Impacts of some parameters affecting the hydraulic performance of U-shaped side spillways

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Abstract

Side channel spillways are one type of outlet works at dams with wide applications in irrigation and drainage systems and in water and wastewater facilities. When the flow enters the side channel through the end and two side weirs of the spillway, it is called a three-sided spillway. Based on the results of laboratory experiments, the present study investigates the impacts of variation in end-sill elevation and location and the bed slope of the side channel for different inflow rates into a spillway. In these evaluations, variation in flow regime is taken as a qualitative index and the flow turbulence index is taken as a quantitative index. The values for the latter index were calculated from readings of momentary pressures using a datalogger system. The results showed that the sill elevation had the greatest effect on pressure fluctuations and on the hydraulic performance of the side channel in these spillways. Increasing the sill height decreased the quantitative value of the water turbulence index in the side channel. According to the findings of the present study, the location of the sill in relation to the side channel does not have a considerable effect on pressure fluctuations. It was also found that increasing the channel bed slope reduces pressure fluctuations by about 3%. Greater increases in the bed slope cause increased flow turbulence. Increasing the channel bed slope in the reverse (negative) direction had considerable effects on reducing the channel flow turbulence.

Les évacuateurs latéraux sont un type de déversoir de barrages ayant de nombreuses applications dans les systèmes d'irrigation et de drainage ainsi que dans les réseaux d'eau et les installations de traitement des eaux usées. Lorsque l'écoulement entre dans la canalisation latérale par l'extrémité et les deux chicanes latérales du déversoir, cet arrangement est appelé un évacuateur à trois côtés. En se basant sur les résultats expérimentaux, l'étude examinera les effets des variations de l'élévation et de l'emplacement du briseur de lames à l'extrémité ainsi que la pente du lit de la canalisation de côté pour différents débits entrant dans l'évacuateur. Selon ces évaluations, la variation du régime d'écoulement est considérée comme un indice qualitatif et l'indice de turbulence de l'écoulement est considéré comme un indice quantitatif. Les valeurs de ce dernier indice ont été calculées à partir des lectures des pressions temporaires colletées par un enregistreur de données. Les résultats ont montré que l'élévation du redan briseur de lames d'eau avait le plus fort impact sur les fluctuations de pression et sur le rendement hydraulique de la canalisation latérale dans ces évacuateurs. Augmenter la hauteur du redan briseur de lames d'eau a réduit la valeur quantitative de l'indice de turbulence de l'eau dans la canalisation latérale. Selon les constatations de la présente étude, l'emplacement du redan briseur de lames d'eau par rapport à la canalisation latérale n'a pas d'impact important sur les fluctuations de pression. De plus, nous avons découvert qu'augmenter la pente du lit de la canalisation réduit les fluctuations de pression d'environ 3%. Les plus fortes augmentations de la pente du lit engendrent une augmentation de la turbulence de l'écoulement. Augmenter la pente du lit de la canalisation en direction inverse (négative) a des impacts considérables sur la réduction de la turbulence de l'écoulement dans la canalisation. [Traduit par la Rédaction]

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