8 L A H O U I L L E B L A N C H E N " 1 - .TANV.-FÉV. 1956
Dissipation de l'énergie
sur les ouvrages hydrauliques de haute chute par le dissipateur à double effet
Dissipation of energy at high head hydraulic structures by double jet dissipator
H . L . U P P A L M. Sc., P h . D., F.N.I.
P A R
E T G A J I N D E E S I N G H M. Sc.
La dissipation d'énergie à l'aval des ouvrages hydrauliques tels que èvacuateurs, seuils, déver- soirs, etc., est en général obtenue par la forma- tion' d'un ressaut. Ceci requiert une profondeur d'eau minimum à l'anal, profondeur qu'il n'est pas possible d'obtenir dans tous les cas. Un nouveau type de dissipateur à double effet a donc été mis au point.
C'est un déflecteur crénelé dont les interstices se prolongent vers l'aval afin de former une seconde série de déflecteurs. Il est installé en un point convenable sur le parement d'un êva- cuateur ou d'un seuil. La nappe s'ècoulant le long du parement est fractionnée en un grand nombre de jets qui réagissent les uns sur les autres dans l'air et dissipent de l'énergie. Une caractéristique importante du dissipateur à double effet est qu'il ne présente aucune saillie A l'intérieur du jet à grande vitesse, et qu'il ne provoque aucun changement brusque de direc- tion de l'écoulement.
C'est sur les modèles existants de l'évacuateur de. crue du barrage de Bhakra que furent mises au point diverses dispositions du dissipateur d'énergie, tels que espacement des redans, posi- tion et ouverture du secon'd déflecteur, évase- ment des interstices, etc., etc. Un projet bien au point a ainsi pu être élaboré. Dans certains cas la profondeur des affonillements a été réduite de plus de 90 %.
Energy dissipation below hydraulic structures such as spillways, falls, weirs, etc., is generally brought about by the formation of a hydraulic, jump. This requires a certain minimum depth of water at the downstream end. This may not be obtainable in all cases. A new type of dissipator known as Double Jet Dissipator has been developed.
It is a corrugated deflector with the troughs extended further downstream of the crests to form a second series of deflectors. It is con- structed at a suitable point on the slope of a spillway or a fall. Flow takin'g place down the glacis is split up into a number of jets which interact with each other in the air and dissipate energy. An important feature of the Double Jet Dissipator is that it has neither any pail projecting into the high velocity jet nor does it in'volve any sudden change in the. direction of flow.
Different aspects of the energy dissipator such as the spacing of the crests and troughs, position and angle of the second deflector, flare of the extensions, etc., were investigated on the existing hydraulic models of Bhakra Dam over-flow spillway. A suitable design' has been evolved. Che experiments have shown this to be very efficient. The depth of scour in some cases has been reduced by over 90 %.
I N T R O D U C T I O N
L a m a î t r i s e d e s effets d e s n a p p e s d é v e r s a n t e s et, p a r c o n s é q u e n t , d e l ' é r o s i o n d e s f o n d s à l'aval d e s o u v r a g e s h y d r a u l i q u e s est u n p r o b l è m e d ' u n e i m p o r t a n c e c o n s i d é r a b l e p o u r l ' i n g é n i e u r d ' i r r i - g a t i o n . D a n s c e r t a i n s c a s , il se f o r m e à l ' e x t r c -
I N T R O D U C T I O N
T h e p r o b l e m of c o n t r o l l i n g t h e a c t i o n of f a l l i n g w a t e r a n d c o n s e q u e n t l y t h e bed s c o u r b e l o w h y d r a u l i c s t r u c t u r e s is of p a r a m o u n t i m p o r t a n c e to a n I r r i g a t i o n E n g i n e e r . I n c e r t a i n c a s e s d e e p s c o u r h o l e s f o r m a t t h e d o w n s t r e a m e n d of t h e
Article published by SHF and available athttp://www.shf-lhb.orgorhttp://dx.doi.org/10.1051/lhb/1956017
J A N V . - F É V . 1 9 5 6 - N ° 1 L A H O U I L L E B L A N C H E 9
m i l e a v a l d e s o u v r a g e s d e p r o f o n d e s fosses d'af- f o u i l l e i n e n t . D e t e l l e s f o s s e s n ' a p p a r a i s s e n t p a s s e u l e m e n t d a n s d e s f o n d s a l l u v i a u x , m a i s o n t é g a l e m e n t é t é r e n c o n t r é e s e f f e c t i v e m e n t d a n s le c a s de f o n d s r o c h e u x (fig. 1). D e s f r a i s c o n s i - d é r a b l e s s o n t e n g a g é s p o u r la r e m i s e e n é t a t f r é q u e n t e ou l ' e n t r e t i e n de t e l s o u v r a g e s .
w o r k s . T h e s e s c o u r h o l e s do n o t o c c u r b e l o w w o r k s o n a l l u v i a l b e d s o n l y b u t a r e e x p e r i e n c e d e v e n i n r o c k y b e d s (fig. 1 ) . L a r g e s u m s of m o n e y a r e s p e n t o n f r e q u e n t r e p a i r s a n d m a i n t e n a n c e of s u c h w o r k s .
F o r l o w h e a d d a m s , w e i r s , b a r r a g e s , falls a n d
FIG. 1. — Scour hole in rocky bed.
Affolliliements dans un lit rocheux.
P o u r les o u v r a g e s d e b a s s e c h u t e ( b a r r a g e s d é v e r s a n t s ; s e u i l s ; b a r r a g e s m o b i l e s ; o u v r a g e s de c h u t e ) , o n a m i s a u p o i n t e t o n u t i l i s e c o u - r a m m e n t c o m m e d i s s i p a t e u r s d e s é c r a n s e n m a - ç o n n e r i e c o n t i n u s [ 1 ] o u d i s c o n t i n u s [ 2 ] , d e s d e n t s R e h b o c k [ 3 ] , d e s b l o c s e n c h i c a n e s [ 4 ] , e t c . R é c e m m e n t , N A R A S I M H A M [ 5 ] a é g a l e m e n t r é a l i s é u n d é f l e c t e u r n o y é en f o r m e d e c u i l l e r q u i , c o n s - t r u i t à l ' e x t r é m i t é d u r a d i e r a v a l , p r o v o q u e u n e i n t e r a c t i o n d e s j e t s et u n e r e d i s t r i b u t i o n d e s filets à v i t e s s e é l e v é e ; il e n r é s u l t e u n e d i m i n u - t i o n de la p r o f o n d e u r d e s a f f o u i l l e m e n t s . H A M I D
et M U S H Ï A Q A H M E D [ 6 ] o n t m i s a u p o i n t u n
« a é r o d i s s i p a t e u r ». Ils o n t r e c o m m a n d é son u s a g e s u r les r a d i e r s e n p e n t e d a n s l a z o n e d u j e t à g r a n d e v i t e s s e . I l r é d u i t l ' a c t i o n d e l ' e a u d a n s la c u v e t t e , et p a r c o n s é q u e n t l a p r o f o n d e u r d e s a f f o u i l l e m e n t s à l ' a v a l . C e p e n d a n t , p a r m i t o u s ces d i s p o s i t i f s , le p l u s efficace et le p l u s l a r - g e m e n t r é p a n d u e s t c e l u i q u i c o m p o r t e d e s r e d a n s en c h i c a n e . I l s s o n t d i s p o s é s a u d é b u t e t à la fin d u r a d i e r h o r i z o n t a l . A u c o u r s d e s q u i n z e d e r - n i è r e s a n n é e s , c e s r e d a n s é q u i p a i e n t p r a t i q u e - m e n t t o u s les o u v r a g e s de l ' I n d e . Ils s o n t m a i n -
level c r o s s i n g s e n e r g y d i s s i p a t i n g d e v i c e s s u c h a s baffle w a l l s [ 1 ] , baffle p i e r s [ 2 ] , R h e b o c k d e n t a t e d cill [ 3 ] , s t a g g e r e d b l o c k s [ 4 ] , e t c . h a v e b e e n e v o l v e d a n d a r e b e i n g u s e d . R e c e n t l y
N A R A S I M H A M [ 5 ] a l s o d e v e l o p e d a c u p - s h a p e s u b - m e r g e d deflector w h i c h w h e n c o n s t r u c t e d a t t h e toe of s l o p e o n t h e D o w n s t r e a m a p r o n , c a u s e d t h e i n t e r - a c t i o n of j e t s a n d r e d i s t r i b u t i o n of h i g h v e l o c i t y f i l a m e n t s ; w h i c h r e s u l t e d i n t h e r e d u c - t i o n of d e p t h of b e d s c o u r . H A M I D a n d M U S H T A Q A H M E D [ 6 ] h a v e d e v e l o p e d a n A e r o Deflector.
