تاثیر شرایط مختلف هیدرولیکی بر جریان هایپریک در اطراف سازه‏ سرریز گابیونی

احداث سرریزهای گابیونی در مسیر رودخانه، باعث اختلاف هد هیدرولیکی در بالادست و پایین دست آن ها و عبور جریان از بدنه سرریز گابیونی و محیط متخلخل زیرین می‏شود. این اختلاط در منطقه هایپریک بلافاصله زیر بستر رودخانه، جایی که جانداران و میکروارگانیسم‏هایی که نقش مهمی در اکولوژی رودخانه دارند، اتفاق می افتد. در تحقیق حاضر با انجام مطالعات آزمایشگاهی، روی کانال آزمایشگاهی شیب‏پذیر به طول 5 متر، عرض3/0 متر و ارتفاع 5/0 متر، مصالح به کار رفته در گابیون با سایز 17 میلی متر و مصالح بستر با سایز 8/6 میلی متر تهیه شد. الگوی جریان هایپریک اطراف سازه سرریز گابیونی با تزریق مواد رنگی بررسی شد. شرایط هیدرولیکی به گونه ای تنظیم شد تا سه حالت جریان شامل جریان درون گذر (TFGW)، جریان ریزشی بدون پرش هیدرولیکی (NFGW)  و جریان با پرش هیدرولیکی (PNGW) در پایین دست سرریز گابیونی ایجاد شود. برای بررسی مشخصات منطقه هایپریک، هد هیدرولیکی اندازه‏گیری شده روی بستر به عنوان مرز دریشلت به مدل آب زیرزمینی معرفی شد و مدل‏سازی جریان در محیط متخلخل با استفاده از مدل شبیه سازی زیرسطحی مدل میوس انجام شد. نتایج نشان می‏دهد تطابق مناسبی بین الگوی جریان مشاهداتی و محاسباتی در منطقه هایپریک وجود دارد. در جریان  TFGWو NFGW بیشتر خطوط جریان به صورت جریان پایین دست رو به بالا (DDU) و در حالت جریان PNGW، علاوه بر الگوی جریان‏ پایین‏دست رو به بالا، خطوط‏های جریان بالادست رو به بالا (UDU) نیز دیده شد. همچنین، با بررسی دبی تبادلی کل (Qex)، زمان ماندگاری (Rt) و درصد دبی تبادلی (Qp) مشاهده می‏شود که دامنه تغییرات مقدار دبی تبادلی کل 63/1 تا 80/2 لیتر بر ثانیه هستند و زمان ماندگاری نیز با کاهش عدد رینولدز روند افزایشی داشته است. درضمن، در حالت جریان TFGW، NFGW، PNGW به ‏طور متوسط 52، 42 و 26 درصد جریان سطحی در تبادل با ناحیه هایپریک است. در این تحقیق رابطه‏‏هایی با دقت مناسب و ضریب همبستگی زیاد 85 درصد برای تخمین زمان ماندگاری و دبی تبادلی نیز ارایه شده است.