علوم آب

3- مطالعه مدل فيزيكي: پروژه آب شرب شهر Albuquerque
Physical Model Study: City of Albuquerque Drinking Water Project
Sediment Management at the Proposed Rio Grande Diversion
3-1- هدف از مطالعه مدل
اين مطالعه با اين هدف انجام گرديده است كه بتواند نتايج كيفي را راجع به مسائل رسوبگذاري و مديريت رسوب در بهره برداري از سازه انحرافي پيشنهادي ارائه دهد. ماتريكس آزمايش مدل برآور شده در ابتداي مدل شامل 13 آزمايش در 5 مقدار جريان بود. موارد مطالعه مدل شامل:
·         بررسي روشهاي بهره برداري و/يا گزينه هاي سازه اي كه مقدار ورودي بار بستر را به جريان انحراف داده شده محدود مي كند.
·         بررسي تاثير سناريوهاي مختلف بهره برداري از دريچه براي يكسري از جريانهاي منتخب رودخانه بر سرعت محدوده و ته نشيني رسوبات در نزديكي انتهاي پائين دست مسير عبور ماهي كه براي عبور ماهي در اطراف سازه ساخته مي شود.
·         بررسي اثرات سناريوهاي مختلف بهره برداري در جريانهاي منتخب رودخانه اي بر محدود نمودن اثرات رسوبات جمع شده بلافاصله بالادست سازه.
3-2- مدلسازي هيدروليكي فيزيكي
شبيه سازي كلي هيدروليكي
مطالعات مدل مقياسي از سازه هاي هيدروليكي ابزار موثر به لحاظ هزينه را براي مطالعه عملكرد سازه پيشنهادي يا اصلاح سازه هاي پيشنهادي ثابت كرده است بطوريكه نيازهاي ايجاد شده براي شبيه سازي مشاهده مي گردد.. به لحاظ تئوري، اين نيازها مطابق با نسبت نيروهاي اينرسي به نيروهاي لزجت ( كه بعنوان پارامتر بدون بعد عدد رينولدز شناخته مي شود) و نسبت نيروهاي اينرسي به نيروي ثقل (كه بعنوان پارامتر بدون بعد عدد فرود شناخته مي شود) در مدل و پروتوتايپ مي باشد. عدد رينولدز رودخانه (Re) جريان در كانالهاي باز با استفاده از حاصلضرب سرعت سيال (V) در عمق جريان(y) تقسيم بر لزجت سينيماتيكي سيال (ν ) يا (Re=Vyυ ) بدست مي آيد. عدد فرود (Fr)نيز با استفاده از تقسيم سرعت سيال (V) بر جذر حاصلضرب شتاب ثقل در عمق جريان يا (Fr=Vgy ) بدست مي آيد.
در كاربردهاي عملي رعايت هر دو معيار نه تنها نيازمند تعيين مقياس ابعاد فيزيكي است بلكه نياز به تعيين مقياس خواص سيال (مثلا لزجت و چگالي سيال) دارد بطوريكه در عمل تقريبا امكان آن بدليل اينكه تعيين مقياس خواص سيال مشكل است وجود ندارد. در اغلب مدلهاي فيزيكي سيستمهاي كنترل و انتقال آب سيال هم در پروتوتايپ و هم در مدل به دلايل اقتصادي آب مي باشد. در صورتيكه جريان هم در مدل و هم در پروتوتايپ آشفته باشد اثرات نيروهاي لزجت به شكل قابل توجه اي كاهش پيدا كرده و نتايج حاصل از مدل متناسب با عملكرد پروتوتايپ با يك دقت مناسب همراه خواهد. لذا مدلهاي فيزكي جريان كانال باز بطور معمول براي مطابق با مدلسازي عدد فرود با صرفنظر از اثرات نيروهاي لزجت (اثرات رينولدزي) در مدلسازي طراحي مي گردد. مقدار عدد رينولدز 2000 در رودخانه بعنوان مقدار حداقل در جريانات آشفته است.
3-3- بررسيهاي ديگر مدلسازي رسوب
مطالعات به روز هيدروليك انتقال رسوب با پيچيدگيهاي وسيع مربوط به آن منجر به استخراج روشهاي متعدد برآورد گرديده است كه غالبا تنها براي شرايط قابل كاربرد است. برانكو (1978)  مهندسي كانال آبرفتي را بصورت زير بيان مي كند "... نوعي از تجربه و قضاوت عمومي" زمانيكه تلاش براي لحاظ نمودن اثرات تعيين مقياس برروي خصوصيات عملكرد پيش بيني شده از يك مدل مقياس فيزيكي صورت مي گيرد، ميزان نادرستي افزايش پيدا مي كند.
براي حركت رسوب مقياس هيدروليكي مورد نظر قطر ذره رسوبي است. حركت ذره تابعي از تنش برشي يا نيروي درگ اعمال شده توسط حركت سيال بر روي بستر است. تنش برشي بستر (τ0)  با استفاده از چگالي سيال (ρ)  و مربع سرعت برشي (u*)  بدست مي آيد. و سرعت برشي ريشه حاصلضرب شتاب ثقل در شعاع هيدروليكي ® در شيب (S) مي باشد لذا u*=gRS  و τ0=ρu*2 . فرم عدد رينولدز در بررسي حركت رسوب بستر بصورت عدد رينولدز برشي است كه در آن بجاي سرعت از سرعت برشي جريان,  و به جاي عمق جريان از قطر ذره رسوبي  (ds)   استفاده مي شود. Re=u*dsυ .
طبيعتا امكان كاهش قطر ذره متناسب با مقياس هندسي مدل به سادگي امكان پذير نيست. يكي از مشكلاتي كه در بطور متعدد با آن مواجه مي شويم مقياس هندسي ذرات غير چسبنده در پروتوتايپ (يعني ماسه ريز) به ذرات با اندازه رسي كه داراي خواص چسبندگي هستند مي باشد. لذا لازم است كه از مدل كج مقياس براي اندازه ذره با استفاده از رسوبات مدل بزرگتر از اندازه مقياس هندسي استفاده گردد. اندازه ذرات در مدل با مقياس بزگتر ممكن است نياز به استفاده از چگالي مواد بستري كوچكتر، افزايش در شيب بستر و يا تركيبي از هر دو براي فراهم نمودن مقادير انتقال مشابه با پروتوتايپ در محدوده قابل قبول داشته باشد.
3-4- طراحي مدل فيزيكي
انتخاب مقياس
انتخاب يك مقياس مناسب تابع فضاي قابل دسترس و از طرفي حفظ مقياس تا اندازه اي بزرگ به نحوي كه بتوان از اثرات نيروهاي لزجت صرفنظر نمود مي باشد. فضاي در دسترس براي مدل در حدود عرض 27 فوت و طول 90 فوت بود. مقدار مقياس 1:24 بالاترين حد مقياس جهت امكان احداث مدل سازه انحرافي با مجموعه داخل آن براي عرض 27 فوتي و ابعاد جداره كامل آن در بالادست كانال تعريف گرديد. حتي در اين مقياس عدد رينولدز در دريچه هاي انحراف آب ( با فرض انحراف جريان به ميزان 65 فوت مكعب بر ثانيه از هر دريچه و عمق 3 فوتي) در حدود 1600 بود. اين مقدار پائين تر از مقدار آستانه جريان توربولانت (2000) مي باشد. لذا جريانات در دريچه هاي انحراف تحت تاثير بعضي از اعداد رينولدز قرار مي گيرد. بواسطه سرعتهاي بالا، جريانهاي داخل دريچه هاي باز روي سازه انحرافي بايستي در محدوده جريان توربولانت بوده و كمتر تحت تاثير عدد رينولدز قرار بگيرند. شكل 3-1 پلان شماتيك آرايش اوليه از مدل فيزيكي با مقياس 1:24 را نشان مي دهد.