T h e y h a v e a d v o c a t e d i t s u s e o n t h e s l o p i n g g l a c i s i n t h e h i g h v e l o c i t y j e t . T h i s d i m i n i s h e s t h e a c t i o n of t h e w a t e r i n t h e b u c k e t a n d c o n - s e q u e n t l y r e d u c e s t h e d e p t h of s c o u r d o w n - s t r e a m .
H o w e v e r , of all t h e s e d e v i c e s , t h e m o s t efficient a n d w i d e l y u s e d is t h e s t a g g e r e d b l o c k s . T h e s e a r e c o n s t r u c t e d a t t h e b e g i n n i n g a n d e n d of t h e h o r i z o n t a l a p r o n . F o r t h e l a s t 15 y e a r s , t h e s t a g g e r e d b l o c k s h a v e b e e n c o n s t r u c t e d p r a c - t i c a l l y on all w o r k s in I n d i a . T h e s e h a v e n o w
1 0 L A H O U T L L E B L A N C H E № 1 - J A N V . - F É V . 1 9 5 6
t e n a n t p r é v u s d a n s les p r o j e t s e t e n c o n s t i t u e n t u n e p a r t i e i n t é g r a n t e .
D a n s le c a s d e s o u v r a g e s h y d r a u l i q u e s d e h a u t e c h u t e , e n r a i s o n de la v a l e u r élevée d e s v i t e s s e s e n c a u s e , le p r o b l è m e de la d i s s i p a t i o n d ' é n e r g i e d e v i e n t t r è s difficile. L e s d i s p o s i t i f s c o n v e n a b l e s m i s a u p o i n t j u s q u ' à p r é s e n t s o n t a s s e z r a r e s .
R O B E R T S [ 7 ] t e n t a d ' y p a r v e n i r en f r a c t i o n n a n t les j e t s à g r a n d e v i t e s s e à l ' a i d e de b l o c s de f r a c - t i o n n e m e n t c o n s t r u i t s s u r le p a r e m e n t d u b a r - r a g e . Ce d i s p o s i t i f fut m i s a u p o i n t p o u r le b a r - r a g e L o k s o p en A f r i q u e d u S u d . S u r les b a r - r a g e s de h a u t e c h u t e , p o u r t a n t , l ' a c t i o n de ces blocs n e s ' a v è r e p a s s a t i s f a i s a n t e c a r les j e t s s e c o n d a i r e s q u ' i l s e n g e n d r e n t p r o v o q u e n t d a n s le lit de l a r i v i è r e d ' i m p o r t a n t s a f f o u i l l e m e n t s .
L a d i s s i p a t i o n d e l ' é n e r g i e a u p i e d d e s b a r - r a g e s élevés e s t g é n é r a l e m e n t o b t e n u e g r â c e à u n r e s s a u t , ou g r â c e à u n e c u v e t t e d ' a m o r t i s s e - m e n t n o y é e d u g e n r e d e celle d u G r a n d Coulée.
E n f i n , u n e c u v e t t e n o n n o y é e , c a l é e a u - d e s s u s d u n i v e a u d e s p l u s h a u t e s e a u x , e s t p a r f o i s a d o p -
tée (fig. 2 ) . Cette d i s p o s i t i o n s'est a v é r é e p r é f é r a -
b e e n i n c o r p o r a t e d o n t h e d e s i g n of w o r k s , a s a n e s s e n t i a l p a r t .
I n t h e case of h i g h h e a d h y d r a u l i c s t r u c t u r e s , on a c c o u n t of t h e h i g h v e l o c i t i e s i n v o l v e d , t h e p r o b l e m of e n e r g y d i s s i p a t i o n b e c o m e s v e r y dif- ficult. O n l y a f e w s u i t a b l e d e v i c e s h a v e b e e n d e v e l o p e d so far. R O B E R T S [ 7 ] m a d e a n a t t e m p t to a c h i e v e it b y s p l i t t i n g u p t h e h i g h v e l o c i t y j e t s w i t h t h e h e l p of " s p l i t t e r s " c o n s t r u c t e d on t h e face of d a m . T h e s e w e r e d e v e l o p e d for t h e L o k s o p D a m i n S o u t h A f r i c a . O n h i g h d a m s , h o w e v e r , t h e s e s p l i t t e r s do n o t w o r k s u c c e s s f u l l y as t h e s e c o n d a r y fall c r e a t e d by t h e s p l i t t e r s i n d u c e s d e e p s c o u r h o l e s i n t h e r i v e r b e d .
D i s s i p a t i o n of e n e r g y b e l o w h i g h D a m s i s u s u a l l y b r o u g h t a b o u t w i t h t h e h e l p of H y d r a u l i c J u m p A p r o n or a s u b m e r g e d b u c k e t of G r a n d Coulee t y p e a p r o n . B e s i d e s , a free d i s c h a r g e b u c k e t F i g . 2, l o c a t e d a b o v e t h e h i g h e s t w a t e r level, is s o m e t i m e s a d o p t e d . It h a s b e e n p r e f e r - r e d a t c e r t a i n p l a c e s , since it d o e s n o t f o r m a n y s c o u r j u s t a t t h e toe of t h e d a m , a n d a l s o m a k e s s p a c e a v a i l a b l e for t h e c o n s t r u c t i o n of p o w e r
R . l . 1 7 0 0 0 r
R . L . 1 6 0 0 0
R.L. 1 5 0 0 0 -
Line profile of overflow spillway a free discharge bucket.
Profil d'un barrage déversant avec jet libre.
