مقدمه ای درباره زهکشی

انواع سیستم های زهکشی : دیدگاههای متفاوت ، زهکشها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می نمایند .در صورتی که نوع زه آب از نظر سطحی یا زیر سطحی مورد توجه باشد ، زهکشها را به دو دسته زهکشهای سطحی و زیر سطحی تقسیم بندی می نمایند شرایطی که سازه های زهکشی مورد توجه باشند ،زهکشها را به دو دسته زهکشهای روباز و زهکشهای لوله ای(زیر زمینی) تقسیم بندی می نمایند که در مورد اخیر زهکشی قائم ( چاه زهکش )را نیز در بر میگیرد. ضروری است که زهکشهای روباز علاوه بر زه آبهای سطحی ،پروفیل خاک را نیز زهکشی می نمایند.هر سیستم زهکشی دارای اجزایی است که بسته به نوع سیستم ،ابنیه ابی متفاوتی را شامل می شود. سیستم زهکشی سطحی: برای مناطق مرطوب بیشترین کاربرد را دارد و به خاطر اینکه بارندگی در سطح زمین تجمع پیدا میکند ، این سیستم بصورت کانالهای عریض و کم عمق( شبکه نهرهای قابل گذر) بکار میرود بطوریکه ماشین آلات هم میتوانند براحتی از روی آن حرکت کنند . سیستم زهکشی زیرزمینی: بصورت کانال روباز عمیق تا عمق حدود 2 متر و یا لوله گذاری زیرزمینی است . زهکشی زیر زمینی بصورت عمودی نیز میتواند باشد ( حفر چاه ) لوله های زهکش زیر زمینی بصورت قطعه قطعه می باشند که یا بصورت ساده است و یا بصورت نرو مادگی. الف – مطالعات و طراحي شبكه هاي آبياري و زهكشي نگر شهاي نوين در رو شها، معيارها و عوامل موثر بر مطالعه و طراحي سامانه ها و بازنگري شرح خدمات شبكه هاي آبياري و زهكشي. جايگاه و اهميت مزارع آزمايشي در طرح مطلوب سامانه هاي آبياري و زهكشي نقش و اولويت زهكشي در توسعه پايدار كشاورزي و اقتصاد طرح بررسي فني و اقتصادي انواع پوششهاي مورد استفاده در زهكشي زيرزميني آبشويي اراضي و اصلاح خا كهاي شور و سديك مطالعات رسوب، ژئوتكنيك و ساز ه هاي هيدروليكي در شبكه هاي آبياري و زهكشي. مهندسي ارزش. ب- مسائل و مشكلات اجرايي شبكه هاي زهكشي بهره گيري از تجارب ملي و بين المللي ساخت شبکه مشاركت مردمي و بخش خصوصي در اجراي شبكه ها ساده سازي در اجراي شبكه هاي زهكشي زيرزميني. ماشين ها تكنولوژي و بهر هگيري از رو شهاي نوين اجرايي ج – مديريت و بهره برداري از شبکه هاي آبياري و زهكشي شيوه هاي ارتقاي مديريت بهره برداري از شبكه ها ارزيابي هيدروليكي و عملكرد سامانه هاي اجرا شده. ايجاد تشكلهاي بهره برداري و نگهداري از شبكه ها د -ارتقاي بهره وري مصرف آب در شبكه هاي آبياري نقش اجراي رو شهاي آبياري تحت فشار در افزايش بهره وري مصرف آب بازنگري در برآورد نياز آبي و تعيين زمان آبياري روابط آب، خاك و گياه كنترل، انداز ه گيري، توزيع و تحويل حجمي آب استفاده از رو شهاي كم آبياري به منظور ارتقاي بهره وري مصرف آب مديريت تخصيص بهينه منابع آب: نقش آن در كشاورزي پايدار ه د- ارزيابي زيست محيطي شبكه هاي آبياري و زهكشي ارزيابي زيست محيطي رو شهاي