مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرريز سيفوني عبارتست از مجراي بسته به شكل U معكوس كه تاج آن در سطح نرمال قرار مي گيرد . هنگامي كه سطح آب در مخزن بالاي سطح نرمال قرار بگيرد ، جريان از روي سرريز به شكل جريان آزاد رود گذر خواهد بود . عمل سيفوني شدن موقعي شروع مي شود كه هواي روي تاج مجرا خارج شود و جريان ادامه يابد .

غالب سرريزهاي سيفوني از 5 جزء اصلي تشكيل شده اند ، دهانه ورودي ، ران رويي ، گلوگاه يا مقطع كنترل ، ران زيرين و مجراي خروجي .
معمولاً براي جلوگيري از ادامه عمل تخليه ، به هنگامي كه سطح آب مخزن به تراز نرمال ميرسد ، از يك مجراي هوادهي كه عمل سيفون را متوقف مي سازد ، استفاده مي شود . در غير اينصورت ، سيفون آنقدر به عمل تخليه ادامه خواهد داد تا هوا وارد دهانه ورودي شود . براي جلوگيري از ورود آشغال و يخ و ... به داخل سيفون ، دهانه ورودي را به ميزان قابل توجهي پا‌يينتر از سطح نرمال درياچه قرار مي دهد . افزون بر آن ، با اين عمل از تشكيل گردابها نيز در مدخل كه ممكن است سبب پايين آمدن راندمان كار سيفون شود ، جلوگيري به عمل مي آيد .
براي اتصال دهانه ورودي قائم به گلوگاه از ران فوقاني به صورت يك تبديل همگرا استفاده مي شود ، معمولاً گلوگاه يا مقطع كنترل داراي سطح مقطع مستطيلي است و در بالاترين قسمت خم زيرين سيفون قرار مي گيرد . ادامه خم زيرين به يك لوله قائم يا مايل وصل مي شود كه ران زيرين را تشكيل مي دهد . اغلب همانطور كه در شكل نشان داده شده است ، ران زيرين بر روي شيب معكوس قرار مي گيرد ، اين امر سبب خواهد شد كه عمل هواگيري با تشكيل يك پرده جريان كه سرتاسر ران زيرين را مي پوشاند به خوبي انجام پذيرد .
از سرريز سيفوني نيز مي توان در سدهاي خاكي استفاده نمود . به علت وجود فشارهاي منفي ، لازم است لولـه به اندازه كافي سخت باشد تا بتواند نيروهاي مخرب را تحمل نمايد . اتصالات بايد كاملاً آب بندي شوند و اقدامات لازم براي جلوگيري از ترك خوردگي لولـه كه ممكن است در نتيجه حركت و يا نشست خاكريز حاصل شود ، بعمل آيد . براي جلوگيري از كاهش فوق العاده فشار مطلق و نزديك شدن به حد كاويتاسيون ، كل افت بار در سيفون نبايد از 6 متر تجاوز كند .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرريز آبرو يك شكل خاصي از سرريزهايي است كه آبراهه تخليه آنها بصورت تونل و يا مجاري سر پوشيده است . سرريز زير گذر از يك مجرا كه از بدنه يا تكيه گاه هاي سد عبور ميكند تشكيل مي گردد . مقطع مجراي زير گذر مي تواند به شكل دايره اي ، مربعي ، مستطيلي ، يا نعل اسبي ساخته شود .
تفاوت سرريز آبرو با سرريز مجهز به دهانه سقوط ، در اين است كه دهانه ورودي آنها شكل قائم و يا مايل دارد و شيب كف آنها در سرتاسر مسير تقريباً يكنواخت است و محدوديتي ندارد دهانه ورودي سرريز مي تواند داراي لبه هاي تيز و يا مدور باشد و كانال تقرّب سرريز ممكن است ديواره هاي موازي و يا واگرا داشته باشد . كف كانال تقرب سرريز ممكن است مسطح و يا داراي يك شيب دلخواه باشد . هرگاه دهانه سرريز آبرو مستغرق نباشد ، سيستم همانند كانال باز عمل خواهد كرد . ممكن است دهانه سرريز مستغرق باشد ، ولي روزنه ورودي طوري تنظيم شده باشد كه آبرو پر نشود . در اينصورت سرريز ، مانند يك سرريز با دهانه سقوط يا يك سرريز شوت كه كنترل روزنه اي بر آنها حاكم است ، عمل خواهد كرد . هنگامي كه عمل هواگيري منظور شده و جريان در آبرو بصورت پر است ، عملكرد آن شبيه سرريز سيفوني خواهد بود . هرگاه از سرريز آبرو بصورت سرريز سيفوني استفاده شود . بايد به نقاط ضعف سرريز هاي سيفوني ( اشاره شده در بخش سرريزهاي سيفوني ) توجه كرد .
اگر سرريزهاي آبرو در شيب تند قرار گرفته و جريان در آن بصورت پر باشد ، فشار در طول مرزها ي آبروكاهش مي يابد و ممكن است به حالت منفي در آيد . در صورتيكه فشار منفي زياد باشد ، خطر پديدة كاويتا‌سيون در سطح آبراهه زياد مي شود و امكان انهدام آن وجود خواهد داشت . در صورتيكه در مناطق با فشار منفي چنين تركها و حفره هايي بوجود آيد ، ممكن است كه خاك اطراف آبرو را به داخل خود بكشد . بنابراين براي سيستمهاي با ارتفاع زياد كه ممكن است ايجاد فشار منفي قابل توجهي در آبرو نمايد ، نبايد از اين گونه سرريزها استفاده كرد . افزون بر آن ، گذر از جريان آزاد به جريان تحت فشار با ارتعاشات زيادي همراه است كه با افزايش اختلاف ارتفاع بين ابتدا و انتهاي آبرو ، بر ميزان آن افزوده مي شود . به اين دلايل نبايد از سرريزهاي فوق براي مواردي كه افت هيدروليكي از 5 /7 متر تجاوز مي كند ، بهره جست .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرريز ريزشي مجهز به بار شكن

