گردید و همچنین در شیب 4/8درصد و دبی 32/68 لیتر بر ثانیه و سرریز w شکل نامتقارن با زوایای راس 40 درجه بین موانع اول و دوم، شش و هفت، دوازده و سیزده و هجده و نوزده در پنج نقطه¬ی عرضی و سه نقطه¬ی طولی پروفیل سرعت به وسیله میکرومولینه برداشت شد. بر اساس نتایج به دست آمده با افزایش شیب در یک فاصله و ارتفاع نسبی مشخص ضرائب زبری کاهش می¬یابند، همچنین با افزایش ارتفاع موانع و کاهش فاصله نسبی و کاهش عدد فرود جریان و عدد رینولدز جریان، ضریب زبری مانینگ و جذر ضریب اصطکاک مودی افزایش پیدا می¬کنند. پس از تجزیه و تحلیل پروفیل¬های سرعت در طول سطح زبر مشخص شد که، با پیشروی به سمت پایین¬دست جریان و کاهش اثر زبری¬ها پروفیل سرعت ضخیم¬تر شده و در عمق کمتری نسبت به سطح جریان حداکثر سرعت جریان رخ می¬دهد، سرریز w شکل نامتقارن دارای دو زاویه راس 40 درجه و فاصله نسبی 0/6 بهترین فاصله نسبی جهت کاهش فرسایش کالورت¬ها و فاصله نسبی 1/2 بهترین فاصله نسبی جهت مهاجرت ماهی¬ها به بالادست جریان می¬باشد، همچنین در دبی¬های پایین وجود شیب یک عامل محرک جهت جذب ماهی¬ها به ورودی راه¬ماهی محسوب می¬شود ولی در دبی¬های بالا شیب باعث کاهش صعود ماهی¬ها به بالادست جریان می¬شود.

پرش هیدرولیکی یکی از پدیده‌های کاربردی در هیدرولیک اتلاف انرژی به شمار می‌رود. و یکی از جریان‌های متغییر سریع است که با تبدیل شدن جریان فوق بحرانی به جریان زیر بحرانی در فاصله‌ای کوتاه باعث ایجاد استهلاک انرژی محسوس و افزایش عمق جریان می‌شود. در این تحقیق بررسی خصوصیات پرش هیدرولیکی در قالب مطالعه آزمایشگاهی بر روی بستر همراه با موانع شناور متصل به کف که برای اولین بار به عنوان مستهلک کننده‌ی انرژی در حوضچه آرامش به کار گرفته شده‌اند، صورت گرفت. برای این منظور یک سری موانع کروی با چگالی، طول مهاری و قطرهای متفاوت به بستر حوضچه آرامش به صورت انعطاف پذیر متصل شد. با در نظر گرفتن این موضوع که موانع شناور کروی برای اولین بار به عنوان مستهلک کننده‌ی انرژی در حوضچه آرامش به کار گرفته‌ شده‌اند هدف از این پژوهش بررسی تاثیر چگالی، طول مهار و قطر موانع شناور متصل به کف بر خصوصیات پرش هیدرولیکی بوده و نهایتاً مقایسه نتایج به دست آمده با سایر پژوهش‌ها است. در این تحقیق 60 آزمایش در محدوده اعداد فرود اولیه 1/5 الی 3/8 انجام شد. موانع کروی انتخاب شده شامل سه قطر متفاوت 4، 5، 7 سانتی‌متر و پنج طول مهاری 0، 5/1، 5/2، 5/3، 5/4 سانتی‌متر و پنج چگالی12/0، 255/0، 4/0، 54/0 و836/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب بوده‌اند. نتایج نشان داد که طول پرش هیدرولیکی، طول غلتابه پرش هیدرولیکی و عمق ثانویه نسبی به طور متوسط بر روی بستر همراه با موانع شناور کروی نسبت به بستر کلاسیک به ترتیب 3/39، 9/53 و 21 درصد کاهش و افت انرژی نسبی به طور متوسط 11 درصد افزایش یافته است. در بازه اعداد فرود 5/7 الی 3/8 موانع با طول مهاری کمتر به میزان بیشتری بر روی خصوصیات پرش هیدرولیکی تاثیر گذارند ولی با کاهش عدد فرود و در بازه 1/5 الی 5/7 موانع با طول مهاری بیشتر بهینه می‌باشند. با افزایش قطر موانع، تاثیر موانع شناور کروی بر روی خصوصیات پرش هیدرولیکی کمتر می‌شود که این امر در محدوده اعداد فرود 2/6 الی 3/8 به میزان بیشتری قابل مشاهده است. با افزایش چگالی موانع تا gr/cm3 4/0 تاثیر موانع شناور کروی بر روی خصوصیات پرش هیدرولیکی افزایش می‌یابد ولی با افزایش دادن چگالی موانع تاgr/cm3 836/0 تاثیر آنها بر خصوصیات پرش هیدرولیکی کاهش می‌یابد