شكل 3-1- پلان شماي كلي از آرايش مدل
 
3-5- بررسي شبيه سازي انتقال رسوب
براي اين مطالعه، ساخت مدل براي شبيه سازي انتقال رسوب با مقياس با متدولوژي ارائه شده توسط Pugh (2000) به شرح ذيل انجام شد. گام اول مشاهده پارامترهاي نمودار شيلدز براي اندازه ذرات تعيين مقياس شده و چگالي ذرات براي يك شيب يكسان در مدل و پوتوتايپ مي باشد. مقادير مقايسه اي مقادير شيلدز براي مقادير عدد رينولدز منتخب در پروتوتايپ و مقادير معادل اعداد رينولدز در مدل با استفاده از ذرات دانه اي ماسه اي تعيين مقياس شده به صورت هندسي در شكل 3-2 نشان داده شده است.

شكل 3-2- مقادير شيلدز (عدد رينولدز برشي و پارامتر شيلدز ) براي اندازه ذره در پروتوتايپ و در مدل با مقياس و شيب يكسان در مدل و پروتوتايپ
مقدار عدد رينولدز ذره 100 آستانه جريان توربولانت مي باشد. در مواردي كه مقادير پروتوتايپ و مدل به اندازه كافي بزرگتر از اين مقدار آستانه هستند (يعني عدد رينولدز ذره براي هردو بزرگتر از 100) مقدار شيلدز بحراني تقريبا ثابت و كوچك مي باشد.
3-6- روش تعيين مقياس دبي رسوب براي صحت يابي مدل
رابطه تقريبي بين مقادير دبي رسوب مدل و پورتوتايپ با  خواص و اندازه مواد رسوبي معين در پروتوتايپ و مدل با بكارگيري معادله انتقال بار بستر مير- پيتر مولر براي رسيدن به دبي هاي رودخانه اي با مقياس فرودي مربوطه تعيين گرديد. معادله مير پيتر مولر براي مطالعات ذرات مواد بستري با اندازه ماسه اي و چگاليهاي متفاوت توسعه يافته و واحد دبي رسوبي gs )) را در سيستم متريك بصورت تن بر متر بر ثانيه بدست مي دهد. شكل اين فرمول كه توسط Vanoni (1975) ارائه شده به شرح ذيل مي باشد:

كه:
 kr  : ضريب زبري (معادل 1n  كه n: ضريب زبري مانينگ است)،
 k'r=26d9016  ،
γ : وزن مخصوص آب،
 γs  : وزن مخصوص ذرات،
rb : شعاع هيدروليكي،
S : شيب كانال
dm  : قطر موثر رسوبي (= ipidsi  كه pi  : درصد وزني اندازه ذرات dsi )
g  : شتاب ثقل
gs : بار بستر (تن بر متر بر ثانيه)
اين معادله براي محاسبه بار بستر در واحد عرض هم براي پروتوتايپ و هم براي مدل استفاده گرديده است. برآورد عددي از رابطه بين مقادير انتقال رسوب برآورد شده از رابطه مير پيتر مولر براي مدل و پروتوتايپ بصورت توزيع خطي بدست آمد. اين رابطه در شكل 3-3 نشان داده شده است.

شكل 3-3- رابطه بين مقادير انتقال رسوب برآورد شده در مدل و پروتوتايپ با استفاده از رابطه مير پيتر مولر
با استفاده از رابطه مذكور مقادير تزريق رسوب تعيين مقياس شده در مدل با توجه به مقادير رسوب مشاهده شده در پروتوتايپ حاصل مي شود.
 
 
3-7- آب شستگي بستر بلافاصله پائين دست سازه انحرافي
در طراحي اوليه اجراي عمليات ريپ رپ در عرض رودخانه و به طول تقريبي 12.5 فوت بالافاصله پائين دست سازه انحرافي جهت كنترل آب شستگي لحاظ شده است. براي ارزيابي كيفي پتانسيل مسائل آب شستگي يك نوار 12.5 فوتي اضافي در بستر كانال بعد از ريپ رپ در ابتدا با ماسه پر گرديد بطوريكه مستعد براي فرسايش آب شستگي است.
3-8- سيستمهاي مديريت رسوب
رسوبات در انتهاي بالادست مدل به جريان تزريق گرديد. چهار واحد با عرض 30 اينچي مطابق برگرفته از كودپاشهاي چمن براي تزريق زغال سنگ به كانال استفاده گرديد.
يكسري حوضچه هاي ته نشيني رسوب در گودترين قسمت مدل با استفاده از يكسري سرريزهاي روگذر بين حوضچه ها ساخته شد. روز بعد از انجام هر آزمايش، حوضچه هاي ته نشيني رسوبات در طول شب آبگيري مي شدند. سپس زغال سنگ از داخل حوضچه ها دستي جمع آوري شده و مجددا به انتهاي بالادست مدل جهت استفاده مجدد در آزمايشات بعدي منتقل مي شدند.
3-9- فرآيندها و تجهيزات جمع آوري داده
اندازه گيري جريان
جريان ورودي به مدل با استفاده از ونتوري مترهاي موجود در آزمايشگاه اندازه گيري گرديد. اين وسايل اندازه گيري در يك پروسه زماني 24 ماهه مجددا كاليبره گرديد. جريان در هر كدام از دريچه هاي انحراف آب با استفاده از سيستمهاي اندازه گيري صورتي متصل به لوله هاي PVC اندازه گيري شد. دقت و درستي كاليبراسيون اين دستگاهها قبل از آن كنترل شده بود. بعد از نصب كنترل نقطه اي كاليبراسيون براي هر كدام از دريچه ها با استفاده از عبور دو جريان مشخص از يك محفظه انعطاف پذير به داخل هر دريچه انحراف صورت گرفت. ميزان اختلاف در حدود 3% مشاهده گرديد.
انحراف رسوب
رسوبات ورودي به دريچه هاي انحراف يا از قسمت انحراف و لوله هاي بازگشتي عبور مي كردند و يا در محفظه ته نشين مي شدند. باكسهاي مشبك در كف از محل عبور جريان و لوله بازگشت جهت قطع جريان رسوبات قرار داده شده است. بعد از هر آزمايش رسوب، محفظه هاي انحراف و سيستمهاي برگشت رسوبات موجود در داخل آنها شسته شده و به داخل باكسهاي مجود در كف جمع آوري گرديد. وزن مرطوب رسوبات جمع آوري شده با استفاده از يك وسيله الكترونيكي بعد از هر آزمايش تعيين گرديد.
 