پالايش زه آب و استفاده مجدد از آن بررسي و ارزيابي مد لهاي پيش بيني كيفيت زه آب جايگاه زهكشي كنترل شده و زهكشي زيستي در مديريت جامع و پايدار منابع آب مديريت كنترل، دفع و بهبود كيفيت زه آبها و- مباحث نوين در شبكه هاي آبياري و زهكشي رو شهاي اتوماسيون در مديريت و بهر ه برداري استفاده از نرم افزارها و مد لهاي مختلف شبيه سازي طر حهاي آبياري و زهكشي آزمایشهای زهکشی: لوله های زهکشی : ۱ - تنبوشه هاي رسي يا لوله هاي سفالي : اين لوله ها داراي اندازه هاي مختلفي هستند معمولا طول آنها بين 30 تا 50 س م مي باشند تنبوشه هاي رسي معمولا ازخاك رس ساخته شده معمولا مقطع آنهابشكل چندضلعي ويابيضوي ويا دايره اي بوده وقطرآنهاممكن است 5 ، 6.5 ، 8 ، 10 ويا 20 س م باشد درنوع مقطع دايره اي شكل معمولا يك طرف لوله حالت جمع شدگي يا تنگتر و طرف ديگركمي بازترياگشادتردرنظر گرفته ميشود ويا مقطع بطورساده يا بوسيله نروماده پهلوي همديگرچيده وباهم ممذوج مي شوند اين لوله هاتوسط ماشين يا بادست دنبال هم دركانال حفرشده كارگذاري ميشوندوآب ازمحل اتصال آنها واردلوله مي شود چون لوله هادرهنگام كارگذاشتن خوبي آببندي نمي شوند لذادرمحل اتصال آنهافضاي كافي براي عبورآب وجودخواهدداشت لوله هاي فالي دربرابراسيد وسولفاتهاي خاك بسيارمقاوم بوده ودرخاك ازبين نمي رود. 2- تنبوشه هاي سيماني يا لوله هاي بتني : درصورتي كه تنبوشه هاي سفالي دردسترس نباشدازاين لوله ها كه باقطرمتوسط يا بزرگ كه درحدود 15 الي 40 س م وطول آنهابين 30 تا 50 س م ميباشند، استفاده ميشوند بزرگترين نقطه ضعف اين تنبوشه ها تاثيرسوءاسيدوسولفات خاك برروي آن است كه منجربه خورده شدن آن ميشودوبدين جهت بايستي ازسيمان ضدسولفات درساختن آنها استفاده نموددراين لوله ها نيزآب از محل اتصال دولوله وارد زهكش مي شود گاهي بدنه لوله داراي سوراخ هايي است كه جريان آب راتسهيل مي كندولي پس از چندي ذرات خاك اين سوراخهارا مسدود مي سازند . 3- لوله هاي پلاستيكي: اين لوله ها ازجنس P.E پلي اتيلن ويا P.V.C پلي وينيل كلرايد ساخته مي شوند كه نوع P.V.C بيشتر رايج است يكي از معايب مهم اينگونه لوله ها شكنندگي آنها دراثرفشارو ترك خوردن درهنگام يخبندان است بيشترلوله هاي پلاستيكي بصورت موجدارساخته ميشوند اين امرمقاومت بيشتري به لوله ها ميدهدتافشارهاي زيادتري را تحمل نمايد ولي وجودلوله هاي موجداراصطكاك زيادتري را درمقابل حركت آب ايجاد مي نمايد. لوله هاي موجدارپلاستيكي معمولا با قطر خارجي 40 ، 50 ، 65 ، 80 ، 100 ، 1250 ، 160 OD و1200 م م ساخته ميشوند خطرداخلي ID آنها حدودا 0.9 قطرخارجي مي باشد ID=0.9 x OD توصيه ميشود براي كولكتورها بجاي استفاده از لوله هاي پلاستيكي قطور از لوله هاي بتني استفاده شود.