دبی جریان در سرریزها به طور مستقیم با طول تاج سرریز متناسب است، در صورتی که عرض کانال یا مخزنی که سرریز بر روی آن اجرا می شود محدود باشد، یکی از راهکارهای افزایش ظرفیت، افزایش طول تاج سرریز با زیگزاگ کردن سرریز در پلان می باشد. در این تحقیق تعداد 196 آزمایش بر روی 9 مدل فیزیکی با تغییر پارامترهای هندسی از جمله زاویه دیواره سرریز (α)، ارتفاع سرریز (P)، شکل دماغه ها، فرم تاج سرریز و شیب دهانه های ورودی جهت بررسی عملکرد هیدرولیکی سرریزهای کنگره ای انجام گردید. ضریب دبی سرریزهای کنگره ای با زاویه دیواره (o12=α) کمتر از زوایای دیگر (o20و o35=α) بدست آمده است. علت آن را می توان چنین بیان کرد که با افزایش زاویه دیواره سیکل ها، زاویه نزدیک شدن جریان با دیواره سیکل ها به حالت عمودی نزدیک تر شده و این سرریزها شبیه سرریزهای خطی عمل می کنند و در نتیجه ضریب دبی جریان بیشتر می شود. شیب دار کردن دهانه-های ورودی بدلیل کاهش افت جریان ورودی به سرریز و همچنین افزایش 10 درصدی ارتفاع سرریز و تغییر فرم تاج سرریز به فرم ربع دایره ای، ضریب دبی را افزایش داده ولی با نیم دایره ای کردن دماغه های بالادست تاثیر چندانی در ضریب دبی مشاهده نگردید. کارایی سیکل سرریزهای کنگره ای با افزایش زاویه دیواره ها کاهش می یابد بطوریکه در 2/0=H t/p کارایی سیکل سرریزهای کنگره ای با زوایای دیواره 35، 20 و 12 درجه به ترتیب برابر 1، 2 و 3 بدست آمده است.

سرریزهای کنگره ای در یک دبی یکسان نسبت به یک سرریز مستقیم به ارتفاع آزاد کمتری در بالادست نیاز دارند، از اینرو استفاده از آنها در شبکه های آبیاری مناسب تر است. سرریز کنگره ای دارای سه شکل کلی مثلثی، ذوزنقه ای و مستطیلی است که مطالعه محدودی روی شکل مستطیلی انجام شده و خصوصیات هیدرولیکی آن بطور کامل مشخص نشده است. در این پژوهش رابطه دبی جریان و ضریب دبی سرریز کنگره ای مستطیلی با استفاده از تحلیل ابعادی استخراج و برای تعیین ضریب های ثابت رابطه ها از مدل فیزیکی استفاده شده است. داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS تحلیل و شاخص های آماریمجذور میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد رابطه ای که از اکثر پارامترهای موثر استفاده شده نتایج دقیق تری پیش بینی می کند و برای طراحی قابل پیشنهاد است. برای ارتفاع آب بالادست ثابت دبی سرریز کنگره ای حداکثر 2.6 برابر دبی سرریز مستقیم و در دبی ثابت، ارتفاع آب بالادست سرریز مستقیم 1.8 برابر ارتفاع آب بالادست سرریز کنگره ای است، بنابراین استفاده از سرریز کنگره ای برای مناطقی که محدودیت ارتفاع و دبی وجود دارد پیشنهاد می شود. بهترین محدوده برای نسبت H/P برای طراحی بین 0.20 تا 0.40 است که حداکثر ضریب دبی در این محدوده قرار گرفت.