3-10- صحت يابي مدل
براي اهداف محدود اين مطالعه مدل به لحاظ محدديتهاي هزينه اي و زماني صحت يابي مدل شامل:
·         جمع آوري زماني رسوبات (زغال سنگ شكسته) از هر كدام از چهار جعبه تغذيه رسوبات مدل.
·         ارزيابي بصري از فرآيند هاي انتقال رسوب
رسوبات در مدت 40 ثانيه از هر چهار جعبه تغذيه براي دبي رودخانه مدل شه معادل 1000 فوت مكعب بر ثانيه جمع آوري گرديد. رسوبات خشك شده و وزن آنها معادل 742.8 گرم اندازه گيري شد كه معادل 1.179 تن بر روز مي باشد.
اين مقدار به پروتوتايپ با استفاده از مقياس و روابط توسعه يافته توسط مير پيتر و مولر كه در بالا ذكر شد تبديل گرديد. مقدار بدست آمده براي پروتايپ برابر 74.5 تن بر روز مي باشد.
مقادير بدست آمده در پروتوتايپ با مقادير واقعي اندازه گيري شده دبي بار بستر در ايتسگاه شماره 08330000 USGS مقايسه گرديد. نتيجتا مقادير بدست آمده براي بار بستر جهت مدلسازي منطقي به نظر مي رسد. مقادير بدست آمده مقدار دبي بار بستر در پروتوتايپ با استفاده از مقياس در مقايسه با مقادير واقعي در شكل 3-4   نشان داده شده است.

شكل 3-4 - مقادير دبي بار بستر بدست آمده در پروتوتايپ با مقياس 1:24 و مقادير واقعي اندازه گيري شده در ايستگاه 08330000 در مقابل دبي رودخانه (دبي رودخانه در مقابل دبي رسوب: داده هاي صحرايي اندازه گيري شده توزيع وسيعي را كه منعكس كننده تغيير پذيري در مقادير بار بستر است را نشان مي دهد كه از شاخه هاي مختلف و مقادير سيلابهاي مختلف ناشي شده است. همانطور كه از شكل پيداست مقدار بار بستر مدل شده (74.5 تن بر روز براي جريان 1000 فوت مكعب بر ثانيه) حاكي از بار گذاري نسبتا كم ولي در داخل مقادير واقعي است.)
معيار اوليه مورد استفاده براي ارزيابي مشاهده اي انتقال رسوب عبارتند از:
2-    حركت رسوبات را در امتداد بستر آبراهه براي مقادير دبي رودخانه زماني مي توان مشاهده كرد كه يك ميزان قابل قبول از انتقال بار بستر را در پروتوتايپ انتظار داشته باشيم.
2- كانال شيب بستر خود را تغيير نمي دهد. (يعني هيچگونه شواهدي مبني بر كف كني و يا ته نشيني رسوبات در شرايط قبل از احداث بند وجود ندارد)
در ازمايشات اوليه، مدل در ابتدا به مدت يك ساعت در دبي 1000 فوت مكعب بر ثانيه براي حالت تمامي دريچه هاي انحراف جريان كاملا باز بدون تزريق رسوب به مدل آزمايش گرديد. مقدار متوسط از تثبيت كانال در امتداد بازه در بالادست بند انحرافي جائي كه يك گوه از ماسه براي داشتن شيب كج مقياس قرار داده شده بود مشاهده گرديد. اين كار با اجراي دو ساعته (در دبي 1000 فوت مكعب بر ثانيه) در طي تزريق زغال سنگ شكسته به داخل كانال ادامه يافت. در انتهاي زمان دو ساعت به شكل فعالي در امتداد بازه كانال مدل شده بدون تجمع قابل توجه در بالادست جعبه هاي تزريق رسوبات انتقال يافت. ته نشيني در طول كانال و در جاهاييي كه سرعت جريان پائين بود مشاهده شد. مقادير بالاي ته نشيني در بازه در زير سازه انحرافي جائيكه شيب در حد 0.002 بود صورت گرفت. شكل 3-5  مدل را بعد از تكميل انجام آزمايشات اوليه نشان مي دهد.

شكل3-5  - نماي از بالادست مدل بعد از انجام آزمايشات اوليه. (شكل گيري كانالهايي در بخش گوه ماسه اي ديده مي شود. ته نشيني زغال سنگ در نواحي با سرعت كم جريان و بازه پائين دست با شيب كم در زير سازه انحرافي ديده مي شود.)
عملكرد مشاهده شده مدل براي بازه كانال در بالادست سازه انحرافي رفتار مورد انتظار پروتوتايپ را در حد قابل قبولي شبيه سازي مي كند. زير سازه انحرافي (جائيكه نسبت كجي شيب افزايش مي يابد بواسطه اينكه مقدار تغيير d50  پروتوتايپ از 1.5 ميليمتر به 0.51 ميليمتر قابل اجرا نبود) ظرفيت حمل رسوب بنظر خيلي كم مي رسيد لذا متناسب با آن مقدار تن نشيني رسوبات بالا خواهد بود. مشاهدات نشان مي دهد كه متدولوژي مورد استفاده براي تعيين پارامترهاي مدل براي تحقق شبيه سازي انتقال رسوب براي شرايط موجود در اين مطالعه موثر بود.
3-11- دبي رودخانه براي آزمايشات مدل
دبي انتخاب شده براي آزمايشات اوليه در مدل 1000 فوت مكعب بر ثانيه بود. تجزيه و تحليل آمار جريان روزانه ثبت شده در نزديكي ايستگاه شماره 08330000 مربوط به USGS نشان مي دهد كه براي سالهاي آبي 2002-1990 متوسط دبي روزانه 847 فوت مكعب بر ثانيه است. دبي 1000 فوت مكعب بر ثانيه تقريبا از دبي 38 درصد روزها در يك مدت مشابه بيشتر بود. مقدار دبي 1000 فوت مكعب بر ثانيه عبارت است از يك دبي ميانگين به بالا كه بايستي خصوصيات مورد انتظار براي شرايط انتقال رسوب را فراهم آورد.
3-12- آزمايشات جريان در مدل
پس از صحت يابي قبل از انحراف جريان، آزمايشات با سه سناريوي بهره برداري از دريچه به ازاء دبي 1000 فوت مكعب بر ثانيه رودخانه ، 130 مترمكعب بر ثانيه ميزان انحراف جريان و مقدار تراز سطح كف استخر در بالادست سازه انحرافي معادل 4995 فوتي براي بررسي مقادير سرعت در نزديكي دهانه انحراف و ورودي مسير عبور ماهي انجام شد. ابتدا، جريان اضافي به سمت چپ رودخانه نزديكي محل انحراف عبور داده شد. در دومين آزمايش جريان اضافي به نزديكي مركز كانال عبور داده شد. در سومين آزمايش جريان اضافي به شمت جناح راست و پايه راست سازه انحرافي عبور داده شد.
يك دوربين تصويري ديجيتالي مستقيما در 20 فوتي بالاي مدل براي برداشت سرعت سطحي در نزديكي سازه انحرافي و ورودي مسير عبور ماهي مورد استفاده قرار گرفت. تصاوير با قطر 0.75 اينچي از موارد Styrofoam شناور در كانال ايجاد مي شد. يك شبكه 4*4 فوتي از كابل پلاستيكي تقريبا در 8 فوتي بالاي بستر كانال جهت استفاده بعنوان  شبكه مبنا مختصاتي براي تجزيه و تحليل فريمهاي تصويري با استفاده از نرم افزار اتوكد بصورت معلق نصب گرديد. با استفاده از اين تكنيك بردارهاي سرعت سطحي در محدوده جريان در مجاورت ورودي آبگيرو سازه انحراف تهيه گرديد. اشكال 3-6، 3-7 و 3-8 نقشه هاي تهيه شده در اتوكد هستند كه بردارهاي سرعت سطحي را در محدوده جريان براي دبي جريان رودخانه 1000 فوت مكعب بر ثانيه با جريان اضافي عبوري به ترتيب از ناحيه چپ رودخانه (نزديكي ورودي سازه انحراف و مسير عبور ماهي)، نزديكي وسط كانال و جناح راست رودخانه نشان مي دهند.

