سرریز شوت و ویژگی های آن

سرریز شوت (Chute Spillway) یکی از سازه‌های مهم هیدرولیکی سد به شمار می‌آید چرا که این سازه به‌عنوان یک سیستم تخلیه سیلاب وظیفه مهمی بر عهده دارد. در سرریزهای شوت جریان آب مخزن اصلی از طریق یک کانال باز که در طول تکیه‌گاه سد و یا قسمت فرورفته بین دو قله قرار می‌گیرد، به رودخانه می‌رسد. این تعریف را می‌توان بدون توجه به تأسیسات کنترلی که برای تنظیم جریان مورداستفاده قرارگرفته است، به کار برد. بنابراین، سازه کنترلی سرریز شوت می‌تواند به‌صورت تاج آزاد، روزنه دریچه دار، تاج جانبی و یا انواع دیگر باشد. تنها شرط لازم این است که کانال تخلیه آن‌ها به‌صورت شوت باشد.

البته سرریز شوت بیشتر به سرریزهایی اطلاق می‌شود که سازه کنترل سرریز تقریباً عمود بر محور یک کانال باز است و خطوط جریان در بالا و پایین تاج کنترل با محور سرریز هم سو هستند. یک کانال تخلیه در پایین‌دست سازه کنترل، به‌عنوان شوت شناخته می‌شود، که ممکن است مستقیم یا دارای انحنا با کنارهای موازی، همگرا یا واگرا باشد. مقطع آن ممکن است مستطیلی یا ذوزنقه‌ای باشد و ممکن است عرض کف آن متغیر یا ثابت باشد. ابعاد کانال تخلیه در درجه اول به‌وسیله الزامات هیدرولیکی تعیین‌شده اما انتخاب پروفیل، شکل مقطع، عرض‌ها و طول‌ها متأثر از شکل توپوگرافی و زمین‌شناسی منطقه است. کانال‌های باز حفاری شده در پایه کناری معمولاً از پروفیل سطح زمین پیروی می‌کند.

ویژگی‌های سرریز شوت:

-در سرریزهای شوت جریان آب مخزن اصلی از طریق یک کانال باز که در طول تکیه‌گاه سد و یا قسمت فرورفته بین دو قله قرار می‌گیرد، به رودخانه می‌رسد. این تعریف را می‌توان بدون توجه به تأسیسات کنترلی که برای تنظیم جریان مورداستفاده قرارگرفته است، به کار برد. بنابراین، سازه کنترلی سرریز شوت می‌تواند به‌صورت تاج آزاد، روزنه دریچه دار، تاج جانبی و یا انواع دیگر باشد و تنها شرط لازم این است که کانال تخلیه آن‌ها به‌صورت شوت باشد.

-جریان در بالادست تاج سرریز معمولاً در حالت زیربحرانی است و به هنگام عبور از روی سازه کنترل به‌سرعت بحرانی می‌رسد جریان در شوت همیشه به‌صورت فوق بحرانی است و توصیه می‌شود که یک مسیر مستقیم و بدون تنگ‌شدگی، گشاد شدگی و انحنا باشد. به‌هرحال، در بیشتر موارد، انحراف از مسیر مستقیم یا استفاده از تبدیلات لازم می‌شود. وقتی که یک سرریز شوت در تکیه‌گاه مجاور به کناره سد قرار داده می‌شود، خمیدگی (انحنا) در مسیر شوت اغلب ثابت می‌شود که در هدایت جریان از سرریز به رودخانه پایین‌دست سد مناسب است. به‌طور مشابه، انقباض یا انبساط ممکن است تنها با توجه به توپوگرافی، زمین‌شناسی و یا شرایط اقتصادی لازم نباشد اما ممکن است برای شرایط هیدرولیکی لازم باشد.

-ساختار تاج در سرریزهای شوت معمولاً در ارتفاع کم است تا از ترازهای بالاتر زمین روی کناره استفاده کند. در اکثر موارد ساختارهای سرریز شوت (شیب‌دار) به شکل تراز مستقیم با یک مقدار قوس‌های دایره‌ای برای همگرایی رضایت‌بخش شوت‌ها طراحی می‌گردد.

-در سرریز شوت، ساختار تاج از طریق یک منحنی پنجه شکل به کانال تخلیه (شوت) متصل شده است. با این وجود در بیشتر موارد شیب انتهایی سرریز به‌عنوان شوت ادامه پیدا می‌کند. جریان فوق بحرانی بعد از گذشتن از انتهای پایین‌دست پایه سرریز گسترش می‌یابد (باز می‌شود). جریان گسترش یافته از هر طرف یک پایه باهم برخورد خواهد و یک اختلال ( آشفتگی) تشکیل می‌شود، که موج انتهای پایه نامیده می‌شود. این امواج به‌صورت جانبی به سمت پایین‌دست حرکت می‌کنند و تعدد پایه‌ها باعث تشکیل یک الگوی الماس در داخل شوت می‌شود.

-سرریزهای شوت معمولاً بر روی انواع مختلف فونداسیون از سنگ سخت تا زمین نرم با موفقیت اجرا و بهره به ردای می‌شود و شامل یک آبراهه ورودی، یک سازه کنترل، کانال تخلیه، سازه پایانه و یک آبراهه خروجی است. ساده‌ترین شکل سرریز شوت، یک محور مستقیم دارد و عرض آن در سرتاسر شوت ثابت است. اغلب لازم می‌شود که به‌منظور انطباق بر پستی‌وبلندی طبیعی، محور آبراهه ورودی و یا کانال تخلیه را به‌صورت قوس در نظر گرفت. هرگاه لازم باشد که به کانال تخلیه قوس داده شود، کف شوت را می‌توان در سمت خارجی قوس بلندتر ساخت در این صورت جریان سریع در اطراف قوس‌ها محافظت‌شده و از تراکم جریان آب در سمت خارجی شوت جلوگیری می‌شود.

۳ مزیت سرریز شوت:

1. سهولت در طراحی و اجرای این سازه‌ها.
2. قابل‌استفاده در شرایط مختلف و شکل‌های فوندانسیون گوناگون.
3. امکان استفاده از حجم وسیع خاک‌برداری حاصله در بدنه سد و کاهش هزینه‌ها از این طریق.