سرریزها از مهم ترین اجزای تشکیل دهنده ی سازه های هیدرولیکی هستند و یکی از انواع آن ها، سرریز کنگره ای می باشد. هدف اصلی از طرح کنگره ای سرریزها، افزایش طول سرریز به وسیله غیرخطی کردن شکل آن در پلان می باشد که این امر موجب افزایش راندمان و ضریب تخلیه در سرریز ها می شود. در سرریز های کنگره ای تداخل تیغه های آب و در اثر آن ایجاد فشردگی جریان در هنگام سرریز، باعث کاهش راندمان و ضریب تخلیه سرریز می شود. در این تحقیق سرریز های کنگره ای با طول کنگره های نامساوی در دو حالت A و B به صورت آزمایشگاهی و در 5 سیکل با طول موثر و ارتفاع یکسان که به ترتیب برابر 336 و 10 سانتی متر هستند در کانال موجود در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه بوعلی سینا مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته اند. نتایج این پژوهش نشان می دهد در تمامی سرریزهای کنگره ای با طول کنگره های غیریکسان تغییرات C نسبت به Ht/P نزولی بوده و با افزایش نسبت Ht/P، مقدار C کاهش می یابد. بر اساس نتایج به دست آمده در حالت کلی راندمان و ضریب تخلیه سرریز های کنگره ای حالت A بهتر از حالت B می باشد و کاهش طول برخورد تیغه های آب تا مرز 25 درصد نسبت به سرریز-های کنگره ای با طول کنگره های یکسان باعث بهبود ضریب تخلیه سرریز های کنگره ای می شود و کاهش طول برخورد تیغه های آب بیش از 25 درصد شکل سرریز را از حالت کنگره ای خارج می سازد و باعث کاهش ضریب تخلیه سرریز می شود. همچنین بهترین نمونه ساخته شده در این تحقیق ضریب تخلیه سرریز های کنگره ای با طول کنگره های یکسان را به میزان 7/40 درصد بهبود بخشیده است.

در این پژوهش عملکرد الگوریتم های ANN و SVM در پیش بینی ضریب دبی سرریز کنگره ای قوسی و کلیدپیانویی قوسی به کمک 243 سری داده ی آزمایشگاهی کروکستون برای سناریو اول و 170 سری داده ی آزمایشگاهی دانشگاه مراغه برای سناریو دوم بررسی شده است. پارامترهای هندسی و هیدرولیکی مورد استفاده در این پژوهش شامل نسبت بار آبی کل(H_T/p) ، بزرگ نمایی (L_C/W)، زاویه سیکل قوسی (Ɵ)، زاویه دیواره سیکل(α) ، فرود(Fr) ، نسبت طول داخلی دماغه به عرض سرریز (A/W) و ضریب دبی (Cd) می باشد. نتایج هوش مصنوعی نشان داد که ترکیب پارامترهای(Cd, H_T/p, α, Ɵ) در الگوریتم های SVM وANN در مرحله آموزش مربوط به سناریو ی اول به ترتیب برابر است با (9876/0=(R2، (0217/0=(RMSE، (9888/0=(DC و (9637/0=(R2، (0636/0=(RMSE، (8966/0=(DC و ترکیب پارامترهای(Cd, H_T/p, L_C/W, Ɵ, A/W, Fr) در الگوریتم های SVM وANN در مرحله آموزش مربوط به سناریو ی دوم به ترتیب برابر است با (9876/0=(R2، (0217/0=(RMSE، (9888/0=(DC و (9637/0=(R2، (0636/0=(RMSE، (8966/0=(DC می باشند که در مقایسه با دیگر ترکیب ها منجر به بهینه ترین خروجی شده است که نشان دهنده دقت بسیار مطلوب هر دو الگوریتم SVM وANN در پیش بینی ضریب دبی سرریز غیرخطی قوسی و کلیدپیانویی قوسی است. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد که پارامتر موثر در تعیین ضریب دبی پارامتر نسبت بار آبی کل(H_T/p) می باشد.

سرریزها از مهم ترین سازه های هیدرولیکی هستند و نمونه ای از انواع آن ها، سرریز جانبی است. می توان از اشکال مختلف این سرریزها به سرریزهای غیرخطی در تاج مانند سرریزکنگره ای و کلید پیانویی اشاره نمود. در این تحقیق به صورت آزمایشگاهی ضریب تخلیه سرریز های جانبی کنگره ای مستطیلی و کلید پیانویی در 3 سیکل و با 4 ارتفاع 5، 10، 15 و 20 سانتی متر مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. جهت انجام آزمایش های این پژوهش از کانال موجود در آزمایشگاه هیدرولیک دانشگاه بوعلی سینا به طول 10 متر و عرض و ارتفاع 60 سانتی متر استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد در تمامی سرریزهای جانبی کنگره ای و کلید پیانویی نحوه تغییرات Cd و QL/Qn، نسبت به Ht/P نزولی بوده و با افزایش مقدار Ht/P مقادیر Cd و QL/Qn کاهش می یابند. در تحقیق حاضر که سرریزهای ذکر شده به صورت جانبی در کانال تحت آزمایش قرار گرفتند نتایج نشان می دهد که سرریز جانبی کنگره ای مستطیلی راندمان و عملکرد بهتری نسبت به سرریز جانبی کلید پیانویی دارد. همچنین سرریزهای کنگره ای مستطیلی با ارتفاع 5، 10، 15 و 20 سانتی متر به ترتیب برای مقادیر بیش از Ht/P، 0/95، 0/66، 0/46 و 0/32 با افزایش نسبت Ht/P سرریز از عملکرد مطلوب خود خارج شده و راندمان آن به شدت کاهش پیدا می کند این مقادیر برای سرریزهای کلید پیانویی به ترتیب برابر با 0/88، 0/6، 0/44 و 0/35 می باشد.