شكل 3-6- نقشه بردارهاي سرعت سطحي براي محدوديه جريان در امتداد جناح چپ رودخانه Rio Grande در نزديكي سازه انحرافي و ورودي مسير عبور ماهي. (دبي رودخانه 1000 و دبي جريان انحرافي 130 فوت مكعب بر ثانيه. جريان اضافي از قسمت چپ رودخانه عبور داده شده است. نقشه نشان داده شده در حدودد 190 فوت از عرض رودخانه در قسمت چپ آن مي باشد. كل عرض رودخانه تقريبا 590 فوت مي باشد.)

شكل3-7- نقشه بردارهاي سرعت سطحي براي محدوده جريان در امتداد جناح چپ رودخانه Rio Grande در نزديكي سازه انحرافي و ورودي مسير عبور ماهي. (دبي رودخانه 1000 و دبي جريان انحرافي 130 فوت مكعب بر ثانيه. جريان اضافي از قسمت مياني رودخانه عبور داده شده است. نقشه نشان داده شده در حدودد 190 فوت از عرض رودخانه در قسمت چپ آن مي باشد. كل عرض رودخانه تقريبا 590 فوت مي باشد. در اين مقطع عرضي از رودخانه محل جريان عبور نشان داده نشده است)

شكل3-8- نقشه بردارهاي سرعت سطحي براي محدوده جريان در امتداد جناح چپ رودخانه Rio Grande در نزديكي سازه انحرافي و ورودي مسير عبور ماهي. (دبي رودخانه 1000 و دبي جريان انحرافي 130 فوت مكعب بر ثانيه. جريان اضافي از قسمت جناح راست رودخانه عبور داده شده است. نقشه نشان داده شده در حدودد 190 فوت از عرض رودخانه در قسمت چپ آن مي باشد. كل عرض رودخانه تقريبا 590 فوت مي باشد. در اين مقطع عرضي از رودخانه محل جريان عبور نشان داده نشده است)
آب شستگي قابل توجه در بستر در مدل بلافاصله پائين دست سازه انحرافي جائي كه در ابتدا مصالح ماسه ريز قرار داده شده بود مشاهده شد. تمركز جريان عبوري از دريچه با عرض محدود باز شده در هر سه سناريوي بهره برداري از دريچه براي عبور جريان اضافي باعث ايجاد آب شستگي موضعي در بستر گرديد.
در تكميل آزمايشات محدوده جريان، نماينده هاي URS-Denver از آزمايشگاه براي بازديد از مدل در حال بهره برداري و مشاهده وضعيت سه سناريوي بهره برداري از دريچه ديدن كردند. آنچيزي كه از اين بازديد بدست آمد، اين بود كه عبور جريان اضافي از جناح چپ رودخانه منجر به جذب نسبتا بالاي جريان در نزديكي ورودي مسير عبور ماهي و همچنين انحراف مقدار عمده از رسوبات بار بستر گرديد. زميانيكه جريان اضافي از قسمت مياني كانال عبور داده شد، جريان در نزديكي ورودي مسير عبور ماهي به شكل قابل ملاحظه اي آرام شده و انحراف رسوبات بار بستري به شكل محسوسي كاهش پيدا كرد. با عبور جريان اضافي از جناح راست رودخانه مقدار بيشتري از جذب جريان در ورودي مسير عبور ماهي كاهش يافت در عين حال ميزان كاهش انحراف رسوبات نسبت به حالت عبور جريان اضافي از قسمت مياني كانال بهبود يافت.
يكي از موارد مورد سوال براي پرسنل URS اين بود كه براي هر سناريوي مورد آزمايش، اين سوال مطرح است كه آيا مي توان به عبور دبي 65 فوت مكعب بر ثانيه در هر محفظه از انحراف دست يافت. دريچه هاي روگذر طراحي شده براي نصب در دهانه هر كدام از محفظه انحراف همراه با يك پاشنه در حدود 18 اينچي تخليه رسوبات مي باشد. در آزمايشات مدل اين دريچه هاي روگذر جهت انحراف جريان نرمال 130 (براي هر دريچه 65 فوت مكعب بر ثانيه) فوت مكعب بر ثانيه تا حد امكان كاهش ارتفاع داده شد. اين حالت با وجود اين حقيقت كه مقادير افت بخش تخليه ماهي و آشغالگير مدلسازي نگرديد انجام شد.
در نتيجه گيري از بازديد، پرسنل URS درخواستي را متمركز بر ابزارهاي جهت بهبود بهره برداري انحراف جريان در عين حاليكه جريان اضافي از جماح چپ رودخانه عبور داده مي شد نمودند. سناريويي كه باعث جذب زياد جريان توسط مسير عبور ماهي و همچنين حفظ و نگهداري خط القعر كانال كانال در نزديكي دهانه انحراف جريان مي گردد. آنها يكسري آزمايشاتي را براي بررسي وسايل و ابزار كاهش انحراف رسوبات براي اين سناريوي عبور جريان شدند.
معيار آزمايش پيشنهاد شده استمرار آزمايش با دبي رودخانه 1000 فوت مكعب بر ثانيه بود. با نصب انواع مختلف تجهيزات تخليه رسوبات مدل براي يك طول مشخص زماني بهره برداري مي گرديد. در نتيجه گيري از هر آزمايش، محفظه هاي انحراف جريان شستشو شده و وزن مرطوب رسوبات اندازه گيري مي سد. از اين آزمايشات، يك ارزايابي مقايسه اي از عملكرد تخليه رسوب را مي توانستيم بدست آوريم.
3-13- آزمايشات تخليه رسوب
همانگونه كه پرسنل URS نيز توضيح دادند، آزمايشات بايستي همراه با هم ديواره هدايت كه از بالادست مجراي رسوبشويي در جلوي دهانه بند انحرافي و هم بدون ديوره هدايت صورت بگيرد. مكانيسمهاي تخليه رسوب جهت اجرا در اين آزمايشات بعد از مرور سوابق طرح شامل Melone (1975), Odgaard (1990) و Vanoni (1975)  انتخاب شدند. سازه هاي موجود براي آزمايش عبارتند از:
·         يك پاشنه دفع رسوبات (جهت استفاده در حالت بدون ديواره)
·         صفحات دراز و انحنا دار جهت استقرار در آبگذر كانال بطوريكه در ابتدا موازي با جداره سپس به سمت خارج از جداره به سمت پائين دست داراي انحناء مي گردند.
·         صفحات آويزان بسته شده با فاصله اي در بالاي آبگذر و داراي زاويه اي به بيرون از جداره به سمت بالادست
·         صفحات يووا- سيستمي از صفحات كوتاه زاويه دار با جداره به سمت پائين دست. (اين سيستم صفحه اي توسط دانشگاه يووا مطالعه گرديده است.)
3-14- پاشنه دفع رسوبات
اين سازه يك سازه نسبتا كم هزينه و با ساخت آسان بود. پيش بيني گرديد كه پاشنه ممكن است بعنوان يك سازه اوليه دفع رسوبات بار بستر از طريق ممانعت از جريانات مملو از رسوبات نزديكي كانال آبگذر براي ورود به دهانه محفظه هاي انحراف جريان عمل كند. يك پاشنه مشابه قبل از آن بخشي از طراحي براي دهانه انحراف جريان بود كه بعنوان سازه ثانويه دفع رسوبات عمل مي كند. رسوبات دفع شده توسط پاشنه اوليه در اطراف مجراي رسوبشويي جريان پيدا كرده لذا نصب اين سازه نيازمند حذف ديواره مي باشد. پيكره بندي آزمايش شده يك مقطع مستطيلي با ارتفاع 1.5 فوتي (نصف عمق جريان طراحي) و 1.5 فوت عرض مي باشد. شكل 3-9  شمايي از آرايش را همراه با پاشنه دفع رسوبات نشان مي دهد.