در شرایطی که جریان آلاینده به محیط پذیرنده بی‌نهایت کم عمق تخلیه گردد، شرایط محیط پذیرنده اثر بسزایی بر پخشیدگی آلودگی خواهد داشت. در این تحقیق برخی از شرایط محیطی، هندسی و هیدرولیکی جریان جت‌های سطحی در منابع آب بی نهایت کم عمق بررسی می شود. برای دستیابی به اهداف تحقیق حاضر یک مدل آزمایشگاهی تخلیه کننده سطحی در شرایط بی نهایت کم عمق بر پا شد که آزمایش‌های مدنظر در فلومی به طول 2/3 متر، عرض 6/0 متر وارتفاع 9/0 مترانجام گردید. بر این اساس با در نظر گرفتن سه تخلیه کننده منفرد ساده به قطرهای 2/1 ، 6/1 و 2/2 سانتی‌متر، جریان غلیظ با غلظت‌های 20، 40 و 60گرم در لیتر در یک محیط پذیرنده با شرایط H/D (H برابر عمق آب محیط پذیرنده و D برابر قطر نازل خروجی جت) برابر با 2 (بی نهایت کم عمق) برنامه‌ریزی آزمایش‌ها صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که طول پایدار با افرایش غلظت به شدت کاهش می‌یابد به طوری که برای افزایش سه برابری غلظت از 20 به 60 گرم بر لیتر این طول از 25 به 10 کاهش می‌یابد. از طرفی بر اساس نتایج به دست آمده مشخص گردید که اثر تغییرات پارامتر لزجت در طول نسبی طی شده قابل ملاحظه است. به طوری که در همه غلظت‌ها اثر این پارامتر تا مقدار 100 زیاد بوده و پس از آن مقدار تغییرات Cm/C0 به مقدارثابتی میل می‌کند. همچنین در این راستا اثرگذاری تغییرات پارامتر کشش سطحی در طول نسبی طی شده نیز مورد بررسی واقع شد و یافته‌های آن نشان داد این پارامتر در محیط پذیرنده بی‌نهایت کم عمق همواره در کلیه مراحل تخلیه از ابتدای محل نازل تا انتهای پشروی موثر است. نکته مهم این که این موضوع در تمامی غلظت‌ها با یک شیب وجود داشته و در همه‌ی غلظت‌ها اثرگذاری پارامتر کشش سطحی بر پخشیدگی جریان با یک روند مشخص صورت می‌پذیرد. در واقع در تمامی غلظت‌ها پس از طول ناحیه پایدار و استهلاک انرژی ناحیه جت مقدار پارامتر کشش سطحی به 5 می‌رسد. از طرفی نتایج مربوطه برای تغییرات سرعت خط مرکزی جریان جت در محیط پذیرنده بی‌نهایت کم عمق نیز بر اساس پارامترهای تاثیرگذار بدون بعد نیز انجام شد. همچنین مشخص گردید که بیشترین طول موقعیت نقطه پخش جت مربوط به جت هم‌دما می‌باشد و ایجاد اختلاف دمای 5± درجه و اختلاف دمای 10± درجه به ترتیب باعث کاهش 12 و 20 درصدی موقعیت نقطه پخش جت می‌شود.

شکست خاکریزها بر اثر عبور آب از روی آنها یک پدیده‌ی رایج در زمان وقوع سیلاب بوده که خسارات مالی، جانی و زیست‌محیطی فراوانی را به همراه دارد. لذا تحقیق حاضر بر مبنای بررسی مکانیزم شکست و عوامل موثر بر آن پایه‌گذاری شده است. به این منظور از چهار نمونه خاک غیرچسبنده با قطر متوسط 44/0، 7/0، 7/1 و 4/2 میلی‌متر و چهار نمونه‌ی چسبنده با قطر متوسط2/0، 5/0، 1/1 و 7/1 میلی‌متر جهت احداث خاکریز استفاده گردید. مشخصات هندسی خاکریز شامل طول کف 35/1 متر، ارتفاع 25/0 متر، طول تاج 1/0 متر، شیب بدنه 5/1:2 و عرض 35/0 متر است. دبی‌های ورودی به فلوم فرعی ثابت و برابر با85/0، 4/1و 2 لیتر بر ثانیه در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد در نمونه‌های با قطر متوسط 44/0 و 7/0 تغییرات عرضی شکاف ایجاد شده به صورت پلکانی بوده و در نمونه‌های با قطر متوسط 7/1 و 4/2 میلی‌متر از ابتدا فرسایش عرضی شدید‌تر است. از طرفی میزان دبی عبوری از شکاف به صورت نوسانی تغییر نموده و زمانی که دبی عبوری از شکاف حداکثر شود، زمان شکست تعریف گردید. با افزایش قطر متوسط ذرات و زاویه اصطکاک داخلی نمونه‌ها، زمان شکست کاهش و دبی حداکثر عبوری از شکاف افزایش می‌یابد. در نمونه‌های چسبنده نشان نمونه‌ی با درصد رس و سیلت 15 درصد و همراه با مصالح درشت‌دانه‌ نسبت به سایر درصد‌های رس و سیلت مقاومت بهتری در برابر آبشستگی از خود نشان می‌دهد. فرسایش در نمونه‌های چسبنده از قسمت پنجه شروع شده و با فرسایش عمقی، تخریب به صورت پسرونده به سمت بالادست حرکت می‌کند. علاوه بر این پارامترهای بی‌بعد حاکم بر تحقیق استخراج گردید و به تفصیل مورد بحث قرار گرفت.

 طراحی یک دیوار حائل بر اساس نیروهای اعمال ‌شده در حالت حدی توسط گوه شکست خاکریز و عمل و عکس‌العمل ایجاد شده بین دیوار و خاکریز و بارهای خارجی کنترل و انجام می‌گیرد. از این منظر بررسی پارامتر¬های اثر گذار بر گوه شکست خاکریز تحت حرکت بدنه دیوار طره¬ای دارای اهمیت می باشد. از این رو در این پژوهش به بررسی پارامتر¬های هندسه گوه شکست شامل پارامتر طولی ،پارامتر ارتفاعی و زاویه گوه شکست پرداخته شده¬است. برنامه‌ریزی انجام آزمایش‌های این تحقیق بدین صورت پایه‌ریزی شد که اثر تنوع لایه بندی، زبری دیوار، شرایط زهکشی نشده و شرایط زهکشی شده در 20 آزمایش بر هندسه گوه شکست و پارامتر¬های طراحی بیان شده با روش¬های کولمب و گوه ترسیمی الاستوپلاستیک مقایسه شد. نتایج تحقیق در حالت زهکشی شده نشان داد با افزایش تعداد لایه¬ها، توسعه عمقی گوه شکست خاکریز پشت دیوار زبر (با اصطکاک) حدود 30 درصد نسبت به حالت دیوار صاف (بدون اصطکاک) افزایش می¬یابد. همچنین با افزایش زبری دیوار، زاویه شکست عمومی خاکریزهای ناهمگن پشت دیوار 4/10 درصد کاهش می¬یابد. متوسط اختلاف 28 درصدی بین نیروی جانبی وارده بر دیوار خاکریزهای ناهمگن حاصل از نتایج آزمایشگاهی و روابط تئوری از دیگر نتایج این تحقیق بوده که طراحی محافظه کارانه دیوار بر اساس این روابط را تایید می¬نماید. عدم ایجاد گوه شکست از پای دیوار بر خلاف نتایج حاصل از تئوری¬های کلاسیک و همچنین متوسط کاهش 75/32 و 25/29 درصدی نیروی جانبی وارده بر دیوار حاصل از داده¬های آزمایشگاهی نسبت به مقادیر روش¬های کلاسیک، شاهدی بر این مدعاست.