1 0 0 0 5 0 0 0
cotet du lit de la rivière_
r i v e r b e d "R'.'L. 11400 6 0 0 0
ble d a n s c e r t a i n s c a s , d u fait q u ' e l l e évite t o u t a f f o u i l l e m e n t au p i e d m ê m e d u b a r r a g e , et r é - s e r v e a i n s i , e n d e s s o u s , u n e m p l a c e m e n t p o u r la c o n s t r u c t i o n de la c e n t r a l e . C e p e n d a n t , s'il n e se p r o d u i t p a s d ' a f f o u i l l e m e n t s i m p o r t a n t s a u p i e d d u b a r r a g e , il s'en f o r m e d e t r è s p r o f o n d s u n p e u p l u s loin à l'aval, ce q u i s ' a v è r e é g a l e - m e n t i n d é s i r a b l e . P o u r t a n t , si l'on p a r v i e n t à r é d u i r e s e n s i b l e m e n t la p r o f o n d e u r de ces affouil- l e m e n t s , ce type de s e u i l s d é n o y é s p e u t ê t r e a d o p t é d a n s u n c e r t a i n n o m b r e d e c a s . C'est avec
h o u s e s u n d e r n e a t h . A l t h o u g h n o d e e p s c o u r o c c u r s j u s t at" t h e t o e of t h e d a m , v e r y d e e p s c o u r h o l e s f o r m a t s o m e d i s t a n c e d o w n s t r e a m , w h i c h is c o n s i d e r e d e q u a l l y u n d e s i r a b l e . If, h o w e v e r , t h e d e p t h of t h i s d e e p b e d s c o u r c o u l d be s u b s t a n t i a l l y r e d u c e d , t h e free d i s c h a r g e b u c - k e t c o u l d be a d o p t e d i n v a r i e t y of c a s e s . W i t h t h i s o b j e c t i n view, a s e r i e s of i n v e s t i g a t i o n s w a s c a r r i e d o u t b o t h on s m a l l a n d l a r g e s c a l e m o d e l s , a n d a n e w t y p e of e n e r g y d i s s i p a t o r s k n o w n a s d o u b l e J e t D i s s i p a t o r , w h i c h w o u l d e l i m i n a t e
JANV.-FIÏV. 1 9 5 6 - N " 1 L A H O U I L L E B L A N C H E 11
cel objectif en v u e q u e f u t m e n é e à b i e n u n e série d ' e s s a i s s u r m o d è l e à p e t i t e e t à g r a n d e échelle, et q u e fut é l a b o r é u n n o u v e a u t y p e de d i s s i p a t e u r , a p p e l é d i s s i p a t e u r à d o u b l e effet, q u i s u p p r i m e cet i n c o n v é n i e n t d u s e u i l d é n o y é . L ' e m p l o i d e ce d i s p o s i t i f p e u t d ' a i l l e u r s h e u r e u - s e m e n t s ' é t e n d r e a u c a s d u r a d i e r a v e c r e s s a u t et a u s e u i l d u t y p e n o y é .
L E D I S S I P A T E U R A D O U B L E E F F E T
Le d é f l e c t e u r d ' u n seuil à j e t l i b r e e s t c r é n e l é . Les i n t e r s t i c e s r é s e r v é s e n t r e les r e d a n s se p r o -
t h i s h a r m f u l effect of t h e F r e e - d i s c h a r g e b u c k e t , w a s e v o l v e d . B e s i d e s i t s u s e i n t h e free d i s - c h a r g e b u c k e t , it c o u l d a l s o b e s u c c e s s f u l l y a d o p t e d o n t h e H y d r a u l i c J u m p A p r o n a s well a s t h e s u b m e r g e d b u c k e t t y p e a p r o n s .
T H E D O U B L E J E T D I S S I P A T O R
T h e deflector of a free d i s c h a r g e b u c k e t a t i t s free e n d is c o r r u g a t e d i n t o c r e s t s a n d t r o u g h s . T h e t r o u g h s b e t w e e n t h e c r e s t s a r e e x t e n d e d f u r t h e r d o w n s t r e a m t o f o r m a n o t h e r s e r i e s of deflectors. W h i l e t h e s p a c e s e x t e n d d o w n s t r e a m
4Ö0' 4 5 0 ' 500' 550' 6 0 0 '
Fit.. 3. — Details of double jet dissipato!'.
Détails du dissipateur à double effet.
l o n g e n t v e r s l ' a v a l de f a ç o n à f o r m e r u n e n o u - velle s é r i e de d é f l e c t e u r s . T a n d i s q u e les i n t e r - v a l l e s s ' é t e n d e n t à l ' a v a l , ils v o n t e n s ' é l a r g i s s a n t de c h a q u e côté e n e m p i é t a n t d e p l u s en p l u s s u r les c r ê t e s c o n t i g u ë s d u d é f l e c t e u r s u p é r i e u r (fig. 3 , ' 3 a et 4 ) . '
L o r s q u e la n a p p e d ' e a u à g r a n d e v i t e s s e s'écoule le l o n g d u p a r e m e n t en p e n l e , elle est
t h e y flare o u t on e i t h e r s i d e t o c o v e r t h e a d j o i n - i n g c r e s t s of t h e u p p e r deflector ( F i g . 3, 3 a a n d 4 ) .
As t h e f a s t m o v i n g s h e e t of w a t e r flows d o w n Ibe s l o p i n g g l a c i s , a p a r t of it g e t s deflected a t t h e s e r i e s of u p p e r d e f l e c t o r s a n d s h o o t s i n t o t h e a i r . A p a r t flows t h r o u g h t h e t r o u g h s , a n d gets deflected a t s e r i e s of l o w e r d e f l e c t o r s a n d
12 L A H O U I L L E B L A N C H E N " 1 - J A N V . - F É V . 1 9 5 C
- * 6 0 0 ' »t— 8 0 0 ' v i 5 0 - 2 5 ' —
d i s t a n c e f r o m o x i s
Of d a m 4 4 5 0 ' 4 5 0 0 ' 5 0 0 0 ' 5 5 0 0 ' 6 0 0 0 ' distance depuis
l'axe du barrage
F i e 3 a. — The a l t e r n a t i v e design of double jet d i s s i p a t o r . Variante, du dissipateur à double effet.
e n p a r t i e déviée a u n i v e a u d e s d é f l e c t e u r s s u - p é r i e u r s , et est p r o j e t é e d a n s l ' a i r . U n e a u t r e p a r t i e s'écoule à t r a v e r s les c r é n e a u x , et se t r o u v e déviée p a r la s é r i e d e s d é f l e c t e u r s i n f é r i e u r s , et e s t p r o j e t é e d a n s l ' a i r en j e t s i n d é p e n d a n t s . E n r a i s o n de la f o r m e é v a s é e d e s c r é n e a u x , les j e t s p r o v e n a n t d ' i n t e r s t i c e s v o i s i n s s ' i n t e r c e p t e n t m u - t u e l l e m e n t . D e p l u s , é t a n t d o n n é q u e les d e u x s é r i e s de d é f l e c t e u r s se c h e v a u c h e n t , les j e t s i n f é r i e u r s f r a p p e n t p a r - d e s s o u s c e u x q u i p r o - v i e n n e n t d e s d é f l e c t e u r s s u p é r i e u r s . A i n s i les j e t s i s s u s de d e u x s é r i e s de d é f l e c t e u r s se d i s p e r s e n t l a r g e m e n t , r é a g i s s e n t les u n s s u r les a u t r e s d a n s l'air, et d e c e t t e f a ç o n d i s s i p e n t la p l u s g r a n d e p a r t i e de l e u r é n e r g i e en e x c è s . D e p l u s , en se f r a c t i o n n a n t ils e n t r a î n e n t u n e c e r t a i n e q u a n t i t é d ' a i r q u i , p a r la s u i t e , r é d u i t les d o m m a g e s s u r le lit de la r i v i è r e .