شكل 3-9- پلان طرح براي انجام آزمايشات مربوط به پاشنه دفع رسوبات. پاشنه معادل 1.5 فوت عرض و 1.5 فوت ارتفاع بدون احداث ديواره مي باشد.
3-14- صفحات مستقيم در داخل كانال
4 صفحه با زاويه 30 درجه با جداره به سمت پائين دست نصب گرديد. سه صفحه نصب شده بدون ديواره داراي ارتفاع 1.5 فوتي، 1 فوتي و 0.75 فوتي هستند. براي انجام آزمايشات بدون احداث ديواره صفحات تقريبا داراي 20 فوت درازا به منظور توسعه آنها به فاصله معادل با عرض مجراي رسوبشويي تا جداره (10 فوت) بودند. شكل صفحات 1.5 فوتي  در سطح مقطع بصورت چهارگوش بودند. شكل صفحات 1 فوتي و 0.75 فوتي هردو  در قسمت تاج گردگوشه و در پائين بصورت لبه دار بمنظور كاهش اثرات جدايش جريان با صفحات گوشه دار 1.5 فوتي بودند. همچنين صفحات 1 فوتي همراه با احداث ديواره مورد آزمايش قرار گرفتند. براي اين آزمايش هر صفحه در جهت پائين دست برا حفظ يك فاصله نسبي بين انتهاي هر صفحه و ديواره كوتاهتر شدند. شكل 3-10آرايش صفحات را بدون ديواره و شكل 3-11 آرايش صفحات را همراه با ديواره نشان مي دهند. مقاطع عرضي سه نوع از صفحات معكوس مورد آزمايش در شكل 3-12 نشان داده شده است.

شكل3-10-آرايش صفحات مستقيم معكوس بدون احداث ديواره. سه نوع اندازه صفحه استفاد شده است.

شكل 3-11- آرايش صفحات مسغرق مستقيم همراه با احداث ديواره. (طول صفحات از 20 فوت تا تقريبا 13 فوت مورد آزمايش قرار گرفت)

شكل3-12-  مقاطع عرضي سه نوع صفحه معكوس مورد آزمايش. ابتدا صفحه 10.5 فوتي مورد آزمايش قرار گرفت. جهت كاهش اثرات جدايش جريان از صفحات گرد گوشه با ارتفاع 1 فوت و 0.75 فوتي استفاده گرديد.
3-15- صفحات انحناء دار و دراز
ارايشي با 5 صفحه كشيده و داراي انحناء با ارتفاع 1 فوت و عرض 1 فوت بدون احداث ديواره مورد آزمايش قرار گرفت. صفحات تقريبا داراي درازاي 61.5 فوتي با شعاع انحناء 290 فوت بودند. جايگذاري بگونه اي بود كه نزديكترين صفحه به جداره تقريبا داراي فاصله 2.5 فوتي از دهانه انحراف جريان در انتهاي بالادست بود. صفحات در مركز داراي 3.5 فوت فاصله از همديگر بودند. گوشه بالا سمت چپ (در پائين دست) از صفحات مورد آزمايش بصورت گردگوشه و داراي شعاع 0.5 فوتي بودند. آرايش اين نوع آزمايش در شكل 3-13  نشان داده شده است.

شكل 3-13 - آرايش صفحات دراز و انحناء دار. صفحات داراي بلندي 1 فوت و فاصله 3.54 فوتي از يكديگر هستند.
3-16- صفحات معلق
صفحات دفع رسوبات معلق ساخته شد و با زاويه 45 ئرجه از جداره به سمت بالادست نصب گرديدند.  صفحات بصورت معلق با فاصله 1.5 فوتي بالاي كانال نصب گرديدند. پنج صفحه در امتداد ديواره ها و قسمت مياني دو دريچه انحراف جريان قرار گرفتند. طول صفحات از تقريبا 20 فوت براي انتهائي ترين ديواره واقع در بالادست تا تقريبا 10 فوت براي اولين ديواره در پائين دست بمنظور حفظ فاصله نسبي بين صفحات و ديواره هدايت متغير بود. آرايش اين صفحات معلق هم با وجود ديواره هدايت و هم بدون وجود ديواره هدايت آزمايش گرديد. دو آزمايش بدون وجود ديواره هدايت همراه با هم وجود صفحات معلق و صفحات معكوس با ارتفاع يك فوتي آزمايش شد. شكل 3-14 ارايش صفحات معلق را همراه با احداث ديواره هدايت و شكل 3-15 آرايش تركيب صفحات معلق را با صفحات معكوس با ارتفاع يك فوتي بدون وجود ديواره هدايت نشان مي دهد.