طراحی یک دیوار حائل بر اساس نیروهای اعمال‌شده در حالت حدی توسط گوه شکست خاکریز و عمل و عکس‌العمل ایجادشده بین دیوار و خاکریز و بارهای خارجی کنترل و انجام می‌گیرد. از این منظر بررسی پارامتر اثر گذار گوه شکست خاکریز رخ داده تحت حرکت بدنه دیوار طره¬ای دارای اهمیت می باشد. از این رو در این پژوهش به بررسی پارامتر های هندسه گوه شکست شامل پارامتر طولی ،پارامتر ارتفاعی و زاویه گوه شکست پرداخته شده و درنهایت دو پارامتر طراحی اندازه نیرو و نقطه اثر نیرو بر اثر گوه حاصله در آزمایش بررسی شده است. آزمایش‌های این پژوهش در آزمایشگاه مدل‌های فیزیکی و هیدرولیکی دانشکده‌ی مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز صورت پذیرفت. برنامه‌ریزی انجام آزمایش‌های این تحقیق بدین صورت پایه‌ریزی شد که اثر تغییرات تراکم، زبری دیوار، تغییرات بافت و زاویه اصطکاک داخلی خاکریز و اثر سربار بر دیوار زبر در 21 آزمایش بر هندسه گوه شکست و پارامتر های طراحی بیان شده با روش های کولمب،گوه ترسیمی الاستوپلاستیک و روش قوس زدگی در خاک مقایسه شد. بررسی¬های حاصل از نتایج نشان¬داد که پارامتر طولی، ارتفاعی و زاویه خط شکست در تغییرات تراکم دارای کاهش 20درصدی در پارامتر طولی و ارتفاعی و افزایشی 20 درصدی در زاویه خط شکست نسبت به گوه تئوری را داراست و در به ترتیب کاهشی 50، 70 درصد و افزایشی 20 درصدی در زاویه شکست را نشان داد. پارامتر طولی، ارتفاعی و زاویه سطح شکست با تغییرات بافت و زاویه اصطکاک داخلی به ترتیب 70،60 درصد کاهش و 10 درصد افزایش را نسبت به گوه تئوری را نشان داد. با توجه به تغییرات زبری دیوار پارامتر ارتفاعی گوه و پارامتر طولی 5 درصد کاهش و زاویه سطح شکست نیز 5 درصد افزایش نسبت به گوه تئوری را نشان داد. از طرفی سربار وارد بر دیوار زبر در پارامتر طولی 5درصد کاهش و در پارامتر ارتفاعی و زاویه شکست 20 و10 درصد افزایش نسبت به گوه تئوری را نشان داد. در نهایت نتایج تغییرات اندازه نیرو و پارامتر نقطه اثر نیرو با توجه به تغییرات هندسه گوه حاصل از پارامتر های بیان شده نسبت به روش های تحلیلی کولمب، گوه ترسیمی الاستوپلاستیک و روش قوس زدگی به صورت نمودار بیان شد.

فلیپ ‌باکت¬ها ‌معمولاً ‌برای ‌انتقال ‌جریان ‌به ‌دور ‌از ‌سازه ‌و‌ اتلاف ‌انرژی ‌جریان در ‌مواقعی ‌که سرعت ‌جریان ‌بیشتر ‌از 20 متر ‌بر ‌ثانیه ‌باشد استفاده ‌می¬شوند. امروزه تحقیقاتی بر روی نوع جدید از فلیپ باکت¬ها که به شکل مثلث در مقطع طولی هستند انجام شده و با توجه به عملکرد مناسب آن¬ها مورد توجه قرار گرفته¬اند. یکی از راه¬های ‌افزایش راندمان استهلاک ‌انرژی در سرریز ‌فلیپ ‌باکت استفاده از دفلکتور می¬باشد. به همین سبب اثر همزمان دفلکتور و پرتاب کننده مثلثی مد نظر گرفته شده است. در این تحقیق هدف، مدل¬سازی عددی جریان عبوری از سرریز جامی مثلثی و بررسی خصوصیات مسیر پرتابه، اتلاف انرژی و پارامترهای دیگر به کمک مدل Flow-3D می¬باشد. در این راستا علاوه بر شبیه¬سازی سرریز در حالت بدون دفلکتور، از دفلکتور مثلثی با زوایای 27، 32 و 40 و دو پهنای 6 و 9 سانتی¬متر به همراه پرتاب¬کننده استفاده شد. کلیه مدل¬ها در دبی¬های مختلف با استفاده از مدل آشفتگی RNG-K-ε اجرا شدند. از طرفی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، نتایج شبیه¬سازی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که هم در مدل فیزیکی و هم در مدل عددی با افزایش عدد فرود جریان نسبت¬ طول طی شده¬ی مسیر پرتابه افزایش می¬یابد که میانگین خطای مدل عددی برای حد بالایی مسیر پرتابه 36/5 و برای پرتابه پایینی 32/5 درصد می¬باشد. با حضور دفلکتور در مدل فیزیکی 6 نوع مسیر پرتابه قابل تشخیص است اما در مدل عددی فقط 4 نوع مسیر پرتابه تشکیل می¬شود. با وجود دفلکتور ممتد عرضی مقدار اتلاف انرژی در مدل فیزیکی نسبت به آزمایش های شاهد به میزان 27% افزایش می¬یابد که این افزایش در مدل عددی 26% می¬باشد. از مقایسه نتایج مدل عددی با مدل فیزیکی مشاهده شده که کمترین خطا در اعداد فرود بالا (دبی¬های کم) رخ داده است. طبق نتایج حاصل شده از مدل عددی و مقایسه با داده¬های تجربی مشاهده شد که استفاده از مدل¬های عددی می¬تواند جایگزین مناسبی برای مدل¬های فیزیکی باشند. پس از اطمینان از صحت مدل عددی اقدام به توسعه مدل عددی شد و دفلکتور با اشکال آیرودینامیکی دیگر طراحی و مدل عددی با وجود این دفلکتورها شبیه سازی شد بنابراین دفلکتور نیم دایره¬ای، دفلکتور به شکل بال هواپیما و دفلکتور مثلثی با این تفاوت که به جای راس، قائده آن در جهت جریان قرار داده شد، مد نظر قرار گرفته شد. همچنین دفلکتور با زوایایی که در آزمایشگاه به آن¬ها پرداخته نشده بود مورد بررسی قرار گرفت.

