Intake shape and boundary-related considerations in the operation and design of storm-sewer drop structures

摘要

This paper presents the results of an experimental investigation into the hydraulic efficiency of a vertically oriented water intake. Under low submergence conditions, the operation of such an intake is affected significantly by the formation of surface vortices, which result in significant flow reduction and the downstream entrainment of air and swirl. The experimental work considered the fact that vortex formation is governed by the geometrical characteristics of the intake, including the diameter, local shape, submergence, surrounding boundary, etc, and the velocity distribution in the approaching flow. Therefore, an experimental study was conducted to investigate the influence that the local shape and the proximity to nearby boundaries have on the hydraulic performance of a vertical water intake. The results of this experimental investigation will hopefully lead to a better understanding of the phenomena governing the flow in such structures and to the elaboration of improved engineering design guidelines.Cet article présente les résultats d'une étude expérimentale de l'efficacité hydraulique d'une prise d'eau verticale. Dans des conditions de faible submersion, le fonctionnement d'une telle prise est grandement affecté par la formation de vortex de surface, ce qui réduit considérablement le débit et entraîne de l'air et des tourbillons en aval. Le travail expérimental considérait que la formation de vortex était régie par les caractéristiques géométriques de la prise, dont le diamètre, la forme, la submersion, les limites environnantes, etc. ainsi que la répartition des vitesses dans l'eau qui approche de la prise. Ainsi, une étude expérimentale a été réalisée afin d'examiner l'influence respective de la forme locale et de la proximité aux limites environnantes sur le rendement hydraulique de la prise d'eau verticale. Les résultats de cette étude expérimentale mèneront probablement à une meilleure compréhension des phénomènes régissant l'écoulement dans de telles structures ainsi qu'à une élaboration de meilleures lignes directrices pour la conception technique.