سرریزهای کنگره ای از سازه های هیدرولیکی مهم در جهت تنظیم سطح آب و کنترل جریان در کانال ها، رودخانه ها و مخازن سدها به شمار می آید. نظر به اینکه در بعضی از سدها فضای کافی برای تعریض آنها به منظور افزایش دبی عبوری وجود ندارد لذا استفاده از سرریز کنگره ای یکی از بهترین راه حل های ممکن است. درصورتی که سیکل های سرریز کنگره ای خطی در مخازن سدها روی یک انحنا قرار بگیرد طول تاج آن افزایش می یابد و شرایط جریان ورودی بهبود می یابد و منجر به افزایش ضریب آبگذری می شود. پژوهش آزمایشگاهی حاضر، روند تغییرات ضریب آبگذری برای شیب های مختلف دیواره پایین دست سرریز را مورد بررسی قرار داده است. بدین منظور دو سرریز کنگره ای با زاویه دیواره جانبی 6 و 11.25 درجه و برای هر کدام چهار شیب دیواره پایین دست مورد آزمایش قرار گرفته است. بر اساس آزمایش ها و نتایج به دست آمده مشاهده شد شیب دیواره پایین دست سرریز باعث کاهش ضریب آبگذری می شود که دلایل آن در این مقاله به تفصیل آورده شده است. نتایج حاصل به صورت روند تغییرات ضریب آبگذری برحسب نسبت ارتفاع جریان به ارتفاع سرریز ارائه شده است، همچنین روند تغییرات ضریب آبگذری به شیب های مورد بررسی ارائه شده است. به منظور استفاده طراحان این نوع سرریزها، رابطه ای برای تخمین ضریب آبگذری برای هر یک از شیب های مورد بررسی، ارائه شده است.

یکی از راهکارهای موثر و اقتصادی جهت افزایش راندمان سرریز های جانبی، استفاده از سرریز های کنگره ای می باشد. در سرریز های جانبی کنگره ای با تغییر هندسه پلان و افزایش طول سرریز در بازشدگی ثابت از کانال، ظرفیت عبور جریان بیشتر می گردد. با توجه به اهمیت این سرریز ها در پروژه های آبی و پیچیده بودن محاسبات مربوط به تعیین منحنی دبی-اشل سرریز های جانبی کنگره ای، لازم است روابط معمولی و کاربردی دبی-اشل در شرایط مختلف برای آن استخراج گردد. در این پژوهش رابطه دبی-اشل برای سرریز های جانبی معمولی در دو بازشدگی 3/0 و 5/0 و کنگره ای مثلثی با سه زاویه راس 45، 60 و 90 درجه در سه بازشدگی 3/0، 5/0 و 6/0 ارایه شده است. با مقایسه معادله استخراج شده با نتایج شبیه سازی شده، دقت رابطه ارایه شده در محدود 15 % ± به دست آمد که در کاربرد های عملی قابل قبول ارزیابی می شود. هم چنین با توجه به نتایج برای سرریز جانبی کنگره ای به ازای یک بار آبی ثابت، با افزایش زاویه ی راس سرریز، به علت کاهش طول موثر سرریز، دبی کاهش می یابد. از طرفی به ازای یک بار آبی ثابت، با کاهش بازشدگی سرریز، عرض موثر مجرای عبور جریان کاهش یافته و ضریب دبی کاهش می یابد.