سرریز نیلوفری از یک دهانه دایره¬ای، یک زانوی 90 درجه و یک تونل خروجی تشکیل شده است. این سرریز دارای سه کنترل در تاج، گلوگاه و خروجی می¬باشد که هر سه کنترل باید بررسی گردد. وجود گردابه¬ها می¬تواند باعث ایجاد تلاطم¬هایی در دهانه¬ی ورودی سرریزهای نیلوفری شده و ضریب دبی و کارایی سرریز را کاهش دهد. در این تحقیق هدف، مدل¬سازی عددی جریان عبوری از سرریز نیلوفری و بررسی تاثیر تیغه¬های گرداب¬شکن در جریان سرریز نیلوفری به کمک مدل FLOW-3D می¬باشد. این مدل یک نرم¬افزار در زمینه تحلیل سیالاتی CFD می¬باشد که قابلیت شبیه¬سازی جریان سیال را بر روی سطوح آزاد دارد. در این راستا علاوه بر مدل¬سازی سرریز در حالت بدون تیغه، تعداد 3، 4 و 6 تیغه با زاویه¬های مختلف 15، 30، 45 و 50 درجه نیز مدل¬سازی شد. کلیه مدل¬ها در دبی¬های مختلف با استفاده از مدل آشفتگی RNG-K-ε اجرا شدند. از طرفی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی، نتایج شبیه¬سازی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که استفاده از تیغه¬های گرداب¬شکن باعث کاهش اثر گردابه¬ها و افزایش ضریب دبی گردیده، در نتیجه به کارایی سرریز افزوده می¬شود. از طرفی در بین سه آرایش تیغه¬های گرداب¬شکن، آرایش 6 تایی با زاویه¬های 50 درجه دارای نتایج مطلوب¬تری نسبت به حالت¬های دیگر است و همچنین بیشترین تاثیر را در کاهش ارتفاع آب دارد. به طوری که با افزودن 6 تیغه گرداب¬شکن 50 درجه بر روی تاج سرریز، ضریب دبی نسبت به حالت شاهد، به طور متوسط حدود 5/2 برابر گردیده است. در بررسی فشار، سرعت و عدد فرود جریان در سرریز نیلوفری مشاهده شد که در گلوگاه سرریز، سرعت بحرانی شده و فشار حالت نوسانی داشته است. طبق نتایج حاصل شده از مدل عددی و مقایسه با داده¬های تجربی مشاهده شد که استفاده از مدل¬های عددی می¬تواند جایگزین مناسبی برای مدل¬های فیزیکی باشند.

در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی تخلیه سیال چگال، تحت جت هیدرولیکی سطحی پرداخته شد، هدف از این
تحقیق محاسبه میزان ترقیق سیال چگال در محیط پذیرنده کم عمق متحرک وثابت، طول پیشروی هسته جت و ضریب
انتشار در محیط ثابت میباشد. پارامترهای مورد بررسی شامل، عمق و سرعت محیط پذیرنده، دبی و غلظت جت چگال
سطحی میباشد. برای بررسی چگونگی ارتباط بین این پارامترها، آزمایشها در یک مدل فیزیکی در آزمایشگاه
هیدرولیک دانشگاه شهید چمران اهواز انجام گردید؛ نتایج آزمایشها نشان داد، افزایش عمق آب سبب کاهش مرزهای
محیط پذیرنده شده و میزان رقت افزایش مییابد. افزایش غلظت سیال جت سبب کاهش رقت در طول پیشروی میشود.
با افزایش سرعت سیال محیط پذیرنده، میزان رقت در ابتدا کم و با طی مسیر به سمت پاییندست، میزان رقت افزایش
به x/D= 4 و در غلظتهای 30 ،15 و 60 گرم بر لیتر مقدار تغییرات رقت در 5 cm/s مییابد. در سرعت سیال پذیرنده
74 و 73 درصد میباشد؛ این در حالی است /18 ،81/ به ترتیب برابر 4 x/D= 9 درصد و در 20 / 11 ،12 و 1 / ترتیب برابر 7
به x/D= به ترتیب برابر 6 ،7 و 5 درصد و در 20 x/D= 8 در همین غلظتها، تغییرات غلظت در 5 cm/s که برای سرعت
77 درصد میباشد. همچنین رابطهای برای تغییرات رقیقشدگی بر حسب متغیرهای مورد / 80 و 53 / ترتیب برابر 21 ،82
0 میباشد. نتایج آزمایشها نشان داد که طول پیشرونده هسته جت، با عدد / برابر 95 R بررسی استخراج شد که دارای 2
فرود سیال چگال نسبت مستقیم و با غلظت سیال چگال نسبت عکس دارد؛ همچنین با افزایش عمق محیط پذیرنده
طول پیشرونده هسته جت افزایش مییابد.؛این افزایش طول به دلیل کاهش مرزهای محیط پذیرنده میباشد. همچنین
0 میباشد. نتایج آزمایشها نشان داد، که / برابر 941 R رابطهی بدست آمده برای طول پیشرونده هسته جت دارای 2
ضریب انتشار تابعی از غلظت آلاینده و عمق محیط پذیرنده میباشد؛ بهطوری که با افزایش غلظت، در محیط پذیرندهی
عمیق ضریب انتشار افزایش مییابد؛ از طرفی در محیط پذیرندهی عمیق مشخص شد که افزایش عدد فرود چگال تا
0 میل مینماید. همچنین / حدود 30 باعث کاهش ضریب انتشار میگردد و پس از آن این ضریب به مقدار ثابت حدود 1
نتایج نشان داد که در محیط پذیرندهی کمعمق، مرزهای حرکتی به صورت غیرخطی با معادلهی درجهی دوم توسعه
0 بدست آمد. در محیط کم عمق / 0 و حداقل آن برابر با 095 / مییابند. در این حالت حداکثر ضریب انتشار برابر با 2/ مشخص شد که در یک عمق نسبی ثابت، با افزایش عدد فرود چگال از حدود 52 به 120 مقدار ضریب انتشار تا 7
برابر کاهش مییابد. این در حالی است که برای یک عدد فرود چگال ثابت، به طور متوسط با افزایش عمق نسبی از 5 به
16 درصد افزایش مییابد. / 15 مقدار ضریب انتشار در حدود 5

