Method for the preliminary design of Piano Key Weirs

Méthode de pré-dimensionnement pour les déversoirs en touches de piano

¹ HACH unit, Department ArGEnCo, University of Liege – Chemin des chevreuils, 1, B52/3, B-4000 Liege, Liege, Belgium
tel. (+32) 4 366 95 60 ; FAX (+32) 4 366 95 58 ; email : omachiels@ulg.ac.be
² Fund for education to Industrial and Agricultural Research

Abstract

The Piano Key Weir (PKW) is a particular geometry of weir associating to a labyrinth shape the use of overhangs to reduce the basis length. The PKW could thus be directly placed on a dam crest. Together with its important discharge capacity for low heads, this geometric feature makes the PKW an interesting solution for dam rehabilitation. However, its hydraulic design remains problematic, even at a preliminary stage.

This paper presents a preliminary design method based on results of experimental tests. The method enables to design project models by extrapolation of characteristics of existing idealized scale models.

A practical application is presented to illustrate the method.

Résumé

Le déversoir en touches de piano (PKW) est une forme particulière de déversoir en labyrinthe associée à l’utilisation de porte-à-faux, permettant de réduire son emprise en base. Le PKW peut ainsi être placé directement en crête de barrage. Cette particularité géométrique, combinée à une importante capacité de débitance, fait du PKW une solution efficace pour la réhabilitation d’ouvrages de rétention existants ou pour l’optimisation de projets neufs. Cependant, le dimensionnement hydraulique d’un PKW reste problématique, dès les premières étapes de sa conception.

Cet article présente une méthode de pré-dimensionnement basée sur l’exploitation de résultats expérimentaux. Le dimensionnement de modèles de projet est ainsi réalisé par extrapolation des caractéristiques géométriques et hydrauliques de modèles réduits idéalisés.

Une application pratique est également exposée afin d’illustrer la méthode.