لوله هاي پلاستيكي بصورت مشبك يا سوراخ دارساخته ميشوند تا آب بتوانداز سوراخ هاي آنها واردلوله شود اين منافذها، درز و ياشكافهاي ساده اي هستندكه بعرض 0.6 تا 2 م م وبطول 5 م م درداخل شيار (موج) لوله ايجادشده اند بطوركلي تعدادوسطح مقطع درزها بايدطوري باشندكه مساحت سوراخها درهرمترطول لوله حداقل 800 م م مربع باشد لوله هاي پلاستيكي بصورت صاف و يا موجدار به بازارعرضه مي شود نوع موجدارعلاوه برسبكي وزن بصورت چنبره يا كلاف درمي آيد وبرنوع صاف ارجحيت داردوبعلت وجودبرآمدگي ياموجداربودن قسمت داخلي لوله ها، مقاومت دربرابرجريان، قابل توجه بوده وبراي انتقال مقدارثابتي از جريان قطر اين لوله هابايد25% بيشتر از قطرلوله هاي صاف باشد. 4- لوله هاي فلزي يا آهني : درفعاليتهاي زهكشي ازلوله هاي فلزي درموارد زيراستفاده ميشود الف: بصورت آخرين قطعه دريك خط تنبوشه سفالي يا پلاستيكي ب: درمواردي كه سايرانواع تنبوشه قادربه تحمل بارخاك روئي نيست ج: هنگام عبوراز زيرجاده هاي مزرعه د: براي نصب درقسمتهايي از خاك كه شن روانم وجود داشته ويك لوله بلندويكپارچه پروري است معمولا به دليل رسوب سيلت وموادديگردرداخل لوله ها توصيه ميشود قطرآنها بزرگترانتخاب شوند تا از نظركشش آب دراينده اشكالي بوجود نيايد. درمورد گرفتگي لوله هاي زهكش نتايج حاصله ازپژوهشهاي مربوطه عبارتست از : ذرات خاك ميتواننداز بالا و پائين تنبوشه ها همراه آب وارد آن شوندشستشو و انتقال ذرات بيشتردرخاكهاي ناپايدار مثلا شني صورت مي گيرددرمورد شدت ته نشيني ذرات منتقله نمي توان رقم قطعي ارائه داد مثلا تنبوشه هاي كه درخاكهاي رسي كارگذاشته شده است پس از 30 سال فقط چندميلي متررسوب داشته است درصورتي كه همين تنبوشه ها درخاكهاي شني پس از چند ماه ممكن است تا نيمه پرشوند. آنچه مسلم است بخش اعظم انتقال ذرات خاك بلا فاصله پس از تعبيه سيستم زهكشي صورت مي گيردوپس از آن خاك تاحدي پايدارشده ورسوبات كاهش مي يابد . براي جلوگيري از گرفتگي لوله ها بهتر است با فيلترهايي انواع تنبوشه ها را انيم .براي شستشوي درون تنبوشه ها نيز سرعت آب نبايد از 0.35 متردرثانيه كمترباشد وبراي رفع گرفتگي لوله ها از آب تحت فشار ( فلاشينگ ) استفاده مي شود . رسوب تركيبات آهن : درتنبوشه ها نيزذكراين نكته ضروري است كه آهن دوظرفيتي محلول درآب زير زميني وارد زهكشها شده ودراثرتماس با هوا به آهن سه ظرفيتي تبديل ميشودكه چون غيرمحلول است ، رسوب مي كند براي رهايي از آن علاوه برشستشوبا فشارمي توان از ورودهوا به تنبوشه ها جلوگيري كردتا اكسيداسيون صورت نگيرد وبراي اين كار مخرج خط زهكشي رادرزير سطح آب درنهر زهكشي قرارميدهيم وبا استفاده از كربنات كلسيم ، آهن را قبل از ورود به تنبوشه ها ته نشين مي سازيم گراس و مكنزي مطالعات جالبي درمورد حلاليت آهن و منگنز و رسوب آن درتنبوشه ها بعمل آورده وبه اين نتيجه رسيده اندكه با آب محتوي 2% گاز SO2 ميتوان اين رسوبات را بحالت محلول درآورده واز تنبوشه خارج نمود . همچنين گولاتي و همكاران حركت آب و ذرات