جت هیدرولیکی سطحی عبارت است از جریان متلاطمی که از یک منبع بطور مداوم ادامه می‌یابد و به¬صورت مماس بر مرز مشترک سیال پذیرنده و سیال هوا تخلیه می¬گردد. در مباحث زیست محیطی، منابع آبی همواره با خطر وارد شدن پساب¬ها و زهاب¬های غلیظ مواجه می¬شوند. بنابراین توانایی چگونگی پیش¬بینی غلظت و پیشروی جبهه¬ی آلودگی در منابع پذیرنده، به خصوص در حوالی و حواشی وارد شدن زهاب بسیار مهم می¬باشد. از این¬رو در این پژوهش نحوه تغییرات پارامتر Xp به عنوان موقعیت نقطه شیرجه(طول اختلاط)، پارامترهای Xmax و Xmin به عنوان حداکثر طول¬های مرز بالایی و پایینی منحنی پایین¬افتادگی، غلظت نهایی خط مرکزی جریان پیشرونده تحت شرایط هندسی و هیدرولیکی متفاوت مورد بررسی قرار گرفتند. آزمایش‌های این پژوهش در آزمایشگاه مدل‌های فیزیکی و هیدرولیکی دانشکده‌ی مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز صورت پذیرفت. برنامه‌ریزی انجام آزمایش‌های این تحقیق بدین صورت پایه‌ریزی شد که درکلیه¬ی آنها در سه قطر 5، 8 و 15 میلیمتر برای زوایای همگرایی 15، 30 ، 60 و 90 درجه اقدام به بررسی پراکنش حدود و تعیین غلظت خط مرکزی منحنی پایین¬افتادگی برای سه غلظت 15، 30 و 60 گرم بر لیتر (سیال آب نمک) انجام گردید. بررسی¬های حاصل از نتایج نشان¬داد که افزایش زاویه¬ی همگرایی نازل تخلیه¬کننده جریان تاثیر معناداری در افزایش موقعیت نقطه شیرجه (افزایش 41 درصدی) و همچنین پراکنش (افزایش 40 درصدی برای حد بالا و 45 درصدی برای حد پایینی) دارد. اختلاط و غلظت نهایی فلاکس جت، با افزایش غلظت سیال چگال از 15 به 60 گرم بر لیتر، نسبت به غلظت اولیه 52 درصد افزایش می¬یابد. همچنین میزان غلظت خط مرکزی جریان جت با افزایش زاویه¬ی همگرایی از 15 به 90 درجه، 46 درصد افزایش می¬یابد. با افزایش غلظت جریان از 15 به 60 گرم بر لیتر، طول پیشروی پروفیل غلظت 25 درصد کاهش می¬یابد. در نهایت نیز روابط آماری جهت تخمین موقعیت نقطه شیرجه، حداکثر طول مرز بالایی و پایینی در منحنی پایین¬افتادگی و مقدار غلظت خط مرکزی منحنی پایین¬افتادگی ارائه گردیده است.