از اين نوع سرريزها در مواردي استفاده مي شود كه بخواهيم ، بدون ساختن حوضچه آرامش ، آب را از يك ارتفاع زياد به ارتفاع كمتري منتقل كنيم . در اين سرريزها پايه هاي بار‌شكن مي تواند بصورت مانع عمل كند و سبب استهلاك انرژي آب شود . بدين ترتيب آب در مسير حركت خود داراي سرعت نسبتاً كمي خواهد بود . سرعت خروجي كم و اقتصادي بودن را مي توان ، بدون توجه به بلندي آبشار ، از محاسن اين نوع سرريزها دانست.

 

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرريز نيلوفري ( لا له اي)

سرريز نيلو فري ( سرريز با دهانه سقوط ) معمولاً در سدهايي كه در درة باريك اجرا شده‌اند و يا داراي شيب تند تكيه گاه مي باشد ، بكار مي روند . همچنين در مواردي كه تونل ها و گالريهاي انحراف با قطر كافي در اختيار باشد ، مي توان از اين نوع سرريزها استفاده كرد . يكي ديگر از نكات مثبت اين سرريزها اين است كه با ارتفاع نسبتاً كم مي توان به ظرفيت ماكزيمم آن نزديك شد . اين خصوصيت مي تواند در مواردي كه حداكثر جريان خروجي از سرريز بايد محدود باشد ، مفيد واقع شود .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرريزهاي تونلي و مجرايي