معلق درآنرا بسوي زهكش مطالعه نموده و نتيجه گرفته اند درخاكي كه قطراغلب ذرات بين 0.1 تا 0.25 م م نوسان دارد امكان رسوب ذرات درتنبوشه ها ازهرخاكي بيشتر است . مشخصات فني لوله ها قطر اسمي (mm) قطر خارجي (mm) قطر داخلي (mm) پهناي تاج (mm) گام (mm) ارتفاع پرفيل (mm) متوسط ميانگين وزني (g/m) طول كلاف (m) 100 100.2 91.1 5.85 9.64 4.55 340 160 125 125.4 115.5 6.08 10.6 4.95 565 100 160 159.7 144.5 8.96 15.5 7.6 770 70 جدول تركيب مواد اوليه مصرفي لوله هاي زهكشي مواد اوليه PVC تايرين باروپان زرد باروستاپ كربنات كلسيم كلسيم استارت درصد 83.8 1.2 2.2 0.6 1.9 0.3 زهکشی به معنی خارج شدن طبیعی یا مصنوعی آب مازاد از یک منطقه بوده و از مباحث بنیادی هیدرولوژی مهندسی است . با توجه به دیدگاههای گوناگون می توان زهکشی را به طور مختلف تقسیم بندی نمود . به عنوان مثال : زیرزمینی زهکش حوزه سطحی یا زهکش اراضی شهری یا غیر شهری(زراعی) زهکشی با علوم هیدرولوژی ،هیدرولیک،هیدروئولوژی ،مهندسی رودخانه و سازه هیدرولیکی آمیختگی جدایی ناپذیری دارد تعاریف زهکشی: خارج نمودن آب و املاح اضافی از پروفیل خاک که در اینجا منظور از پروفیل خاک ، محدوده توسعه ریشه گیاه می باشد زه آب: زه آب یا آب مازاد بخشی از منابع آب سطحی و زیر زمینی حوزه است که سبب زهدار شدن اراضی می شود و باید از طریق زهکشی تخلیه گردد : آب سطحی تمامی آبهای ساکن و جاری در سطح الارض که به بطن خاک نفوذ نمی نمایند : آب خاک آبی که از طریق نفوذ سطحی به بطن خاک وارد شده و به صورت رطوبت در آن نگهداری می شود. آب زیر زمینی: بخش اشباع شده خاک را که از لحاظ هیدرولیکی شرایط متفاوتی نسبت به محیط غیر اشباع دارد ،آب زیر زمینی می نامند. سطح ایستابی: حد فوقانی آب زیر زمینی و فصل مشترک بین محیط اشباع و غیر اشباع ، به عبارت دیگر مکان هندسی تمامی نقاطی که دارای فشار نسبی صفر می باشند. زهکش سطحی: تخلیه آب مازاد از سطح خاک. زهکش زیر سطحی: تخلیه آب مازاد از بطن خاک. بطور مرسوم سیستم های زهکشی زیر سطحی مشتمل بر شبکه ای از لوله های زهکش هستند که در عمق 1 تا 2 متری سطح زمین نصب شده و این شبکه باعث میشود سطح ایستابی تا زیر منطقه توسعه ریشه ها ÷ایین آورده شود ÷تانسیل آب در لوله های زهکش صفر می باشد، بنابراین تمام آبهائی که از نظر ارتفاع بالاتر از سطح آب در لوله زهکش می باشند دارای پتانسیل بیشتر بوده و به طرف زهکش ها جریان پیدا می کنند در این سیستم با انتخاب و طراحی فواصل و عمق زهکش ها می توان سطح ایستابی را تا عمق مورد نظر پایین آورده و اگرنفوذ آب با مانعی برخورد نداشته باشد رطوبت خاک در بالای لوله زهکش تا حد ظرفیت مزرعه تخلیه می شود زهکش های مزرعه ممکن است لوله هائی باشند که در زیر زمین نصب می شوند و یا کانالهای عمیق روباز. غالباً نوع اول را زهکش های سرپوشیده و نوع دوم را زهکش های روباز