إمكانات وحدات الدروع الساحلية كمبددات للطاقة لتعزيز خصائص القفزات الهيدروليكية

خلاصة

يتم وضع هياكل تبديد الطاقة بشكل استراتيجي في قاعدة مفيضات السدود لمنع تآكل مجرى النهر وحماية البنى التحتية في اتجاه مجرى النهر. والهدف من هذه الدراسة هو الاستكشاف التجريبي لإمكانية اتباع نهج جديد ينطوي على استخدام الهياكل الساحلية، المعروفة باسم وحدات الدروع، كمبددات للطاقة. تم تصميم نموذجين لوحدتي دروع باستخدام برنامج AutoCAD من خلال اعتماد هندسة الموجة ورباعي الأرجل، ثم تم تصنيعها لاحقًا باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مادة حمض البولي أكسيد متعدد (PLA). وباستخدام مفيض هيدروليكي HM 160، تم إجراء التجارب من خلال محاكاة التصريف فوق السد قصير القمة، مع مجرى مائل، وتوليد قفزات هيدروليكية فوق وحدات الدروع التي تم تركيبها في اتجاه مجرى النهر. تراوحت ظروف تدفق القفزات من قيمة فرود (Fr1) من 1.7 إلى 4.0. وقد لوحظ أن كلاً من الهياكل الموجية والتركيبات ثلاثية القوائم أحدثت تأثير القفزات التزلجية قبل القفزة الهيدروليكية، مما يسهل نقل الرواسب ويقلل من مخاطر النضح في التطبيقات العملية. بالإضافة إلى ذلك، تحسن مستوى تبديد الطاقة من خلال القفزات بمقدار أربعة أضعاف مع تضاعف ارتفاع قفزة التزلج. كما تسبب كلا الهيكلين في انخفاض كبير في العمق المتتابع وطول القفزات الهيدروليكية بنسبة تصل إلى 40% و50% على التوالي، مقارنةً بالتشكيل الكلاسيكي للقفز الهيدروليكي على قاع أملس، مما قد يؤدي إلى تصميم حوض أكثر فعالية من حيث التكلفة. بشكل عام، تسلط نتائج هذا البحث الضوء على إمكانية استخدام أقل عدد ممكن من الوحدات لتبديد الطاقة بشكل مناسب، مما يوفر مزايا كبيرة في السيناريوهات التي تتطلب تخفيف طاقة الفيضان في القنوات المفتوحة.