هرگاه براي انتقال آب از يك مجراي سر پوشيده اي استفاده شود كه از اطراف و يا زير سد عبور كند ، سرريز حاصله را به ترتيب ‹ سرريز تونلي و يا مجرايي › گويند .
مجراي سرپوشيده مي تواند به شكل يك شفت قائم يا مايل ، يك تونل افقي از ميان خاك يا سنگ و يا يك مجراي سرپوشيده اي باشد كه در ترانشه‌هايي ساخته شده و سپس توسط مواد خاكي پشت آن پر مي شود .
در قسمت كنترل اين نوع سرريزها مي توان از اغلب اشكال سازه هاي كنترل ، مانند تاجهاي آبرريز دهانه‌هاي ورودي روزانه‌اي قائم و يا مايل ، دهانه هاي ورودي سقوطي و تاجهاي سرريز جانبي استفاده كرد . به استثناي مواردي كه از دهانه هاي ورودي روزنه اي و سقوطي استفاده مي شود ، طرح اين سرريزها به نحوي صورت مي گيرد كه در سرتاسر طول تونل جريان آزاد برقرار باشد . در مواردي كه از دهانه ورودي روزنه اي و يا سقوطي استفاده مي شود ، قطر تونل به نحوي تعيين مي گردد كه فقط براي قسمت كوتاهي جريان تحت فشار باشد و در بقيه طول تونل جريان آزاد برقرار باشد . براي جلوگيري از شكل گيري و توقف متوالي عمل سيفوني ، لازم است اين گونه سرريزها به سيستم هوادهي گسترده اي مجهز شوند . اين پديده در مواردي اتفاق خواهد افتاد كه قسمتي از تونل ، به علت بر گشت آب و عملكرد امواج ، موقتاً هوايش را از دست بدهد و بسته شود .
براي تضمين جريان آزاد در تونل ، نسبت سطح مقطع جريان به سطح مقطع تونل غالباً به حدود 75 % محدود مي شود . ممكن است در نقاط بحراني طول تونل ، مجراي هوادهي ساخت تا هواي كافي به تونل برسد و مانع ايجاد جريان غير دائمي در سرريز شود . در سدهايي كه در دره‌هاي باريكي ساخته مي شوند كه ديواره هاي آنها شيب بسيار تندي دارد و يا در مواردي كه كانالها ي باز از خطر برف و لغزش سنگ مصون نيست ، ممكن است سرريزهاي تونلي رجحان داشته باشد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سریز شوت