 چکیده:
شبکه توزیع آب در حقیقت یک ساختار زیربنایی هیدرولیکی است که بخشی از سیستم آبرسانی محسوب می گردد و تجزیه و تحلیل آن نیز از درجه اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین گسترش شبکه های توزیع آب و ماهیت پیچیده این شبکه ها و معادلات غیرخطی که می بایست به طور همزمان و با توجه به محدودیت ها و ملاحظات طراحی گردند، نیاز به داشتن کد و یا نرم  افزارهایی برای تحلیل و طراحی شبکه ها را به شدت افزایش داده است. بدین منظور در این پژوهش تجزیه و تحلیل شبکه  آبرسانی فریدونشهر با استفاده از نرم افزار Hammer که یکی از قوی ترین نرم افزارها در این زمینه است، مد نظر قرار داشته است. با استفاده از نرم افزار Hammer ابتدا اجزای مختلف شبکه فریدونشهر اصفهان شبیه سازی می گردد. پس از آن با استفاده از داده های مشاهده ای به کالیبراسیون نرم افزار پرداخته می شود تا میزان شبیه سازی به واقعیت نزدیک تر باشد. سپس شبکه در حالت ماندگار تحلیل می گردد و در نهایت به تجزیه و تحلیل پدیده ضربه قوچ در اثر قطع ناگهانی پمپ ها پرداخته خواهد شد و با استفاده از پارامترهای اعتمادپذیری، برگشت پذیری، آسیب پذیری و پایداری سناریوهای مختلف در شبکه های آبرسانی مورد بررسی قرار می گیرد. در واقع هدف از این پژوهش رویکردی جدید در تحلیل پدیده ضربه قوچ در شبکه های آبرسانی است. در روش های معمول، خسارت ناشی از ضربه قوچ بر اساس حداکثر فشار ایجاد شده برآورد می شود؛ حال آنکه در طی آن تداوم و تغییرات ضربه قوچی آب نسبت به زمان صرف نظر می شود. این پژوهش به دنبال پارامترهایی بوده که بتواند به صورت کمی کارآیی شبکه ها را تحت پدیده ضربه قوچ ارزیابی نماید. بدین منظور اطلاعات مذکور از طریق پارامترهای اعتمادپذیری، برگشت پذیری، آسیب پذیری و ترکیب آنها پایداری در اختیار تصمیم گیرندگان قرار می گیرد. همچنین در این پژوهش دو مورد از اصلی ترین عدم قطعیت های موجود در شبکه های آبرسانی شامل ضریب زبری لوله ها و میزان تقاضا در گره ها مورد بررسی قرار گرفت و انعطاف پذیری شبکه ناشی از عدم قطعیت در متغیرهای غیرقطعی اشاره شده در حالت ماندگار و غیرماندگار تحت ترکیبات مختلفی از عدم قطعیت این پارامترها با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو ارزیابی شده است.
نتایج نشان داد که می توان از پارامتر پایداری که پیش از این در سامانه های منابع آب بکار گرفته می شد برای ارزیابی کارآیی شبکه های آبرسانی استفاده نمود. پارامترهای اعتمادپذیریری، برگشت پذیری و آسیب پذیری به ترتیب بیانگر فراوانی وقوع ضربه قوچ، تداوم ضربه قوچ و خسارات ناشی از ضربه قوچ در شبکه های آبرسانی می باشند و پارامتر پایداری را می توان ترکیب سه پارامتر ذکر شده دانست. هرچه اعتماد پذیری و برگشت پذیری افزایش و آسیب پذیری کاهش یابد پارامتر پایداری افزایش می یابد و کارایی شبکه توزیع بیشتر و خطرات ناشی از ضربه قوچ کمتر می گردد.در اثر پدیده ضربه قوچ در شبکه مورد مطالعه، 4/83 درصد نقاط شبکه میزان پارامتر پایداری کمتر از 1 دارند. در اثر استفاده از سازه حفاظتی در اکثر نقاط افزایش پارامتر پایداری رخ داده و این مقدار به 1/11درصد نقاط شبکه می رسد. همچنین هرچه ضریب تغییرات و به تبع آن عدم قطعیت در پارامترهای نیاز گره ها و ضریب زبری لوله ها بیشتر باشد کارایی و انعطاف پذیری شبکه کاهش می یابد و به طور میانگین پدیده ضربه قوچ و جریان غیرماندگار باعث می شود 40 تا 50 درصد از انعطاف پذیری شبکه کاهش یابد.

در اثر فرسایش یا لغزش سواحل کنده¬ها و شاخه¬هایی تحت عنوان آواره¬های شناور وارد جریان رودخانه¬ها شده و بر قدرت سیلاب می¬افزایند. این جریان¬ها، علاوه بر افزایش سطح آب بالادست، می¬توانند باعث کاهش سطح مقطع و ضریب تخلیه¬ی سرریز¬ها گردند و مشکلات جدی را به همراه داشته باشند. در این پژوهش، اثر به دام افتادگی اجسامی مانند کنده¬ها و شاخههای درختان در حالت ورود انفرادی و تجمعی به سرریزهای کلید پیانویی بررسی گردیده است. سرریز¬های کلید پیانویی در هد کمتر ظرفیت تخلیه بالاتری نسبت به دیگر سرریز¬ها دارند، لذا راندمان بالای این سرریز¬ها، پتانسیل آن¬ها را در جذب آواره¬های شناور بالا می¬برد؛ به همین دلیل، آزمایشهای این تحقیق بر روی دو سرریز کلید پیانویی به ارتفاع 10 و 30 سانتیمتر مستقر در فلوم آزمایشگاهی به طول 12متر، عرض80 سانتیمتر و ارتفاع 70سانتیمتر انجام شد. بر روی سرریز مذکور از دیوارههای سپری 5/2، 5/3 و 5/4 سانتی‌متری استفاده گردید و آزمایشها در دو حالت وجود یا عدم وجود دیواره سپری انجام گرفت. بررسی نتایج آزمایشگاهی که کلیه‌ی آن‌ها در آزمایشگاه هیدرولیک و مدل‌های فیزیکی دانشکده‌ی مهندسی علوم آب انجام شد؛ به‌طورکلی نشان داد که در هر دو آزمایش انفرادی و تجمعی و در هر دو مدل، افزایش احتمال انسداد ()، باعث افزایش سطح ارتفاع آب بالادست سرریز و کاهش ضریب تخلیه در یک دبی ثابت می¬شد. در آزمایش¬های انفرادی، افزایش نسبت D/H باعث افزایش احتمال انسداد برای تمام کنده¬ها و شاخه¬ها شد. وجود دیواره سپری تا حدی باعث افزایش  می¬شد، اما تاثیر افزایش قطر آواره¬ها بر آن بیشتر و روشن‌تر بود.در آزمایش¬های تجمعی نیزدر هر دو سرریز، افزایش هد بالادست موجب کاهش احتمال انسداد و نیز حجم کنده¬ها و شاخه¬های به دام افتاده در پشت سرریز می¬شد؛ همچنین وجود دیواره¬های سپری و افزایش کنده¬ها و شاخه¬ها به‌طور ماکزیمم، به میزان 5/1 برابر توانستند مقدار Hرا نسبت به Hrافزایش دهند. در سرریز 10 سانتی¬متری، در رخ داد، ولی در سرریز 30 سانتی¬متری، احتمال انسداد به علت آشفتگی جریان که ناشی از انرژی زیاد جریان است، به 1 نرسید و فقط تا نزدیک 1 بالا رفت. در انتها هم روابطی جهت پیش‌بینی احتمال انسداد برای سرریز¬های مورد آزمایش ارائه شد.