L e s é t u d e s
Afin de m e t t r e c o n v e n a b l e m e n t a u p o i n t les f o r m e s de ce d i s s i p a t e u r à d o u b l e effet, u n e s é r i e d ' e s s a i s f u t e n t r e p r i s e s u r les d e u x m o d è l e s géo- m é t r i q u e m e n t s e m b l a b l e s e x i s t a n t d e l ' é v a c u a - t e u r de c r u e d u b a r r a g e de B h a k r a ; l'échelle de ces m o d è l e s é t a i t r e s p e c t i v e m e n t le 1/80 et le 1/44. L e fond d u lit é t a i t r e p r é s e n t é à l ' a i d e d ' u n m a t é r i a u g r a n u l e u x d o n t le d i a m è t r e v a - r i a i t de 1/8 à 1/4 de p o u c e .
E s s a i a v e c u n s e u i l à j e t l i b r e L e s e s s a i s p o r t è r e n t d ' a b o r d s u r le p r o j e t o r i - g i n a l c o m p o r t a n t u n seuil à j e t libre, ceci d a n s différents c a s de f o n c t i o n n e m e n t : d é v e r s e m e n t s e u l a v e c les v i d a n g e s de fond f e r m é e s , p u i s
FIG. 4. — The double j e t dissipator.
Le dissipateur à double effet.
s h o o t s i n t o a i r as i n d e p e n d e n t j e t s . O n a c c o u n t of t h e f l a r i n g e x t e n s i o n s , j e t s f r o m t h e a d j a c e n t s e g m e n t s i n t e r a c t w i t h e a c h o t h e r . Also s i n c e t h e s e r i e s of t w o deflectors a r e o v e r l a p p i n g , j e t s f r o m t h e l o w e r end s t r i k e t h o s e i s s u i n g f r o m t h e u p p e r deflectors f r o m u n d e r n e a t h . T h u s t h e i s s u i n g j e t s f r o m t h e t w o s e r i e s of d e f l e c t o r s , s p r e a d o u t , i n t e r a c t w i t h e a c h o t h e r in a i r a n d t h e r e b y d i s s i p a t e m o s t of t h e s u r p l u s e n e r g y . B e s i d e s , w h i l e s p l i t t i n g u p , a lot of a i r is e n - t r a i n e d w h i c h f u r t h e r h e l p s i n r e d u c i n g t h e a c t i o n on t h e b e d .
I n v e s t i g a t i o n s
F o r t h e p u r p o s e s of e v o l v i n g a s u i t a b l e d e s i g n of t h e D o u b l e J e t D i s s i p a t o r , i n v e s t i g a t i o n s w e r e m a d e on t h e e x i s t i n g g e o m e t r i c a l l y s i m i l a r m o d e l s of B h a k r a D a m o v e r flow s p i l l w a y c o n s - t r u c t e d to a s c a l e of 1/80 a n d 1 / 4 4 . T h e b e d w a s m o u l d e d in a g r a n u l a r m a t e r i a l of d i a m e t e r v a r y i n g f r o m 1/8 to 1/4 of a n i n c h .
T e s t s w i t h f r e e d i s c h a r g e b u c k e t T e s t s w e r e p e r f o r m e d first w i t h t h e o r i g i n a l d e s i g n of free d i s c h a r g e b u c k e t u n d e r two dif-
FIG. 5. — Free discharge bucket deflector functioning.
L'aspect du jet en l'absence de dissipateurs.
Fie. 6. — Scour pattern with free discharge bucket deflector. Spillway as well as outlets running. Maximum
depth of scour equivalent to 101.5 ft.
Affouillements obtenus en l'absence de dissipateurs.
Déversement et vidange combinés. La profondeur maximum d'affouillement atteint 101,5 / / .
Fie. 7. — Scour pattern with free discharge bucket deflector, only spillway running. Maximum depth of scour
equivalent to 65.0 feet.
Affouillements obtenus en l'absence de dissipateurs.
Déversement seul. IM profondeur maximum d'affouille
ment atteint 65 / / .
FIG. 7
JAXV.-FÉV. 1 9 5 6 - № 1 L A H O U I L L E B L A N C H E
FIG. 5 F i e . (i
Table Tableau I
M A X I M U M D E P T H O F S C O U R O B T A I N E D W I T H O R I G I N A L S H O O T I N G B U C K E T D E F L E C T O R A N D D O U B L E J E T D S S I P A T O R
P R O F O N D E U R S MAXIMUM D'AFFOUILLEMENTS OBTENUES AVEC LE S E U I L PRIMITIVEMENT P R É V U E T AVEC LE D I S S I P A T E U R A D O U B L E E F F E T
Discharge (outlets o p e n ) . . . Débit (vidanges ouvertes).
Discharge (outlets closed).
Débit (vidanges fermées). . Reservoir level
Niveau de la retenue Tail w a t e r level Niveau aval
=. 21)5,000 es
= 170,000 es
= R.L. 1680.0 R.L. 1206.0
Si- rs»
2 3
4 5
P a r t i c u l a r s of e x p e r i m e n t s Valeurs caractéristiques
With original shooting bucket deflec- tor
Avec le déflecteur primitif à jet libre.
— d ° —
With shooting bucket deflector chang- ed into double jet d i s s i p a t o r (fig. 3) Avec le dissipateur à double effet
(flg.3)
— d° — alternative design fig. 3 a . .
— d" — Variante (fig. 3 a) Double jet dissipator fig. 3 Dissipateur à double effet (fig. 3).
R.L. 1328.5 R.L. 1322.5 R.L. 1314.0
R.L. 1320.0 R.L. 1286.8
/ I
490 ft 510 ft
480 ft
450 l't
50 ft 50 ft
Scoui- bed level
Cote de V aff ouillement
R.L. 1038.5 R.L. 1075.0
100-150 ft R.L. 1090.0
R. L. 1079.0 100-150 fli R . L . 1109.6
Depth of scour Profondeur de ì'affouillement
101.5' 65.0'
50.0'
61.0' 30.4'
Percentage r e d u c t i o n scour depth Réduction de la profondeur (raff ouillement
0.0 "lo 0.0 %
50-74 %
39-90 % 53-23 %
P o s i t i o n of scour *
Position de la fosse *
S T A 14-1-80.0
S T A 1 2 - ^ 4 0 . 0
S T A 12H-40.0
S T A 1 3 - ^ 2 0 . 0
S T A l l - T - 4 0 . 0
R e m a r k s Remarques
Outlets open Vidanges ouvertes Outlets closed Vidanges fermées Outlets open Vidanges ouvertes Outlets open Vidanges ouvertes Outlets closed
Vidanges fermées
* STA : 0.00... the axis of d a m .
" A partir de l'axe du- barrage.
JANV.-FÉV. 1 9 5 « - № 1 l\A H O U I L L E B L A N C H E 15
d é v e r s e m e n t c o m b i n é a v e c l ' é c o u l e m e n t d e s vi- d a n g e s de f o n d (fig. 5 ) .
D a n s le c a s d e s v i d a n g e s de f o n d o u v e r t e s , la p r o f o n d e u r m a x i m u m d ' a f f o u i l l e m e n t o b t e n u e é t a i t de 101,5 p i e d s ; l o r s q u e les v i d a n g e s d e fond é t a i e n t f e r m é e s , c e t t e p r o f o n d e u r a t t e i g n a i t 65 p i e d s (fig. 6, fig. 7 ) .
i'erent c o n d i t i o n s of flow viz., o n l y overflow s p i l l - w a y r u n n i n g o u t l e t s c l o s e d a n d overflow s p i l l w a y
a s w e l l a s o u t l e t s r u n n i n g s ( F i g . 5 ) .