می نامند. سطح ایستابی را با پمپ نیز می توان پایین آورد، این نوع زهکشی را زهکشی عمودی می گوییند برخلاف روش اول که زهکشی افقی نام دارد در اراضی آبی بستر به شرایط محلی ممکن است هم از زهکشی افقی و هم از زهکشی عمودی استفاده شود، اما در اراضی دیم فقط از زهکشی افقی استفاده به عمل می آید. :آرایش زهکش ها وضع قرار گرفتن زهکش های مزرعه و کلکتورها (یا جمع کنندههایی که زه آب به داخل آنها می ریزند ) علاوه بر اینکه بهم وابسته اند بستگی به پستی و بلندی زمین نیز دارند که از نقاط گود مزرعه عبور نمایند زیرا این نقاط طبیعتاً نقاطی هستند که آب به اقتضای نیروی ثقل در آنجاها جمع می شود مثلاً چنانچه در یک مزرعه در تعدادی از نقاط گود حالت باتلاقی بوجود آید مهمترین شبکه آن خواهد بود که این نقاط از طریق زهکش ها به همدیگر متصل می شوند مسلم است در چنین شرایطی سیستم زهکش نامنظم خواهد بود، این سیستم ها را سیستم طبیعی گویند در این شرایط یک کانال روباز عمیق حفر می شود و مسیر آن طوری انتخاب میشود که از نقاط پست مزرعه عبور کند. اگر تعداد نقاط پست مزرعه زیاد باشداما وسعت آنها کم باشد طرح شبکه طبیعی کارایی خود را از دست می دهد و اجرای آن خالی از اشکال نخواهد بوددراین شرایط شبکه متصلی از زهکش ها احداث می گردد که می توان به شبکه های موازی و نرده ای اشاره کرد در سیستم های نرده ای کلکتورها ( جمع کننده ها ) درجهت شیب اصلی زمین و زهکش های مزرعه درامتداد خطوط تراز ( با شیب کمی نسبت به آنها ) کشیده می شوند در این سیستم که نحوه اتصال زهکش ها به جمع کننده ها همانند یک پر می باشد عمق زهکش ها در تمام مسیر خود ثابت است حال آنکه در سیستم شبکه های موازی شیب زهکش ها از طریق افزایش عمق آنها در جهت رسیدن به کلکتور تامین می گردد در سیستم شبکه های موازی زهکش ها عمود بر کلکتور ها قرار می گیرند حال آنکه در سیستم نردهای چون عمق زهکش ها ثابت است و شیب آنها از طریق انحراف نسبت به خطوط تراز تامین می شود لذا با زاویه حد به کلکتور می ریزد برتری یک سیستم بر یک سیستم دیگر بستگی به موقعیت زمین دارد ، در زمینهای مسطحبا اشکال مستطیلی از سیستم شبکه های موازی حال آنکه در زمینهای غیر مسطح که فقط قسمتی از زمین ممکن است به زهکشی نیاز داشته باشد سیستم نرده ای بکار گرفته می شود. سیستم نهرهای عمیق زهکشی: این سیستم از انهاری تشکیلشده است که باآرایش مختلف در زمین حفر می شوند، برای آنکه انهار روباز زهکش بتواند موثر واقع شود لازم است طوری عمیق حفر شوند که کف آنها زیر سطح ایستابی مورد نظر قرار گیرد و سطح آب در آنها 1 تا 1.5 متر زیر سطح خاک باشد. مقطع انهار زهکش ذوزنقه ای بوده و شیب دیواره آنها بسته به نوع خاک 1:1 ، 1:2 است در انتخاب سیستم زهکش بین لوله یا نهر روباز عوامل بسیار زیادی دخالت دارند که پارهای از آنها در زیر نام برده شده اند: 1)آبهای سطحی 2)از بین