: سرریزهای کلید پیانویی ساختار خاصی از سرریزهای زیگزاگی می¬باشند که توسط موسسه هیدروکوپ فرانسه معرفی گردید. از آنجا که مطالعات پیشین نشان می‌دهد که سرریزهای کلید پیانویی در بارهای آبی کم، ظرفیت تخلیه نسبتاً بالایی داشته و با افزایش بار آبی، بدلیل استغراق در ابتدای کلید خروجی سرریز، از عملکرد سرریز کاسته می¬شود؛ لذا، در پژوهش حاضر، تحقیق روی سرریز کلید پیانویی با و بدون¬دیواره¬ی سپری پایه¬گذاری گردید. آزمایش‌های این پژوهش در آزمایشگاه مدل‌های فیزیکی و هیدرولیکی دانشکده‌ی مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز صورت پذیرفت. فلوم مورد استفاده دارای ابعاد طولی 10 متر، عرضی 80 سانتی‌متر و ارتفاعی 60 سانتی‌متر، با دیواره‌های شفاف از جنس شیشه‌ و شیب کف صفر می¬باشد. در این راستا، دو ارتفاع سرریز با نسبت 33/1 ، (مدل 1) و 50/0 ، (مدل 2)، لحاظ گردید. مدل¬ها به شکل زیر ارائه شدند: 1- مدل آزمایشگاهی سرریز کلید پیانویی بدون دیواره سپری به عنوان مدل شاهد، 2- . مدل¬های دیواره¬ی سپری بدون¬شیب به صورت، الف: عدم‌پیوستگی در تاج کلید خروجی، ب: عدم¬پیوستگی در تاج کلید خروجی و ورودی، ج: پیوسته برکل تاج سرریز، در سه ارتفاع 5/2، 5/3 و 5/4 سانتی¬متری، 3- مدل¬های دیواره¬ی سپری شیب¬دار نیز با چهار طول مختلف قرارگیری بر تاج¬جانبی سرریز، B×(1 و 75/0 ،50/0 ،25/0)=B′، در سه ارتفاع 5/2، 5/3 و 5/4 سانتی¬متری. بررسی نتایج آزمایشگاهی به طور کلی نشان داد که قرارگیری دیواره سپری بر روی کل تاج سرریز در مدل 1، تاثیر معنی¬داری ندارد، درحالیکه در مدل 2 عملکرد سرریز را در حالت بیشینه¬ی خود حدود 15 درصد بهبود می¬بخشد. همچنین قرارگیری غیرپیوسته¬ی دیواره¬ی سپری بدون‌شیب در هر دو مدل، در بارهای آبی کم، با کاهش ظرفیت تخلیه منجر به افزایش تراز آب بالادست می¬شود، درحالی‌که در بارهای آبی زیاد راندمان سرریز را افزایش می¬دهد. به‌نحوی که مدل دیواره¬ی سپری ناپیوسته در بخش خروجی، در مدل 2، حدود 70 درصد افزایش بازدهی سرریز را به همراه داشته است. دیواره¬ی سپری شیب¬دار ناپیوسته، در مدل 1 تاثیری بر بازدهی سرریز نداشته است، اما در مدل 2، در بارهای آبی زیاد جریان، در حالت بیشینه¬ی خود 19 درصد کارایی سرریز را افزایش می‌دهد. در نهایت نیز روابط آماری جهت برآورد ضریب دبی در حالت دیواره¬ی سپری بدون-شیب و شیب‌دار ارائه گردیده است.

 

در مواردی که نیاز به تسریع در نشست تحکیمی باشد، طول مسیر زهکشی میتواند بهوسیلهی زهکشهای عمودی کاهش یابد و جریان میتواند بهصورت شعاعی و قائم زهکشی شود. از آن¬جا که معادله تحکیم در سه بعد، یک معادله¬¬ی پیچیده ریاضی است، در این تحقیق معادلهی سهبعدی سرعت زمانی تحکیم در مختصات استوانهای و شرایط مرزی مشخص برای خاک همسان‌گرد و ناهمسان‌گرد استخراج شد، سپس اقدام به حل تحلیلی معادله یاد شده گردید. از توابع بسل جهت حل تحلیلی معادله تحکیم استفاده شد. پس از حل معادله، تحلیل نتایج با استفاده از نرم افزار(MATLAB) انجام شد و تغییرات درصد نشست متوسط نسبت به زمان بررسی شد و با نتایج آزمایشگاهی حاصل از روش یکبعدی ترزاقی مقایسه شد. مقادیر استفاده شده برای شعاع زهکش قائم در این مدل، به ترتیب برابر با 5/0، 1، 5/1 و 2 سانتی‌متر در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که، بیش‌ترین اختلاف زمانی در نشست تحکیمی 100٪، بین روش ترزاقی و روش زهکشی شعاعی – عمودی، مربوط به بارگذاری 40 کیلوگرم در خاک ناهمسان‌گرد تحت شرایط زهکشی یک‌طرفه می‌باشد و مقدار آن در حدود 5 روز می‌باشد؛ کم‌ترین اختلاف زمانی در نشست تحکیمی 100٪، بین روش ترزاقی و روش زهکشی شعاعی – عمودی، مربوط به بارگذاری 2 کیلوگرم در خاک همسان‌گرد تحت شرایط زهکشی دو طرفه می‌باشد و مقدار آن در حدود 10 دقیقه است. با ناچیز در نظر گرفتن شعاع زهکش قائم در خاک همسان‌گرد، نتایج حاصل از تحلیل معادلات، منطبق بر حل معمول ترزاقی شد.