M a x i m u m d e p t h of s c o u r o b t a i n e d w i t h o u t l e t s o p e n a n d w i t h o u t l e t s c l o s e d w e r e 101.5 feet a n d 65.0 feet r e s p e c t i v e l y ( F i g s . 6 a n d 7 ) .
L e d i s s i p a t e u r à d o u b l e e f f e t
Les e s s a i s f u r e n t r e p r i s a p r è s a v o i r r e m p l a c é le d é f l e c t e u r o r i g i n a l d u seuil à j e t libre p a r u n d i s s i p a t e u r à d o u b l e effet. L e s r é s u l t a t s s o n t d o n - nés d a n s le l a b l e a u I. L a figure 8 m o n t r e le d i s -
T h e D o u b l e J e t D i s s i p a t o r
T h e deflector of t h e free d i s c h a r g e b u c k e t w a s c h a n g e d i n t o a D o u b l e J e t D i s s i p a t o r a n d t h e t e s t s w e r e r e p e a t e d . R e s u l t s a r e given i n T a b l e I.
FIG. 8. — Double jet d i s s i p a t o r in o p e r a t i o n . L'aspect da jet avec le dissipateur à double effet.
Scour with free discharge bucket Overflow spillway 8 outlets running Affouillemenls en l'absence de dissipateur Déversement et vidanges combinés
» " double jet dissipator Discharge = 2 , 6 5 , 0 0 0 es Affouillements avec le dissipateur a double effet Z?e2v'/ , ... . , Reservoir elevation = R . L . 1 6 8 0 . 0
( improved) - (améliore) Cote de remplissage Scour with double jet dissipator (outlets closed) T o i | W Q t e r | e v e, Affouillements avec le dissipateur a double effet Niveau aval
(vidanges fermées)
R L . 1 4 0 0 0 ;i <
R. L. 1 2 0 0 . 0 F c
,p J-upper deflector
K 'déflecteur supérieur I—water surface profile ligne d'eau
niveau aval J ! D/S water level R . L . 1 2 0 6 . 0
~r.__J _{4.0 :j26.0 : f • 50.0 ; R. L J140.0 j ) r i q i n o l btà-Jit primitif
6 0 0 . 0 8 0 0 . 0 1 0 0 0 . 0 distance from axis of dam
distance depuis l'axe du barrage
1 8 0 0 0
FIG. 9 . — W a t e r surface profile and scour obtained w i t h double j e t d i s s i p a t o r . Profil de la surface libre et affouillements obtenus avec le dissipateur à double effet.
l u L A H O U I L L E B L A N C H E N " 1 - J A N V . - F É V . 19f)(i
positif e n c o u r s de f o n c t i o n n e m e n t . A l a s u i t e d u f r a c t i o n n e m e n t d e s j e t s et d e l ' i n t e r a c t i o n p r o - v o q u é e p a r le d i s s i p a t e u r , o n p u t o b s e r v e r ce q u i s u i t :
U n e p a r t i m p o r t a n t e de l ' é n e r g i e e n excès se t r o u v a i t d i s s i p é e . E n c o n s é q u e n c e , le n i v e a u a t - t e i n t p a r le j e t s ' a b a i s s a d e la c o t e 1328 à l a cote 1 3 1 4 ; l ' é t a l e m e n t d u j e t p a s s a de 50 à 100 ou 150 p i e d s ; le j e t q u i f r a p p a i t le lit de l a r i - v i è r e s u r u n e l o n g u e u r de 50 p i e d s s'y é t a l a i t m a i n t e n a n t s u r u n e l o n g u e u r d e 100 ou 150 p i e d s .
A i n s i a v e c c e t t e n o u v e l l e d i s p o s i t i o n l ' é n e r g i e é t a i t r é p a r t i e s u r u n e s u r f a c e p l u s g r a n d e q u e d a n s le p r e m i e r c a s et, p a r c o n s é q u e n t , l a p r o - f o n d e u r d e s a f f o u i l l e m e n t s s ' a b a i s s a i t de 101 p i e d s à e n v i r o n 50 p i e d s (fig. 9 ) .
D e u x p r o j e t s différents d e d i s s i p a t e u r c o r r e s - p o n d a n t a u x f i g u r e s 3 et 3 a o n t é t é e x a m i n é s . L a différence e n t r e ces d e u x p r o j e t s e s t q u e d a n s le p r e m i e r les c r é n e a u x s ' é v a s a i e n t à p a r t i r de l ' e x t r é m i t é d e s d é f l e c t e u r s s u p é r i e u r s , a l o r s q u e d a n s le s e c o n d c a s ils c o m m e n ç a i e n t à s ' é v a s e r d è s l ' o r i g i n e de ces d é f l e c t e u r s . D e ces d e u x p r o - j e t s celui q u i e s t p r é s e n t é s u r l a figure 3 s ' a v é r a le m e i l l e u r . L ' a u t r e v a r i a n t e fut d o n c a b a n - d o n n é e .
L e s c a r a c t é r i s t i q u e s d u d i s s i p a t e u r à d o u b l e e f f e t
U n c e r t a i n n o m b r e d ' e s s a i s c o m p l é m e n t a i r e s f u r e n t e n t r e p r i s afin de d é t e r m i n e r :
T h e f u n c t i o n i n g of d i s s i p a t o r is s h o w n i n F i g . 8.
As a r e s u l t of t h e s p l i t t i n g u p a n d i n t e r a c t i o n of t h e j e t s b r o u g h t a b o u t b y t h e d i s s i p a t o r , it w a s o b s e r v e d t h a t :
A m a j o r p a r t of t h e s u r p l u s e n e r g y w a s d e s - t r o y e d . S u b s e q u e n t l y t h e r i s e of t h e j e t d e c r e a s - ed f r o m R.L.1328.0" to R . L . 1 3 1 4 . 0 , t h e s p r e a d o u t of t h e j e t i n c r e a s e d f r o m 50 feet t o 100 feet- 150 f e e t ; t h e j e t w h i c h u s e d t o s t r i k e t h e r i v e r bed i n a l e n g t h of 50 feet, n o w m e t it i n a l e n g t h of 100 feet t o 150 feet. T h u s t h e e n e r g y w a s n o w d i s t r i b u t e d o v e r a f a r g r e a t e r a n a r e a t h a n i n t h e p r e v i o u s c a s e a n d c o n s e q u e n t l y t h e d e p t h of s c o u r d e c r e a s e d f r o m 101 feet to a b o u t 50 feel.
(Fig. 9 ) .
T w o different d e s i g n s of t h e d i s s i p a t o r s ( F i g s . 3 a n d 3 a) w e r e e x a m i n e d . T h e difference in t h e t w o w a s t h a t , i n t h e first o n e t h e t h r o u g h s flare o u t f r o m t h e e n d w h e r e a s i n t h e s e c o n d c a s e t h e y s t a r t f l a r i n g o u t f r o m t h e b e g i n n i n g of t h e u p p e r deflectors. O u t of t h e s e t w o , t h e o n e s h o w n i n F i g . 3 w o r k e d b e t t e r . T h e a l t e r n a t i v e d e s i g n Avas t h u s a b a n d o n e d .
E l e m e n t s of t h e D o u b l e J e t D i s s i p a t o r
F u r t h e r t e s t s w e r e c a r r i e d o u t t o d e t e r m i n e :
FIG. 1 0 . — I n t e r a c t i o n of j e t s from deflectors constructed at 2 6 ° and 2 9 ° respectively.