شكل 3-14- آرايش صفحات معلق با زاويه 45 درجه به سمت بالادست و به حالت معلق با فاصله 1.5 فوتي از كانال همراه با ديواره هدايت

شكل 3-15- آرايش آزمايش مدل براي تركيب صفحات معلق و صفحات معكوس.
3-17- صفحات يووا
صفحات يووا با طول تقريبا 6 فوت و ارتفاع 1.5 فوتي مورد آزمايش قرار گرفت. صفحات در چهار رديف به شمت بيرون از جداره و در پنج گروه در جهت بالادست ه پائين دست قرار گرفتند. صفحات داراي زاويه 35 درجه در جهت پائين دست نسبت به جداره بودند. با حركت به سمت خارج از دهانه دريچه هاي انحراف، انتهاي بالادست نزديك ترين رديف صفحات داراي فاصله 5 فوتي از گوشه پاشنه در دهانه انحراف جريان مي باشد. رديفهاي متوالي داراي فاصله 5 فوتي در مركز هستند. گوشه پائين دست، آخرين گروه به سمت پائين دست صفحات داراي فاصله 9.5 فوتي نسبت به گوشه بالادست سازه بتني پوشش رودخانه مي باشند. گروه هاي متوالي صفحات كه در بالادست قرار دارند داراي فاصله 17 فوتي از مركز هستند. شكل 3-16 آرايش صفحات يووا را نشان مي دهد.

شكل 3-16-  ارايش صفحات يووا مورد آزمايش قرار گرفته.
3-18- ديگر آرايش هاي آزمايش شده
بنا به درخواست پرسنل URS Denver يك آرايش ايجاد شده توسط Frank Lan كه بصورت يك ديواره هدايت انحناء دار همراه با دو صفحه معكوس بود در مدل آزمايش شد. اين آرايش در شكل 3-17 نشان داده شده است.

شكل 3-17- آرايش ديواره هدايت انحناءدار همراه با دو صفحه معكوس
3-19- نتايج ارزيابيهاي مقايسه اي مكانيسمهاي دفع رسوبات
16 آزمايش سيستمهاي دفع رسوبات شرح داده شده و ترسيم شده در بالا، بعلاوه آزمايشات بدون سيستمهاي دفع رسوبات انجام گرديد و وزن مرطوب رسوبات وارد شده به محفظه هاي آبگيري در  طول 30 دقيقه بهر ه برداري از مدل بدست آمد. همانگونه كه در بالا ذكر شد، هر كدام از آزمايشات با دبي جريان رودخانه 1000 فوت مكعب بر ثانيه، عبور جريان اضافي از جناح چپ رودخانه و تراز سطح آب در بالادست معادل 4995 انجام شد. مجراي رسوب شويي براي تمامي آزمايشات به ميزان 0.5 فوت باز بود.
مقدار انحراف جريان مورد نظر براي هر دريچه انحراف برابر 65 فوت مكعب بر ثانيه كه كل مقدار انحراف جريان 130 متر مكعب مي باشد. براي بعضي از آزمايشات اين مقدار از انحراف جريان مورد نظر قابل دستيابي نبود. خلاصه مشاهدات و داده هاي آ
اندازه گيري شده براي هر آزمايش بصورت مشروح در ذيل ارائه شده است. آزمايشات به ترتيب اجراي آنها شماره گذاري و ارائه شده است.
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 1- بدون سيستم دفع رسوب و با احداث ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                92.4  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: يك جدايش جريان از ديوار چپ در دهانه هردو دريچه انحراف جريان باعث ايجاد گردابهايي در جهت خلاف عقربه هاي ساعت در هر دريچه انحراف گرديد. (در آزمايشات بعدي نيز مشاهده گرديد)
 
 
 
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 2- بدون سيستم دفع رسوب و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                731.3  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: ----
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 3- پاشنه رسوب 1.5 فوتي و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                903.1  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               51.6   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: قادر به آبگيري كامل از دريچه انحراف سمت چپ نبوديم.
 
 
 
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 4- صفحات معكوس (با سطح مقطع چهارگوش) و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                1574.4  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               48   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: جدايش جريان عبوري از روي گوه تيز گوشه صفحات به سمت پائين دست باعث ايجاد يك منطقه كم فشار شده كه منجر به هدايت رسوبات بار بستر به اطراف قسمت انتهايي صفحات و برگشت به سمت دريچه هاي انحراف مي گردد. مقدار انحراف جريان از دريچه سمت چپ 70 درصد مقدار مورد نظر بود. استفاده از شكل گردگوشه قسمت گوشه پائين دست صفحات باعث كاهش منطقه كم فشار در پشت صفحات مي گردد.
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 5- صفحات معكوس يك فوتي (با سطح مقطع گردگوشه) و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                779.6  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: كاهش محسوس در انحراف رسوبات در مقايسه با آزمايش قبلي. قابليت انحراف جريان نيز بهبود يافت. وقتي انحراف جريان متوقف شد، صفحات به شكل موثري بصورت خودكار شسته شدند.
 
 
 
 
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 6- صفحات معكوس 0.75 فوتي (با سطح مقطع گردگوشه) و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                4189.5  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               60.3   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: مقدار نسبتا زيادي از رسوبات منحرف گرديد. اين صفحات بنظر بسيار كوتاه مي رسند بطوريكه سريعا توسط رسوبات پوشيده مي شوند. دليل كاهش مقدار جريان انحرافي از دريچه سمت چپ به سادگي مشخص نبود. با بررسي نتايج آزمايشات قبلي و انتقال در مدل، بنظر رسيد كه عملكرد مدل در يك وضعيت ديناميك باشد. شدت ته نشيني در بالادست محل انحراف جريان ممكن است بتدريج كاهش يابد كه منجر به افزايش انتقال در نزديكي محل انحراف جريان مي گردد.
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 7- صفحات معلق 1.5 فوتي بالاي كانال و با ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                2498.3  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               57   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: مقدار انحراف رسوب درست نصف آزمايش قبلي است ولي هنوز نسبتا بالاست. صفحات معلق به شكل محسوسي جريان گردابي مشاهده شده در دريچه هاي انحراف جريان را كاهش دادند. مقدار كم جريان انحرافي از دريچه سمت چپ هنوز پابرجاست.
 