سرریزها جهت تنظیم سطح آب استفاده می شوند. در حدود 33 درصد از شکست سدها به دلیل عدم ظرفیت کافی سرریزها رخ داده است. یکی از راهکارها، استفاده از سرریزهای با تاج غیرخطی است که از جمله این سرریزها می توان به سرریز کنگره ای اشاره نمود. در این پژوهش به بررسی تاثیر ایجاد دندانه و روزنه و همچنین حالتی ترکیبی از هر دو در سرریز و در سه نسبت بزرگ نمایی 2، 3 و 4 پرداخته شد. آزمایش ها در یک کانال آزمایشگاهی مستطیلی به طول 15 متر، عرض 8/0 متر و ارتفاع 8/0 متر با محدوده دبی 10 تا 90 لیتر در ثانیه اجرا شدند. 9 مدل فیزیکی سرریز، در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت که ضخامت 3 میلی متر، ارتفاع 15 سانتی متر و طول 40، 60 و 80 سانتی متر داشتند. همچنین ربع استوانه هایی با شعاع 5/1 سانتی متر به عنوان هواده روی بال مدل های ساده سرریز نصب شدند. نتایج پژوهش نشان داد که هواده ها حداکثر تا 13 درصد سبب افزایش ضریب دبی نسبت به سرریز کنگره ای ساده می شوند. اما با افزایش دبی و همچنین افزایش بزرگنمایی سرریز، این تاثیر بسیار ناچیز خواهد شد. بررسی ها نشان داد برای L/W = 2 و H/P = 0. 2، ضریب دبی سرریز دندانه-روزنه دار و سرریز دندانه دار به ترتیب 6/75 و 5/17 درصد بیشتر از سرریز کنگره ای ساده است. با این حال، دندانه و روزنه کارایی خود را در هدهای بالا از دست می دهند و ضریب دبی نزدیک به سرریز کنگره ای ساده خواهد شد. دلیل این تغییرات تداخل جریان در پایین دست سرریز می باشد که با ایجاد دندانه و روزنه بیشتر نیز خواهد شد. همچنین افزایش بزرگنمایی سرریز های کنگره ای سبب کاهش ضریب دبی می شود اما این کاهش در سرریز کنگره ای دندانه-روزنه دار بسیار بیشتر از دو نوع سرریز دیگر بوده و تا 40 درصد نیز می رسد. بنابراین عملکرد سرریز کنگره ای دندانه-روزنه دار در نسبت بزرگنمایی بالا مناسب بنظر نمی رسد.

از جمله انواع سرریز-دریچه ها، سازه ترکیبی سرریز-دریچه کنگره ای مستطیلی است. سازه ترکیبی سرریز-دریچه با داشتن قابلیت عبور هم زمان مواد قابل ته نشین شدن از قسمت دریچه و مواد معلق از روی سرریز، از انباشته شدن رسوب و مواد معلق در پشت سرریز تا حد زیادی جلوگیری و به افزایش دقت اندازه گیری و عبور جریان کمک زیادی می کند. پژوهش هایی که در زمینه جریان ترکیبی هم زمان از روی سرریز و زیر دریچه صورت گرفته، به ندرت به مدل ترکیبی سرریزها همراه دریچه های کشویی پرداخته اند. در این پژوهش، با مدل های فیزیکی با ارتفاع 15 و 20 سانتی متر در پانزده حالت قرارگیری دریچه کشویی در موقعیت های مختلف، اثر مکان دریچه روی ضریب دبی بررسی شد. آزمایش ها در فلوم تحقیقاتی به عرض 5/0 متر و طول 12 متر در محدوده دبی 10 تا 50 لیتر بر ثانیه انجام شد. در این پژوهش در مجموع 390 آزمایش انجام شد. نتایج نشان داد برای همه حالت های قرارگیری دریچه، زمانی که موقعیت دریچه عمود بر جهت جریان است و به ترتیب ابتدا در پیشانی وجه بالادست و سپس وجه پایین دست، ضریب دبی بیشتری به دست آمد. همچنین با افزایش نسبت H/P مقدار ضریب دبی با توجه به تداخل جت آب کاهش (حداکثر 9 درصد) می یابد. برای یک دبی و طول موثر ثابت با افزایش ارتفاع سرریز، مقدار ارتفاع آب بالا دست سرریز کاهش می یابد و چون مقدار استغراق در پایین دست سرریز کنگره ای کاهش می یابد و جریان آب به سهولت به سمت پایین دست حرکت می کند، باعث افزایش بازدهی هیدرولیکی مدل سرریز-دریچه کنگره ای مستطیلی می شود و در نتیجه ضریب جریان افزایش می یابد.