Su alma yapılarında batık kanatlarla sediment kontrolü

Nehirlerden bir su alma yapısı ile su alınmak istendiğinde, yapıya yönlenen akım içerisinde bulunan sediment danesi sirkülasyon ve sekonder akım etkisiyle taşınarak sedimentasyona sebep olur. Sedimentasyon birçok su alma yapısında tekrarlayan ve su çekme kapasitesinde azalmaya sebep olan bir problemdir. Bu nedenle taban malzemesinin su alma yapısından uzaklaşması ya da mümkün olduğunca girmemesi sağlanmalıdır. Bu problemin çözümündeki en genel uygulama periyodik olarak yapılan taramalardır. Buna alternatif olarak geliştirilen diğer bir yöntem ise batık kanat uygulamasıdır. Batık kanatlar nehir tabanında akımın düzenlenmesi için tasarlanır, akımın ve kanal kesitinde sediment taşınımının yeniden dağılımını sağlar. Kanatlarn nehir tabanına akıma açı yapacak şekilde ve yükseklikleri akım derinliğiyle ilişkili olarak yerleştirilirler. Kanatlar çevrinti oluşturarak nehir tabanında kayma gerilmelerinin büyüklük ve doğrultusunun, hız, sediment ve akım derinliğinin değişmesine, bunların sonucunda da nehir yatağında kanalın bir kısmında birikme ve diğer kısmında oyulmaya sebep olur. Bu çalışmanın amacı su alma ağızlarında sediment yönetimi için kullanılan batık kanat tekniği hakkında bilgi sunmak olup, toplam uzunluğu 320 cm, genişliği 25 cm olan kanalda ortasından 90o bağlantılı 20 cm genişlikte sapma kanal ile kesişim bölgesinde 3 farklı yaklaşım açısında 4 sıra halinde yerleştirilen batık kanatlar kullanılarak sediment hareketi ve su alma yapısı civarındaki tabandeğişimine etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Taban malzemesinin su alma yapılarına girişinin önlenmesinde batık kanatların etkili olduğu, kanatların akımla 40º yaklaşım açısıyla yerleştirildiğinde ise sapmanın kanala doğru ve taban hareketinin daha az olduğu gözlenmiştir.

Sediment management with submerged vanes at water intakes

When required a water intakes from a water construction, by generating circulation and secondary flow, sediment particles causes sediment transportation. Sedimentation is a recurring problem at many water intakes. It reduces withdrawal capacity. Therefore base materials must be detracted from water construction or prevented from entering to the water construction. Many different techniques have been tested over the years to mitigate the problem. The most common solution is periodic dredging. Alternative to dredging is scheme that incorporate the use of submerge vanes. Submerged vanes are designed to modify the near-bed flow pattern and redistribute flow and sediment transport within the channel cross section. The structures are installed at an angle of attack with the flow and their initial height is related with local water depth. The vanes function by generating secondary circulation in the flow. The circulation alters the magnitude and direction of the bed-shear stress and causes a change in the distributions of velocity, depth, and sediment transport in the area affected by the vanes. As a result, the riverbed aggrades in one portion of the channel and degrades in another The purpose of this study is to demonstrate the utility of the vane technique for sediment management at water intakes. Experiment setup has 320 cm length, 25 width and a 20 cm width deviation channel. The deviation channel is interconnected to the main channel with an angel of 90 degree. At the intersection area submerged vanes are located in case of 3 different approach angel and 4 sequences to investigate sediment transportation and variation of the channel base. It is observed that submerged vanes are effective in preventing base material entrance to the water intakes and when these are placed with an approach angel of 40 degree, deviation is towards channel, and also base motion is less.

___

  • 1.Odgaard,A.J., Wang,Y., “Sediment Management with Submerged Vanes I: Theory”, Journal of Hydraulic Engineering, A.S.C.E., Vol. 117, pp.267-283, 1991.
  • 2.Odgaard,A.J., Wang,Y., “Sediment Management with Submerged Vanes II: Applications”, Journal of Hydraulic Engineering, A.S.C.E., Vol.117, pp. 284-302, 1991.
  • 3.Marelius,F., Sinha,S.K., “Experimental Investigation of Flow Past Submerged Vanes”, Journal of Hydraulic Engineering, A.S.C.E., Vol.124, pp. 542-545, 1998.
  • 4.Wang,Y., Odgaard,A.J., Melville,B.W., Jain,S.C., “Sediment Control at Water Intakes”, Journal of Hydraulic Engineering, A.S.C.E., Vol.122, pp. 353-356, 1996.
  • 5.Barkdoll,B., “Experimental Investigation of Flow Past Submerged Vanes”, Discussion, Journal of Hydraulic Engineering, A.S.C.E., pp. 896-898, 1999.
  • 6.Marelius,F., Sinha,S.K., “Experimental Investigation of Flow Past Submerged Vanes”, Closure, Journal of Hydraulic Engineering, A.S.C.E., pp.898-899, 1999.
Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1019-1011
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