Scour depth o b t a i n e d : 2 2 . 4 ft.
Interaction des jets grâce à des déflecteurs ayant respectivement 2 6 ° et 2 9 ° d'ouverture.
Profondeur d'a/fonillement obtenue : 2 2 , 4 ft.
J A N V . - F É V . 1956 - № 1 L A H O U I L L E B L A N C H E 17
FIG. 1 1 . — Interaction of jets, from deflectors constructed a t 2 6 ° a n d 4 0 ° respectively, a p p e a r s to be m o r e i n t e n s e t h a n in figure 1 0 a n d j e t s pierce t h r o u g h each o t h e r ; y e t
t h e d i s s i p a t i o n on energy is less. Scour h a s increased f r o m 2 2 . 4 ft. to 3 9 . 2 ft.
Interaction des jets grâce à des déflecteurs ayant respectivement 2 6 ° et 4 0 ° d'ouverture.
Cette interaction apparaît plus forte que sur la figure 1 0 et les jets se pénètrent les uns les autres. Cependant la dissipation d'énergie est moindre. La profondeur d'affouillement
est passée de 2 2 , 4 ft à 3 9 , 2 ft.
FIG. 1 2 . —• Showing m o s t satisfactory t y p e of i n t e r a c t i o n . Depth of s c o u r : 4 . 0 ft.
Le mode d'interaction des jets le plus satisfaisant. Profondeur d'affouillement : 4 , 0 ft.
1° les l a r g e u r s r e s p e c t i v e s d e s r e d a n s e t d e s c r é - 1. S u i t a b l e w i d t h s of t h e c r e s t s a n d t r o u g h s of n e a u x d u d é f l e c t e u r s u p é r i e u r , t h e u p p e r d e f l e c t o r ,
2° la p o s i t i o n d u d é f l e c t e u r i n f é r i e u r , 2. P o s i t i o n of t h e l o w e r deflector,
i
Table II Tableau II
M A X I M U M D E P T H O F S C O U R O B T A I N E D W I T H D I F F E R E N T C O M B I N A T I O N S O F T R O U G H S A N D C R E S T S O F U P P E R D E F L E C T O R A N D W I T H T H E L O W E R D E F L E C T O R A T D I F F E R E N T P O S I T I O N S
P R O F O N D E U R S MAXIMUMS D ' A F F O U I L L E M E N T S O B T E N U E S AVEC D I F F É R E N T E S C O M B I N A I S O N S D E CREUX E T D E CRÊTES D U D É F L E C T E U R S U P É R I E U R ET D I F F É R E N T E S P O S I T I O N S D U D É F L E C T E U R I N F É R I E U R
D i s c h a r g e (outlets o p e n ) . . Débit (vidanges ouvertes).
U / S Reservoir level Niveau de la retenue . . . .
= 265,000 es
Tail w a t e r level.
Niveau aval
I = R . L . 1680.0
! = R . L . 1206.0
Sr
№
P a r t i c u l a r s of e x p e r i m e n t s
Valeurs caractéristiques e / il
Scour bed level
Cote de l'affouillement
D e p t h of scour Profondeur de l'affouillement
P e r c e n t a g e r e d u c t i o n scour depth Réduction de la profondeur d'affouillement
P o s i t i o n of scour *
Position de la fosse *
a b c d
Scour bed level
Cote de l'affouillement
D e p t h of scour Profondeur de l'affouillement
P e r c e n t a g e r e d u c t i o n scour depth Réduction de la profondeur d'affouillement
P o s i t i o n of scour *
Position de la fosse *
1 26.5' 26.5' 53.0' 80.0' R . L . 1314.0 480.0' 150.0' R . L . 1090.4 49.6' 51.23 % STA 1 2 ^ 4 0 . 0
2 20.0' 15.0' 35.0' d ° R . L . 1310.0 425.0' 200' R . L . 1102.0 38.0' 62.56 % STA 11-^16.0
3 26.5' 26.5' 53.0' 45.0' R . L . 1316.0
— —
R . L . 1086.8 53.2' 47.60 % STA 12-^40.04 26.5' 26.5' 53.0' 60.0' R . L . 1322.0 —
—
R . L . 1081.2 58.8' 42.07 % STA5 15.0' 9.0' 24.0' 80.0' —
- —
R . L . 1076.8 63.2' 37.73 % STA 1 2 ^ 5 0 . 06 As i n i t e m n ° 4 a n d t r i a n g u l a r p i e r s a t t h e c e n t r e of l o w e r d e f l e c t o r . Comme au n°k, mais avec des piliers
au centre du déflecteur inférieur.
— —
R . L . 1080.0 60.0' 40.39 % STA 13-r 20.0* Due to s p l a s h i n g of w a t e r , it is n o t q u i t e possible to d e t e r m i n e w i t h precision t h e edges of j e t s . Therefore, v a l u e s of t h e r i s e s p r e a d o u t of t h e j e t s given in t h e t a b l e a r e a p p r o x i m a t e v a l u e s .
* Par suite des rejaillissements, il n'est guère possible de relever avec précision les limites des jets. Aussi les valeurs concernant l'étalement des jets sont-elles seulement approximatives.
Table III Tableau III
E F F E C T O F A N G L E S O F T H E T W O D E F L E C T O R S O N T H E D E P T H O F S C O U R , etc...
E F F E T D E L ' O U V E R T U R E D E S D E U X D É F L E C T E U R S S U R LA P R O F O N D E U R D ' A F F O U I L L E M E N T , e t c . .
Discharge (outlets o p e n ) . . . Débit (vidanges ouvertes).
Discharge (outlets closed).
Débit (vidanges fermées)..
Reservoir level
Niveau de la retenue.
Tail w a t e r level.
Niveau aval
= 265,000 es
= 170,000 es
= R.L. 1680.0
= R.L. 1206.0 P a r t i c u l a r s of e x p e r i m e n t s
Max. level of deposit a g a i n s t w o r k s
Hauteur maximum des
depdts entre les ouvrages Valeurs caractéristiques
Bed level of scour Cote de I'affouillement
Depth of scour Profondeur de I'affouillement
P e r c e n t a g e r e d u c t i o n scour d e p t h Réduction de la profondeur d'affouillement
P o s i t i o n of scour Position de la fosse
Max. level of deposit a g a i n s t w o r k s
Hauteur maximum des
depdts entre les ouvrages Sr
№
Angle upper deflector Ouverture du
déflecteur supérieur
Angle lower deflector Ouverture du
déflecteur inférieur
e
/
9Bed level of scour Cote de I'affouillement
Depth of scour Profondeur de I'affouillement
P e r c e n t a g e r e d u c t i o n scour d e p t h Réduction de la profondeur d'affouillement
P o s i t i o n of scour Position de la fosse
Max. level of deposit a g a i n s t w o r k s
Hauteur maximum des
depdts entre les ouvrages
R e m a r k s Remarques
1 26.0° 26.0° 1316.0 435 ft 100-150' 1080.2 59.8' 41.08 % STA 11 -4-60.0 1158.0 Outlets open
Vidanges ouvertes
2 26.0° 29.0° 1291.0 450 ft 100-150' 1117.6 22.4' 65.53 % STA 10-T-20.0 1172.8 Outlets closed
Vidanges fermées
3 26.0° 33.0° 1306.0 450 ft d° 1115.2 24.8' 61.85 % STA 11-4-60.0 1174.0 _ d" —
4 26.0° 40.0° 1320.0 450 ft 100ft 1100.8 39.2' 39.70 % STA ll-j-40.0 1182.0 — d° —
5 26.0" 22.5" 1294.0
—
100 ft 1116.0 24.0' 63.08 % STA 11 -4-40.0 1175.6 — d° —-6 26.0° 13.0° 1280.0 500 ft 175-200« 1136.0 4.C 93.85 % STA 10-4-00.0 1160.0 — d« —
7 26.0° 13.0°
— —
160 ft—
26.0' 74.38 % STA 10 + 60.0 1164.0 Outlets openVidanges ouvertes
8 22.0° 33.0° 1312.4
—
100ft 1108.8 31.2' 51.10 % STA 11+60.0 1180.0 Outlets closedVidanges fermées
2 0 L A H O U I L L E B L A N C H E N " 1 - J A N V . - F É V . 1 9 5 0
3° les a n g l e s à d o n n e r a u x d é f l e c t e u r s s u p é r i e u r et. i n f é r i e u r .