رفتن زمین 3)ممانعت در مقابل انجام عملیات کشاورزی 4)بازرسی و نگهداری 5)نصب 6)شرایط خاک زهکش قائم: تخلیه سریع از اعماق زیاد بوسیله پمپاژ از چاه زهکش نهر زهکش: مجرای روباز حفر شده در خاک که ضمن جمع آوری زه آبهای سطحی و زیر سطحی انتقال آب را نیز بر عهده دارد. لوله زهکش: لوله سفالی ، بتونی و پلاستیکی منقطع یا یکپارچه ، سوراخدار یا فاقد سوراخ که در زیر سطح زمین کار گذاشته می شود و وظیفه جمع آوری زه آبها را از بطن خاک به عهده دارد. خروجی زهکش نقطه پایانی سیستم زهکشی که در آنجا زه اب جمع آوری شده به خارج از منطقه مورد زهکشی تخلیه می شود. حوضچه تبخیر: حوضچه ای با کف نفوذ ناپذیر که در آن زه ابهای جمع آوری شده ذخیره و به مرور تبخیر می گردد از این حوضچه ها برای جلو گیری از بروز مسائل زیست محیطی به واسطه زه آبهای بدون کیفیت ،استفاده می شود. معادلات طراحی: روابط ریاضی بیان کننده ارتباط فیزیکی میان عوامل موثر برایجاد زه آب و تخلیه آن . این روابط ممکن است بصورت تجربی یا مبتنی بر فیزیک پدیده مورد نظر باشند معیارهای طراحی: کلیه عواملی که توسط معادلات جهت بیان پدیده مورد نظر به یکدیگر مربوط می شونداین عوامل مشخصات هندسی و هیدرولیکی سیستم زهکشی را مشخص می نمایند مثل عمق لوله های زهکشی ، قطر آنها و... ضریب زهکشی: فلاکس تخلیه زه آب توسط سیستم در واحد سطح ،جهت کنترل سطح ایستابی در عمق مورد نظربا توجه به تعریف ضریب زهکشی ، هر یک از اجزای سیستم زهکشی ،ضریب زهکشی خاص خود را دارد . به عنوان مثال: - ضریب زهکشی زهکشهای سطحی - ضریب زهکشی زهکشهای زیرزمینی - ضریب زهکشی ایستگاه پمپاژ - ضریب زهکشی جهت حفاظت حوزه آبخیز اهمیت و لزوم زهکشی: زهکشی دو هدف را دنبال می نماید ، اول ایجاد وضعیت مناسب برای رشد گیاه و دوم ایجاد شرایط لازم برای کاربرد ماشین آلات کشاورزی زهدار بودن اراضی و شرایط ماندابی علاوه بر محدود نمودن کاربرد ماشین آلات و جلو گیری از اجرای عملیات کاشت و داشت ، شرایط نامساعدی را برای رشد گیاه بوجود می آورد که منجر به کاهش محصول می شود. این شرایط عبارتند از: رطوبت زیاد خاک ، شرایط مساعدی برای رشد قارچها و با کتریها را فراهم می آورد. شرایط غیر هوازی جذب مواد غذایی خاک و بهره گیری از کودها را کاهش می دهد. در محیطهای آبی ، جذب مواد سمی و عناصر سنگین افزایش می یابد. شرایط ماندابی ، تهویه خاک را کاهش و فعالیتهای متابولیکی گیاه یعنی تنفس و تبخیر و تعرق را مختل می نماید. به دلیل کاهش درجه حرارت خاک ، جوانه زنی به تآخیر افتاده ، طول دوره رشد کاهش می یابد یا تقویم زراعی جابه جا می گردد. انواع زهکش و اجزای آن: از دیدگاههای متفاوت ، زهکشها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می نمایند در صورتی که نوع زه آب از نظر سطحی یا زیر سطحی مورد توجه باشد ، زهکشها را به دو دسته زهکشهای سطحی و زیر سطحی تقسیم