در سرريز هاي شوت جريان آب مخزن اصلي از طريق يك كانال باز كه در طول تكيه گاه سد و يا قسمت فرو رفته بين دو قله قرار مي‌گيرد ، به رود خانه مي رسد . اين تعريف را مي توان بدون توجه به تأسيسات كنترلي كه براي تنظيم جريان مورد استفاده قرار گرفته است ، به كار برد‌. بنابراين ، سازه كنترلي سرريز شوت مي تواند به صورت تاج آزاد ، روزنه دريچه دار ، تاج جانبي و يا انواع ديگر باشد . تنها شرط لازم اين است كه كانال تخليه آنها بصورت شوت باشد .
البته سرريز شوت بيشتر به سرريز هايي اطلاق مي شود كه سازه كنترل سرريز تقريباً عمود بر محور يك كانال باز است و خطوط جريان در بالاو پايين تاج كنترل با محور سرريز هم سو هستند . سرريز هاي شوت در سدهاي خاكي بيش از انواع ديگر به كار رفته است . عواملي كه سبب انتخاب اين سرريز مي شوند ، عبارتنداز :
1 ) به سادگي قابل طرح و اجرا هستند .
2 ) تقريباًدر كليه شرايط فونداسيون مي توان از آنها استفاده كرد .
3 ) حجم وسيع خاكبرداري حاصله را مي توان در بدنه سد خاكي مورد استفاده قرار داد و از اين طريق از هزينه كاست . سرريز شوت ، بر روي انواع مختلف فونداسيون از سنگ سخت تا زمين نرم با موفقيت اجرا و بهر ه برداي شده است .
سرريز شوت معمولاً شامل يك آبراهه ورودي ، يك سازه كنترل ، كانال تخليه ، سازه پايانه و يك آبراهه خروجي است.
ساده ترين شكل سرريز شوت ، يك محور مستقيم دارد و عرض آن در سرتاسر شوت ثابت است . اغلب لازم مي شود كه به منظور انطباق بر پستي و بلندي طبيعي ، محور آبراهه ورودي و يا كانال تخليه را بصورت قوس در نظر گرفت . در اينگونه موارد سعي مي شود كه حتي‌المقدور ، بخاطر سرعت تقرّب كم ، انحناء را به آبراهه ورودي محدود كرد . هر گاه لازم باشد كه به كانال تخليه قوس داده شود ، كف شوت را مي توان در سمت خارجي قوس بلندتر ساخت . در اينصورت جريان سريع در اطراف قوسها محافظت شده و از تراكم جريان آب در سمت خارجي شوت جلوگيري مي شود . معمولاً انتخاب نهايي پروفيل شوت ، با توجه به توپوگرافي منطقه و شرايط لايه هاي زيرين انجام مي پذيرد . سازه كنترل نيز عموماً با محور سد در يك خط قرار مي گيرد و يا بالا دست آن واقع ميشود . معمولاً ، براي به حداقل رساندن خاكبرداري ، قسمت اوليه كانال تخليه را با حداقل شيب ممكن تا آنجايي ادامه مي دهند كه كانال تخليه به سطح زمين برسد . سپس قسمتي از كانال تخليه كه داراي شيب تند خواهد بود آغاز مي‌شود و با توجه به شيب طبيعي زمين ادامه مي يابد .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرريز پلكاني
در بعضي موارد و زماني كه شيب براي احداث تنداب بسيار تند است ، براي انتقال آب از سراب به پاياب از سرريز پلكاني استفاده مي شود . در سرريزهاي پلكاني چند حوضچه آرامش پشت سر هم قرار مي گيرند . در سالهاي اخير در بعضي از سدهاي وزني سرريز پلكاني بدون حوضچه آرامش و بصورت پله هاي معمولي ساخته شده اند ، هدف در اينجا كاهش انرژي جنبشي مخرب در پايانه سرريز است .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

سرريز جانبي عبارتست از سريز جداگانه اي كه در كنار سد در دره ساخته مي شود . جريان آب پس از عبور از سرريز جانبي وارد كانالي مي شود كه موازي تاج سرريز است و كانال جانبي ناميده مي شود .


معمولاً اين نوع سرريز در قسمت باريك دره ساخته مي شود . جريان آب پس از عبور از روي سرريز وارد كانال جانبي مي شود و حدود 90 درجه تغيير جهت مي دهد . سپس جريان وارد شوت يا تونل مي گردد . انرژي جنبشي جريان ناشي از پايين آمدن جريان آب ، از روي سرريز توسط تلاطم داخل كانال جانبي مستهلك شده و سرعت ديگري در جهت موازي سرريز بوجود مي آيد . كانال جانبي بايد آنقدر گود باشد كه ارتفاع آب كافي جهت حركت در آن بوجود آيد‌. معمولاً سطح مقطع كانال متناسب با افزايش بده در جهت پايين دست جريان زياد مي گردد . جريان از شوت يا تونل معمولاً بصورت فواره به رودخانه وارد مي شود . پرتاپ كننده جامي يكي از راههاي مناسب هدايت جريان و مستهلك كردن انرژي آن مي باشد .
خصوصيات هيدروليكي تاج سرريز جانبي نيز شبيه خصوصيات سرريز آبريز معمولي است و از پروفيل تاج لبريزتبعيّت مي كند . البته براي حداكثر جريان ممكن است خصوصيّات هيدروليكي سرريز جانبي با سرريز آبريز تفاوت نمايد. علت امر اين است كه امكان وجود محدوديت در كانال جانبي كه به سهم خود سبب استغراق نسبي تاج سرريز مي شود ، وجود دارد‌. در اينصورت كنترل دبي جريان توسط عامل محدود كننده اي كه در پايين بخش كانال جانبي وجود دارد ، انجام خواهدگرفت .

مرجع تخصصی آب و فاضلاب