U n g r a n d n o m b r e d e c o m b i n a i s o n s d i f f é r e n t e s d e l a r g e u r d e c r é n e a u x e t d e r e d a n s f u t e x a m i n é . On e s s a y a é g a l e m e n t d i v e r s e s p o s i t i o n s d u d é f l e c t e u r i n f é r i e u r . L e t a b l e a u II d o n n e les r é s u l t a t s .
E n l i s a n t a t t e n t i v e m e n t le t a b l e a u II, on voit q u e le d i s s i p a t e u r f o n c t i o n n a n t de f a ç o n l a p l u s s a t i s f a i s a n t e c o m p r e n d u n d é f l e c t e u r i n f é r i e u r r é a l i s é à u n e d i s t a n c e de 80 p i e d s à l ' a v a l , e t u n d é f l e c t e u r s u p é r i e u r a y a n t p o u r l a r g e u r d e r e d a n s 20 p i e d s , e t p o u r l a r g e u r d e c r é n e a u x 15 p i e d s . D ' a u t r e s e s s a i s f u r e n t e n t r e p r i s a v e c d i v e r s a n gles d e d é f l e c t e u r s . O n o b s e r v a l a f a ç o n d o n t les j e t s r é a g i s s a i e n t les u n s s u r les a u t r e s , e t les p r o f o n d e u r s d ' a f f o u i l l e m e n t o b t e n u e s . L e t a b l e a u I I I d o n n e les r é s u l t a t s o b t e n u s . L e s figu
r e s 10, 1 1 , 12 m o n t r e n t les c o n d i t i o n s d ' é c o u l e m e n t d a n s t r o i s c a s c a r a c t é r i s t i q u e s .
FIG. 13. — Scour p a t t e r n w i t h double j e t d i s s i p a t o r only spillway r u n n i n g . M a x i m u m d e p t h of scour e q u i v a l e n t
to 4.6 ft.
Affouillement avec le dissipateur à double effet. Déver
sement seul. La profondeur maximum d'affouillement atteint 4,6 ft.
3. S u i t a b l e a n g l e s of t h e u p p e r a n d l o w e r deflectors.
A n u m b e r of different c o m b i n a t i o n s of t h e t r o u g h a n d c r e s t w i d t h s w e r e e x a m i n e d . T e s t s w e r e a l s o m a d e w i t h t h e l o w e r deflector a t dif
f e r e n t p o s i t i o n s . R e s u l t s a r e g i v e n i n T a b l e I I . A p e r u s a l of t a b l e II i n d i c a t e s t h a t t h e d i s s i p a t o r w i t h t h e l o w e r deflector c o n s t r u c t e d a t a d i s t a n c e of 80 feet d o w n s t r e a m a n d t h e u p p e r deflector w i t h 20 feet w i d t h of t h e c r e s t a n d 15 feet w i d t h of t h e t r o u g h s , w o r k e d m o s t s a t i s f a c t o r i l y .
T e s t s wrere f u r t h e r c a r r i e d o u t w i t h d i f f e r e n t a n g l e s of t h e t w o d e f l e c t o r s . T h e m o d e of i n t e r a c t i o n of t h e j e t s a n d t h e d e p t h of s c o u r o b
t a i n e d w e r e o b s e r v e d . R e s u l t s a r e g i v e n i n T a b l e I I I . C o n d i t i o n of flow i n t h r e e t y p i c a l
FIG. 14. — Scour p a t t e r n w i t h double j e t d i s s i p a t o r , sp illwa y as well as o u t l e t s r u n n i n g . M a x i m u m depth
of scour e q u i v a l e n t to 26.0 ft.
Affouillement avec le dissipateur à double effet, déver
sement et vidange combinés. La profondeur maximum atteint 26,0 ft.
J A N V . - F É V . 1 9 5 6 - № 1 L A H O U I L L E B L A N C H E 2 1
D e l ' e x a m e n d e ces f i g u r e s il r é s u l t e q u e , m a l - g r é u n e i n t e r a c t i o n d e s j e t s p a r a i s s a n t p l u s i n - t e n s e s u r l a f i g u r e 11 q u e s u r l a f i g u r e 10, e t m a l g r é u n c h e v a u c h e m e n t d e s j e t s les u n s s u r les a u t r e s , la d i s s i p a t i o n d ' é n e r g i e e s t c o m p a r a t i v e - m e n t m o i n s b o n n e . L a p r o f o n d e u r d ' a f f o u i l l e m e n t
t r o u v é e s'est a c c r u e d e 22,4 p i e d s à 39,4 p i e d s . Ceci m o n t r e q u e ce n ' e s t p a s s e u l e m e n t l ' i n t e n - sité m a i s le m o d e d ' i n t e r a c t i o n d e s j e t s q u i d é t e r m i n e la d i s s i p a t i o n d ' é n e r g i e e t f i n a l e m e n t la p r o f o n d e u r d ' a f f o u i l l e m e n t . L a f i g u r e 12 m o n - tre le t y p e le m e i l l e u r d ' i n t e r a c t i o n o b t e n u l o r s - q u e les a n g l e s c a r a c t é r i s t i q u e s d e s d e u x déflec- t e u r s é t a i e n t r e s p e c t i v e m e n t d e 26 e t d e 1 3 ° . Selon q u e l ' o n f o n c t i o n n a i t e n d é v e r s o i r s e u l o u e n d é v e r s o i r c o m b i n é a v e c les v i d a n g e s d e f o n d , les a f î o u i l l e m e n l s m a x i m u m o b t e n u s o n t été r e s - p e c t i v e m e n t de 4 p i e d s et d e 26 p i e d s (fig. 13 et 14).
c a s e s is s h o w n i n F i g s . 10, 11 a n d 12. E x a m i n a - t i o n of t h e s e f i g u r e s show's t h a t a l t h o u g h t h e i n t e r a c t i o n of j e t s a s s h o w n i n F i g . 11 a p p e a r s t o b e m o r e i n t e n s e t h a n t h e o n e s h o w n i n F i g . 10 a n d t h e j e t s p i e r c e t h r o u g h e a c h o t h e r , t h e d i s - s i p a t i o n of e n e r g y w a s c o m p a r a t i v e l y l e s s . T h e d e p t h of s c o u r w a s f o u n d t o h a v e i n c r e a s e d f r o m 22.4 feet t o 39.4 feet. T h i s i n d i c a t e d t h a t , it w a s n o t o n l y t h e i n t e n s i t y , b u t t h e t y p e of i n t e r a c t i o n a l s o , w h i c h d e t e r m i n e d t h e d i s s i p a - t i o n of e n e r g y a n d u l t i m a t e l y t h e d e p t h of s c o u r . T h e b e s t t y p e of i n t e r a c t i o n is s h o w n i n F i g . 12 a n d w a s o b t a i n e d w h e n t h e a n g l e s of t h e t w o d e f l e c t o r s w e r e 26° a n d 13° r e s p e c t i v e l y . T h e m a x i m u m d e p t h s of s c o u r o b t a i n e d w i t h s p i l l w a y w o r k i n g a l o n e a n d w i t h s p i l l w a y a n d o u t l e t s w o r k i n g t o g e t h e r w e r e 4.0 feet a n d 26.0 feet r e s p e c t i v e l y ( F i g s . 13 a n d 1 4 ) .