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 8- صفحات معلق 1.5 فوتي بالاي كانال و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                308.7  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: بهبود قابل توجه در انحراف رسوب رخ داد. 12 درصد از مقدار انحراف داده شده در حالت با ديواره هدايت در آزمايش قبلي. مقدار مورد نياز انحراف جريان نيز برآورده گرديد كه در حالت قبلي صورت نگرفت.
 
 
 
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 9- صفحات معلق 1.5 فوتي بالاي كانال و صفحات معكوس 1 فوتي(با شكل گوشه پائين دست گردگوشه) و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                36.5  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: اين تركيب سيستم دفع رسوبات كاملا موثر مي باشد.
 
آزمايش آ
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 10- صفحات معلق 1.5 فوتي بالاي كانال و صفحات معكوس 1 فوتي(با شكل گوشه پائين دست گردگوشه) و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                29.1  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: اين ازمايش نسبت به آزمايش قبلي مقداري تغييرات داشت. صفحات كف تقريبا 3 فوت به سمت پائين دست جابجا شدند. اين جابجايي بمنظور تنظيم نمودن نقاط با گوشه بالادست صفحات معكوس و صفحات معلقي كه منطبق بر گوشه پاشنه در دهانه ذريچه هاي انحراف صورت گرفت. عملكرد اين آزمايش مشابه با آزمايش قبلي خوب و نتايج هردو كاملا مناسب مي باشد.
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 11- بدون سيستم دفع رسوبات و با ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                1012.4  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: اين ازمايش تكرار آزمايش شماره 1 است. انحراف رسوبات براي اين آزمايش تقريبا 11 برابر مقدار منحرف شده در آزمايش شماره 1 است كه ترديدهاي اشاره شده بعد از آزمايش شماره 6 مربوط به وضعيت ديناميك انتقال رسوب در مدل را تائيد مي كند.
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 12- صفحات معكوس 1 فوتي (با گوشه گرد) و با ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                238.5  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: نكته مثبت اين آزمايش تاثير محسوس صفحات مستغرق در دفع رسوب در مقايسه با آزمايش شماره 11 مي باشد.
 
 
 
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 13- صفحات معكوس طويل انحناءدار 1 فوتي و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                90.3  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: بنظر مي رسد اين سيستم دفع رسوب موثر تر از تمامي موارد آزمايش شده تاكنون بجز سيستم تركيبي صفحات معلق و صفحات معكوس 1 فوتي است.
 
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 14- صفحات معكوس طويل انحناءدار 1 فوتي و بدون ديواره هدايت.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                11.4  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               59.3   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: آزمايش شماره 13 تكرار گرديد با اين تفاوت كه در اينحالت جرياني با شدت بالا به مدل رها شد. اين جريان شديد غالب رسوبات جمع شده در بازه بالادست مدل در داخل حوضچه را شست. قبل از انجام آزمايش شماره 14، مدل به مدت 2 ساعت همراه با تزريق رسوب جهت پر كردن بالادست با ته نشيني رسوبات اجرا گرديد. كاهش محسوس در ميزان رسوبات منحرف شده بين آزمايش 13 و 14 بواسطه رفتار ديناميكي مدل كه قبلا نيز ديده شد مي باشد. كاهش قابليت انحراف آب از دريچه سمت چپ نيز حساسيت بالا به فرم بستر موجود و الگوهاي جريان شكل گرفته را نشان مي دهد.
 
 
 
آزمايش دفع رسوب شمارة 15- دو صفحة معكوس 1 فوتي (با شكل گردگوشه) و با ديواره هدايت انحناء دار.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                4989.5  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               42   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: بنظر مي رسد افزايش عرض ديوراه هدايت در بالادست در اين آرايش، همانند يك قيف در هدايت رسوبات بار بستر عمل مي كند. مقدار رسوبات منحرف شده بسيار بالا بوده و محدوديت انحراف جريان را در دريچه سمت چپ ايجاد مي كند.
 
 
 
آزمايش رسوب شمارة 16- صفحات يووا- پنج گروه چهار رديفه از صفحات با ارتفاع 1.5 فوت و درازاي 6 فوتي با امتداد 35 درجه با دهانه دريچه هاي انحراف جريان.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                3.4  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: ميزان اثر صفحات يووا در خارج نمودن رسوبات از جريان انحراف داده شده بسيار بالاست.
 
 
 
3-20- ارزيابي آزمايشات اوليه رسوب
علي رغم اثرات رفتار ديناميكي مدل، داده هاي استخراج شده از آزمايشات شامل تصاوير ويديوئي ضبط شده، شاخصه هاي روشني فراهم گرديده بطوريكه سيستمهاي دفع رسوبات نويد آن را مي دهند. همچنين اطلاعات استخراج شده از اين آزمايشات براي تمركز بر ديگر موارد مورد سوال سوق داده شد.
سيستمهاي دفع رسوبات نتايج متفاوتي را ارائه دادند كه شامل صفحات يووا، صفحات طويل انحناءدار، صفحات معكوس 1 فوتي با شكل لبه گرد گوشه و صفحات معلق و بويژه تركيب صفحات معلق با صفحات معكوس 1 فوتي بودند. علي رغم نتايج مثبت بدست آمده از صفحات معلق، هزينه هاي بالقوه بالاي ساخت آنها، و مشكلات نگهداري آنها در كنار مسائل ايمني آنها از مسائل و مشكلات اين نوع سيستم مي باشد.
ديواره هدايت هم با صفحات طويل و انحناءدار و هم با صفحات يووا سازگاري نداشته و نتايج حاصل از آزمايشات شامل ديواره هدايت اثرات منفي را هم بر ميزان دفع رسوب و هم بر قابليت انحراف جريان نشان مي دهد. لذا تصميم بر انجام آزمايشات بيشتر بدون لحاظ نمودن ديواره هدايت گرفته شد.
3-21- اصلاحات ازمايش رسوب و نتايج آزمايشات اصلاح شده
بعد از بازبيني تصاوير و داده هاي خلاصه شده از نتايج كامل آزمايشات دفع رسوبات، نمايندگان URS اعمال دو نوع تغييرات را در آزمايشات درخواست نمودند. ابتدا بنظر مي رسد كه وجود مجراي رسوبشويي داراي اثرات منفي هم در ميزان دفع رسوبات و هم در ميزان انحراف جريان داشته باشد. آنها پيشنهاد كردند كه يكسري محدود آزمايش را بدون وجود مجراي رسوبشويي و جايگزيني دريچه هاي روگذر اضافي بجاي آنها صورت بگيرد.
در مرحله بعد، براي برطرف كردن مشكل قابليت آبگيري به ميزان مورد نياز كه در طي آزمايشات در دريچه شمت چپ ديده شد، كارمند URS پيشنهاد چرخش زاويه آبگيري به مقدار 45 درجه را ارائه كرد. اين باعث كاهش مقدار تغيير جهت مورد نياز براي جريان جهت ورود به دريچه هاي آبگيري مي گردد. در صورتيكه جهت دهانه دريچه هاي انحراف مشابه با وضعيت 90 درجه باقي بمانند، ميزان بازشدگي به داخل هر دريچه انحراف طول آن بايستي با ضريب 2  بلند تر گردد.
براي انجام آزمايشات پيشنهاد شده توسط URS دوسري انجام چهار آزمايش شكل گرفت. ابتدا مجراي رسوبشويي حذف گرديده و به جاي آن دريچه روگذر اضافي گرديد. در اين آزمايشات انحراف رسوب با استفاده از گروه آزمايشات قبلي بايستي همراه با موارد ذيل باشد:
·         بدون وجود سيستم دفع رسوب
·         صفحات معكوس 1 فوتي (با لبه گردگوشه)
·         صفحات طويل انحناء دار
·         صفحات يووا
در نتيجه گيري از اين سري آزمايشات دريچه هاي انحراف جريان بايستي 45 درجه بچرخند و آزمايشات براي چهار سناريوي مشابه تكرار گردد. اشكال3-18 و 3-19  پلان آرايش براي آزمايشات، اولي بدون وجود مجراي رسوبشويي و دومي بدون وجود مجراي رسوبشويي همراه با چرخش 45 درجه اي دريچه هاي انحراف را نشان مي دهند.