بندی می نماینددر شرایطی که سازه های زهکشی مورد توجه باشند ،زهکشها را به دو دسته زهکشهای روباز و زهکشهای لوله ای(زیر زمینی) تقسیم بندی می نمایند که در مورد اخیر زهکشی قائم ( چاه زهکش )را نیز در بر می گیرد توجه به این نکته ضروری است که زهکشهای روباز علاوه بر زه آبهای سطحی ،پروفیل خاک را نیز زهکشی می نمایند هر سیستم زهکشی دارای اجزایی است که بسته به نوع سیستم ،ابنیه ابی متفاوتی را شامل می شود: الف)سیستم جمع آوری کننده: این سیتم به دو سیستم جمع آوری کننده سطح و زیرسطحی تقسیم می شود سیستم جمع آوری کننده زه آب سطحی که شامل شیارها و نهر های زهکشی است ، وظیفه جمع اوری زه آبهای سطحی را به عهده دارد سیستم جمع آوری کننده زه آب زیر سطحی که ممکن است بصورت نهرها و یا لوله هایی باشد ،زه آب بطن خاک را جمع آوری می نماید این سیستم ممکن است از لوله زهکش ، زهکش حائل ،چاه زهکشی ، زهکش لانه موشی تشکیل شده باشد ب) سیستم تخلیه کننده: این بخش از سیستم زهکشی ، زه آب جمع آوری شده توسط سیسم جمع آوری کننده را دریافت و به خروجی شبکه منتقل می نماید چنین سیستمی ممکن است شامل نهر اصلی ، زهکش جانبی و زهکش اصلی باشد. ج) سیستم انحراف: گاهی به جای جمع آوری و تخلیه آبهای سطحی و زیر سطحی از یک ناحیه ، لازم است از ورود زه آبها به منطقه مورد نظر جلوگیری نمود سیستم انحراف سیل و زهکشهای حائل نمونهای از این سیستم ها می باشندیک سیستم انحراف ممکن است شامل آب بند (سد یا بند انحرافی )، نهر انحراف یا سیلابرو باشد. د) سیستم کنترل سیستم کنترل با تنظیم جریانات ورودی و خروجی ، به زهکشی و کنترل سطح ایستابی می پردازد این سیستم از مجموعه ای از انهار ، آب بندها، سازه های کنترلی و حفاظتی و ایستگاهای پمپاژتشکیل یافته است. زهکشی و قابلیت اراضی: استعداد و قابلیت اراضی را می توان برای کشاورزان بوسیله معیار مناسب یا نامناسب بودن وضعیت زهکشی طبیعی خاک ، تعیین نمودهر چه وضعیت طبیعی زهکشی مناسبتر باشد ، کلاس خاک بالاتر بوده ، برای مقاصد کشاورزی مطلوبتر خواهد بود وضعیت زهکشی خاک به هدایت هیدرولیکی خاک ، لایه بندی ، عمق لایه نفوذ ناپذیر و ضخامت لایه آبدار بستگی دارد بر اساس عوامل ذکر شده می توان خاکها را طبقه بندی و امتیاز دهی نمود و نهایتآ وضعیت زهکشی آنها را مشخص ساخت. جدول زیر طبقه بندی و امتیاز هر طبقه را براساس عوامل مختلف نشان می دهد. {طبقه بندی اراضی براساس وضعیت زهکشی طبیعی خاک} ردیف معیار محدوده امتیاز وضعیت زهکشی 1 هدایت هیدرولیکی k(cm/hr) 25«k 2«k 0.25«k 0.1«k 0.1>k 1 0.9 0.7 0.4 0.3 خیلی خوب خوب متوسط ضعیف خیلی ضعیف 2 عمق لایه غیر قابل نفوذ D(m) خیلی عمیق 3«D 1.5«D 0.75«ِD 0.75DSTRONG> 1 0.9 0.7 0.5 0.3 خیلی خوب خوب متوسط ضعیف خیلی ضعیف 3 لایه بندی خاک افزایش k با عمق ضخامت لایه هایی محدود کننده جریان کم K متغیر و نا منظم K از عمق 1.5متری متغیر و نا منظم K از عمق یک متری شدیدا" متغیر و نا منظم 1 0.9 0.8 0.7 0.5 خیلی خوب خوب متوسط ضعیف خیلی ضعیف 4 ضخامت لایه آبدار t(m) t»3 1«t>3 0.5«t 0.5>t عدم وجود لایه آبدار 1 0.9 0.7 0.5B>SP به زبان ساده میتوان گفت زهکشی خارج کردن آب و املاح اضافی از بستر و یا عمق خاک است .