FIG. 1 5 . —• Double j e t d i s s i p a l o r w i t h t r i a n g u l a r p i e r s at t h e centre of lower deflector.
Le dissipateur à double effet avec des redans triangulaires supplémentaires au milieu du déflecteur inférieur.
O n e s s a y a d ' a c c r o î t r e e n c o r e le f r a c t i o n n e m e n t d e s j e t s et la d i s s i p a t i o n d ' é n e r g i e e n c o n s t r u i - s a n t d e s r e d a n s t r i a n g u l a i r e s a u c e n t r e d e s d é - flecteurs i n f é r i e u r s , c o m m e le m o n t r e la figure 1 5 .
L ' o b s e r v a t i o n m o n t r a c e p e n d a n t q u e ceci n ' a m é - l i o r a i t p a s les c o n d i t i o n s d e f o n c t i o n n e m e n t . L a p r o f o n d e u r d ' a f f o u i l l e m e n t a u g m e n t a i t . D e p l u s , c e t t e d i s p o s i t i o n a v a i t le s é r i e u x i n c o n v é n i e n t d e m e t t r e u n e p a r t i e d e l ' o u v r a g e d i r e c t e m e n t s o u s l ' a c t i o n d e j e t s à v i t e s s e h y p e r c r i t i q u e . A u s s i ces d i s p o s i t i o n s f u r e n t - e l l e s r e j e t é e s .
O n p o u v a i t c r a i n d r e d e v o i r a p p a r a î t r e e n c e r - t a i n s p o i n t s d e l ' o u v r a g e d e s p r e s s i o n s n é g a t i v e s . A u s s i d e s p i é z o m è t r e s f u r e n t - i l s i n s t a l l é s e n u n c e r t a i n n o m b r e d e p o i n t s le l o n g d e s d é f l e c t e u r s
A n a t t e m p t w a s m a d e a t f u r t h e r s p l i t t i n g u p of t h e j e t s a n d i n c r e a s i n g t h e d i s s i p a t i o n of e n e r g y b y t h e c o n s t r u c t i o n of t r i a n g u l a r p i e r s a t t h e c e n t r e of l o w e r d e f l e c t o r s a s s h o w n i n F i g . 1 5 . I t w a s , h o w e v e r , o b s e r v e d t h a t i t d i d n o t i m p r o v e t h e c o n d i t i o n s . D e p t h of s c o u r i n - c r e a s e d . B e s i d e s , i t h a d a s e r i o u s d r a w b a c k of b r i n g i n g a p a r t of t h e s t r u c t u r e d i r e c t l y u n d e r t h e a c t i o n of h y p e r c r i t i c a l v e l o c i t y j e t . T h i s wras t h u s r e j e c t e d .
It w a s f e a r e d t h a t s o m e n e g a t i v e p r e s s u r e s m a y n o t o c c u r a t s o m e p o i n t s of t h e d i s s i p a t o r . P i e z o m e t e r s w e r e i n s t a l l e d a t a n u m b e r of p o i n t s a l o n g t h e d e f l e c t o r s a n d a l o n g t h e flaring e x t e n -
22 L A H O U I L L E B L A N C H E № . 1 - J A N V . - F É V . 1 9 5 6
e t le l o n g d e s c r é n e a u x . Q u e l q u e s e s s a i s p r é l i m i - n a i r e s f u r e n t m e n é s à b i e n . L ' o b s e r v a t i o n m o n t r a
q u ' a u c u n e p r e s s i o n n é g a t i v e n ' a p p a r a i s s a i t n u l l e p a r t , et le d i s s i p a t e u r à d o u b l e effet est d o n c u n o u v r a g e e x e m p t d e c a v i t a t i o n .
C O N C L U S I O N
U n n o u v e a u t y p e d e d i s s i p a t e u r d ' é n e r g i e a p p e l é d i s s i p a t e u r à d o u b l e effet a été m i s a u p o i n t . Il p r o v o q u e u n e d i s s i p a t i o n efficace de l ' é n e r g i e , et é l i m i n e a i n s i la f o r m a t i o n d'affouil- l e m e n t s a u p i e d d e s s e u i l s d é v e r s a n t s d e s g r a n d s b a r r a g e s et d ' a u t r e s o u v r a g e s h y d r a u l i q u e s d e h a u t e c h u t e . Il p e u t ê t r e u t i l i s é a v e c s u c c è s sui- d e s o u v r a g e s p r é s e n t a n t u n e g a m m e é t e n d u e de h a u t e u r s de d é v e r s e m e n t .
O u t r e s o n a p p l i c a t i o n a u x s e u i l s à j e t libre, il p e u t a u s s i ê t r e u t i l i s é a v e c f r u i t s u r les r a d i e r s à r e s s a u t o u d u t y p e n o y é .
E t a n t d o n n é q u e le f o n c t i o n n e m e n t e t l ' a c - t i o n d u d i s s i p a t e u r à d o u b l e effet s o n t i n d é p e n - d a n t s d u n i v e a u a v a l , il p e u t s ' a v é r e r p a r t i c u - l i è r e m e n t c o m m o d e s u r les b a r r a g e s ou o u v r a g e s h y d r a u l i q u e s d e h a u t e c h u t e d a n s le c a s d e s r i v i è r e s a y a n t d e s c r u e s à m o n t é e et d e s c e n t e r a p i d e s .
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C O N C L U S I O N S
A n e w t y p e of e n e r g y d i s s i p a t o r k n o w n a s a D o u b l e J e t D i s s i p a t o r h a s b e e n d e v e l o p e d . I t s u c c e s s f u l l y d i s s i p a t e s t h e e n e r g y a n d t h u s e l i m i n a t e s t h e f o r m a t i o n of s c o u r a t t h e t o e of overflow s p i l l w a y s of h i g h d a m s a n d o t h e r h i g h h e a d h y d r a u l i c s t r u c t u r e s . I t c a n be s u c c e s s f u l l y u s e d o n w o r k s of different h e i g h t s a n d h e a d s of overflow.
B e s i d e s i t s u s e o n t h e free d i s c h a r g e b u c k e t , it c a n a l s o b e s u c c e s s f u l l y u s e d o n t h e H y d r a u l i c J u m p a n d s u b m e r g e d b u c k e t t y p e a p r o n s .
S i n c e t h e w o r k i n g a n d a c t i o n of D o u b l e J e t D i s s i p a t o r is i n d e p e n d e n t of t a i l w a t e r level, i t c a n b e e s p e c i a l l y u s e f u l on D a m s a n d o t h e r h i g h h e a d H y d r a u l i c s t r u c t u r e s i n r i v e r s w h e r e t h e r i s e a n d fall of flood levels i s r a p i d .
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