شكل3-18- آرايش مدل با حذف مجراي رسوبشويي وجايگزيني با دريچه هاي روگذر اضافي

شكل 3-19- آرايش مدل با حذف مجراي رسوبشويي و چرخش دريچه هاي انحراف آب به ميزان 45 درجه
 
 
 
 
آزمايش رسوب شمارة 17- حذف مجراي رسوبشويي، زاويه انحراف 90 درجه، بدون سيستم دفع رسوب.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                23.3  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: به نظر مي رسد با حذف مجراي رسوبشويي تاثير مثبتي در كاهش ميزان رسوبات منحرف شده ايجاد مي گردد.
 
 
آزمايش رسوب شمارة 18- حذف مجراي رسوبشويي، زاويه انحراف 90 درجه، صفحات معكوس 1 فوتي.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                9.1  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: صفحات معكوس 1 فوتي اثر قابل مشاهده اي در حركت انتقال توده رسوبات برا بستر از كانال در مقايسه با حالت بدون سيستم دفع رسوب در آزمايش قبل دارد.
 
 
آزمايش رسوب شمارة 19- حذف مجراي رسوبشويي، زاويه انحراف 90 درجه، صفحات معكوس طويل انحناء دار.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                3.6  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: علي رغم اين حقيقت كه صفحات در بخشهايي مستغرق مي شوند ولي كاملا موثر هستند.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
آزمايش رسوب شمارة 20- حذف مجراي رسوبشويي، زاويه انحراف 90 درجه، صفحات يووا.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                0.6  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: صفحات يووا بازهم نسبت به ديگر سيستمهاي آزمايش شده براي دفع رسوبات از دهانه مجراي آبگيري بسيار عالي عمل مي كند.
 
 
 
آزمايش رسوب شمارة 21- حذف مجراي رسوبشويي، زاويه انحراف 45 درجه، بدون سيستم دفع رسوب.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                1253.7  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: آبگيري با زاويه قابليت آبگيري را افزايش داده و جريان چرخشي را در دريچه هاي انحراف آب كاهش مي دهد. مقدار انحراف رسوب به طور چشمگيري افزايش مي يابد.
 
 
 
 
آزمايش رسوب شمارة 22- حذف مجراي رسوبشويي، زاويه انحراف 45 درجه، صفحات معكوس 1 فوتي.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                113.7  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: صفحات معكوس به شكل موثرتري در حدود 90 درصد از رسوبات نسبت به آزمايش شماره 21 – بدون سيستم دفع رسوب- عمل مي كند.
 
 
 
 
 
 
 
 
آزمايش رسوب شمارة 23- حذف مجراي رسوبشويي، زاويه انحراف 45 درجه، صفحات طويل انحناء شكل.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                12.2  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: مجددا علي رغم استغراق بخشهايي از صفحات توسط ته نشيني رسوبات، اين صفحات داراي اثربخشي بالايي هستند.
 
 
 
 آزمايش رسوب شمارة 24- حذف مجراي رسوبشويي، زاويه انحراف 45 درجه، صفحات يووا.
وزن مرطوب رسوبات منحرف شده:                5.9  گرم
جريان انحراف داده شده سمت چپ               65   ft3s
جريان انحراف داده شده سمت راست              65   ft3s
مشاهدات: صفحات يووا در مقايسه با شكل ساده آنها نسبت به انحراف رسوبات بسيار موثر هستند.
 
 
 
3-22- خلاصه آزمايشات اصلاح شده رسوب
شكل 3-20 نمودار مقايسه اي از مقادير رسوبات منحرف شده براي چها حالت انجام شده (بدون سيستم دفع رسوب، صفحات معكوس 1 فوتي، صفحات طويل منحني شكل و صفحات يووا) را براي هر سه آرايش انحراف (با مجراي رسوبشويي و زاويه انحراف 90 درجه، بدون مجراي رسوبشويي و زاويه انحراف 90 درجه و بدون مجراي رسوبشويي و زاويه انحراف 45 درجه) نشان مي دهد.

شكل3-20- نمودار مقادير مقايسه اي از ميزان انحراف رسوبات بار بستر براي چهار سيستم دفع رسوب و سه آرايش سازه انحراف
آزمايشات رسوب همراه با مشكلات متعدد براي مديريت متغيرها بود بطوريكه حداقل دخالت فاكتورها در خصوصيات ديناميكي در رفتار مدل مشاهده گرديد. همبستگي كمي در مقادير انحراف رسوب اندازه گيري شده در آزمايشات تكرار شده براي دو شرايط (آزمايشات شماره 1 و 11 و آزمايشات شماره 13 و 14) محدوديتهاي اطلاعات بدست آمده را روشن تر مي كند. بعنوان مثال شكل 3-20   نشان مي دهد كه در آزمايشات با وجود مجراي رسوبشويي و بدون سيستم دفع رسوب(0شرايط آزمايش شماره 2) موثر تر از وجود صفحات معكوس 1 فوتي (آزمايش شماره 5) است. و نتايج تكرار اين شرايط در آزمايشات 1 و 11 عملكرد مدل با زمان در شرايط يكسان تغيير پيدا كرده است.
شكل 3-21 نتايج مقايسه اي را بين عملكرد صفحات يووا و صفحات طويل انحناء شكل نشان مي دهد.

شكل3-21 - مقادير رسوب منحرف شده در دو مدل با صفحات يووا و صفحات طويل انحنائي شكل در شرايط مشابه
همانگونه كه از شكل پيداست صفحات يووا عملكرد بهتري را در مقايسه با استفاده از صفحات طويل انحناء شكل نشان مي دهد. هر دو آزمايش بدون استفاده از مجراي رسوبشويي صورت گرفته است.