علوم آب و خاک

در این مطالعه، ضریب دبی سرریزهای لبه تیز واقع بر کانال‌های دایره‌ای با استفاده از مدل‌های انفیس و انفیس-کرم شب‌تاب شبیه‌سازی شد. همچنین برای بررسی افزایش قابلیت مدل‌های عددی از شبیه‌سازی‌های مونت‌کارلو استفاده شد. این درحالی است که روش اعتبارسنجی ضربدری برای صحت‌سنجی مدل‌های عددی به‌کار گرفته شد. با توجه به پارامترهای ورودی، چهار مدل انفیس و انفیس-کرم شب‌تاب معرفی شد. تجزیه‌و‌تحلیل نتایج عددی نشان می‌دهد که مدل برتر ضریب دبی را به‌عنوان تابعی از عدد فرود (Fr) و نسبت عمق جریان روی تاج سرریز به ارتفاع تاج سرریز (h/P) شبیه‌سازی کرد. مقادیر MARE، RMSE و R برای مدل برتر به‌ترتیب برابر 0/001، 0/002 و 0/999 محاسبه شد. این درحالی است که حداکثر مقدار MARE برای این مطالعه کمتر از 2 درصد بود. 

سرریزهای لبه تیز مرکب اغلب به‌منظور اندازه‌گیری دامنه وسیعی از جریان با دقت مناسب در کانال‌های روباز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پژوهش آزمایش‌هایی به‌منظور بررسی هیدرولیک جریان عبوری از سازه سرریز مرکب مستطیلی- قوس دایره‌ای با تغییرات پارامترهای هیدرولیکی و هندسی در شرایط جریان آزاد و مستغرق انجام شد. مشخصات سرریزهای مورد استفاده شامل عرض دهانه مستطیلی 39 سانتی‌متر، شعاع قوس دایره 5، 7/5 و 15/5 سانتی‌متر و ارتفاع سرریز 10 و 15 سانتی‌متر هستند. نتایج نشان داد افزایش شعاع قسمت قوس دایره‌ای و ارتفاع سرریز، موجب افزایش 28/4 درصدی عمق آب بالادست می‌شود. در یک h/p ثابت، با افزایش شعاع قسمت قوس¬دایره‌ای، میزان ضریب دبی افزایش می‌یابد. همچنین ضریب دبی در حالت مستغرق، کمتر (تا حدود 40 درصد) از حالت جریان آزاد است که علت آن مقاومت عمق پایاب ایجاد شده در برابر عبور جریان است که با افزایش مقدار عمق پایاب، مقاومت در برابر جریان افزایش یافته و به‌عبارت دیگر مقدار ضریب دبی کمتر می‌شود.