سرریزها از سازه¬های مهم حفاظتی یک سد محسوب می¬شوند. هنگام بروز سیلاب، جریان اضافی از روی این سازه عبور داده می¬شود تا به سد و تاسیسات وابسته¬ی آن خسارت وارد نشود. کاویتاسیون یک پدیده¬ی مخرب است که باعث آسیب رساندن به این سازه می¬شود. یکی از روش¬های کاهش خسارت ناشی از کاویتاسیون، هوادهی به جریان می¬باشد. نکته اصلی در طراحی هواده¬ها، تعیین میزان جریان هوای مورد نیاز آن¬ها می¬باشد. در این پژوهش جهت برآورد جریان هوای مورد نیاز هواده سرریز از روش¬های تجربی، رگرسیون خطی چند متغیره، شبکه عصبی، سیستم¬های فازی و عصبی- فازی تطبیقی استفاده شد. به منظور انجام مدل¬سازی با استفاده از روش¬های یاد شده از 914 داده مربوط به آزمایش‌های انجام‌شده روی مدل هیدرولیکی سرریز سد کلاید دم و 12 داده مربوط به آزمایش‌های صورت گرفته توسط مرکز تحقیقات آب تهران روی مدل هیدرولیکی سد مخزنی آزاد، استفاده شد. جهت بررسی عملکرد روش¬های مختلف از آزمون¬های آماری ریشه میانگین مربعات خطای استاندارد شده (NRMSE)، میانگین خطای مطلق استاندارد شده (NMAE) و ضریب همبستگی استفاده شد. نتایج نشان داد روش عصبی- فازی تطبیقی با داشتن کمترین ریشه میانگین مربعات خطای استاندارد (263/0NRMSE = ) و میانگین خطای مطلق استاندارد (143/0NMAE = ) و بیشترین ضریب همبستگی (97/0 R =) بهترین عملکرد را دارد. روش تجربی فیشر در میان روش¬های استفاده شده در این پژوهش ضعیف¬ترین عملکرد را دارد (786/26 NRMSE =). نتایج تحلیل حساسیت نشان داد برای هر دو روش شبکه عصبی و عصبی- فازی تطبیقی پارامتر اختلاف فشار بین اتمسفر و فشار زیر جت جریان عبوری از سیستم هواده بیشترین تاثیر را در مدل¬سازی جریان هوای هواده دارد. با حذف شدن این پارامتر از مدل¬سازی ریشه میانگین مربعات خطای استاندارد برای روش¬های شبکه عصبی و عصبی- فازی به ترتیب 964/0 و 860/0 بدست آمد. همچنین نتایج نشان داد که پارامتر ارتفاع پله کم¬ترین تاثیر را در مدل¬سازی با استفاده از هر دو روش عصبی و عصبی- فازی تطبیقی دارد. ریشه میانگین مربعات خطای استاندارد با حذف این پارامتر از مدل¬سازی برای روش¬های عصبی و عصبی- فازی تطبیقی به ترتیب 668/0 و 305/0 محاسبه شد.

یکی از راه‌های موثر در افزایش راندمان هیدرولیکی سرریز افزایش طول موثر تاج آن می‌باشد. به‌نحوی که در مجرایی با عرض ثابت بتوان با هد مشخص دبی بیشتری را از روی سرریز عبور داد. سرریزهای زیگزاگی نمونه‌ای از این سررریزها می‌باشند که در پلان معمولا به شکل مثلثی و یا ذوزنقه احداث می‌شوند. اخیرا به‌دلیل مشکلاتی از جمله هزینه زیاد مصالح و نیز فونداسیون مورد نیاز جهت احداث برروی سدهای موجود، ایده‌ی استفاده از سرریزهای کلیدپیانویی مطرح شده است. شیروانی‌های ورودی و خروجی و نیز شیب‌های ورودی و خروجی به تاج و البته طول تاج جانبی سرریز باعث شده است، تا راندمان هیدرولیکی سرریزهای کلیدپیانویی از سرریزهای مشابه زیگزاگی بیشتر باشد. در پژوهش حاضر به بررسی هندسه‌ی پایه‌های نصب شده زیر کلیدهای خروجی، دیواره‌ی سپری بدونِ شیبِ نصب شده روی تاج سرریز و نیز عملکرد شیب‌دار شدن این دیواره بر پتانسیل افزایش سطح آب در دبی‌های کم پرداخته شد و در این راستا برای بدست آوردن ضریب دبی از روش‌های گوناگونی استفاده گردید. به این منظور ابتدا دو سرریز با نسبت P/Wu= 1/33 ، (مدل 1) و 0/50، (مدل 2)، ساخته شد؛ و برای هرکدام از مدل‌ها از سه پایه‌ی تخت، نیم‌استوانه و مثلثی و نیز دیواره‌ی سپری با سه ارتفاع 2/5، 4/5 و 6/5 سانتی‌متر و همچنین سه شیب 3، 5/5 و 8 درجه در راستای جریان و خلاف آن استفاده گردید. کلیه‌ی آزمایش‌ها در آزمایشگاه هیدرولیک و مدل‌های فیزیکی دانشکده‌ی مهندسی علوم آب انجام گرفت. فلوم مورد استفاده دارای طول 10 متر، عرض 80 سانتی‌متر و ارتفاع 60 سانتی‌متر، با دیواره‌های شیشه‌ای و کف از جنس فولاد ضد زنگ دارای شیب کف صفر بود. بررسی نتایج آزمایشگاهی به طور کلی نشان داد که در هر دو مدل، پایه مثلثی بیشترین راندمان را از میان شکل‌های بررسی شده داراست. پایه نیم‌استوانه، به لحاظ راندمان هیدرولیکی در جایگاه دوم قرار دارد و تفاوتی بین پایه‌های تخت و مدل‌های بدون پایه مشاهده نشد. دیواره‌ی سپری بدون شیب برای مدل 1، تاثیری بر راندمان هیدرولیکی سرریز نداشت و برای مدل 2 با افزایش ارتفاع دیواره سپری، راندمان سرریز افزایش می‌یافت. همچنین در مدل 2، دیواره‌ی سپری با زاویه‌ی مثبت 8 درجه بیشترین توانایی را در افزایش سطح آب نسبت به مدل بدون دیواره‌ی سپری دارا بود. همچنین معادلاتی برای محاسبه ضریب دبی سرریز با دیواره‌ی سپری شیب‌دار پیشنهاد شدند.