در کشاورزی هدف از زهکشی ، بیشتر فراهم کردن محیطی مناسب برای رشد ریشه گیاه است ( از نظر تهویه و شوری) در تعریفی جامع تر میتوان گفت زهکشی به معنی خارج شدن طبیعی یا مصنوعی آب مازاد از یک منطقه بوده و از مباحث بنیادی هیدرولوژی مهندسی است . اهمیت زهکشی : هر وقت زمین را آبیاری میکنیم سطح آب سفره زیرزمینی بالا می آید و امر تهویه در منطقه ریشه با مشکل مواجه میشود ضمنا تجمع املاح نیز باعث ایجاد شوری در خاک میگردد . مسائلی که به خاطر عدم تهویه در خاک بوجود می آیند : 1- کاهش نفوذپذیری و حرکت کند املاح در خاک 2-کاهش تنفس ریشه و موجودات زنده 3- تشکیل ترکیبات سمی در خاک ( انجام عملیات احیا به جای اکسیداسیون) 4-کاهش تولید مواد غذایی در خاک بعضی از زمینها بصورت طبیعی زهکشی شده اند ( به علت وجود شیب و با کمک نیروی ثقل) و در بعضی از موارد زهکشی بصورت مصنوعی انجام میشود مانند کانال یا لوله . نگاهی به مقایسه درصد مصرف آب در کشورهای مختلف جهان میتواند اهمیت زهکشی را برای ما نمایان تر سازد. تاریخچه زهکشی : زهکشی کشاورزی،‌ بنا به عقیده سازمان خواربار و کشاورزی جهانی، نه هزار سال پیش در بین‌النهرین آغاز شد. در آن هنگام لوله به کار برده نمی‌شده بلکه به احتمال زیاد از سنگ و سنگ‌ریزه و شاخ و برگ گیاهان بهره‌گیری می‌شد. اولین لوله‌های زهکشی حدود چهار هزار سال قدمت دارند. در اروپا، اولین زهکشی زیرزمینی حدود دو هزار سال پیش نصب شده‌است. در کتابی که در حدود سه هزار سال پیش در چین نگاشته شده، نقشه‌هایی از سیستم زهکشی مشاهده می‌شود. هرودت،‌ در حدود 2400 سال قبل،‌اشاره‌هایی به کاربرد زهکشی در درّه نیل دارد. اولین مدارک ثبت شده زهکشی بوسیله شخصی به نام کاتو در دو سال ق . م .ثبت شده است . یک سال ق. م . شخصی به نام پلینگ، سیستم زهکشی خندقی را پیشنهاد کرد که از ریگ و شاخ و برگ پر شده بود و به عنوان یک زهکش زیرزمینی عمل میکرد.البته قنات که ابداع آن در حدود سه هزار سال قبل توسط ایرانیان صورت گرفته است یکی از قدیمیترین سیتمهای زهکشی محسوب میشود و در اینجا بد نیست اشاره ای نیز به سیستم زهکشی تخت جمشید کرد که این سیستم در نوع خود در جهان از نظر تاریخی بی نظیر است . زهکشی مدتی در جهان به فراموشی سپرده شد تا اینکه در 1544 میلادی در انگلستان دوباره زندگی جدیدی یافت. اولین تنبوشه ساز سفالی در 1840 در انگلستان به کار گرفته شد. در امریکا زهکشی لوله‌ای در دو سدة پیش آغاز شد.. زهکشی در ایران : احداث اولین شبکه‌های نوین آبیاری و زهکشی در دهه 1310 در جنوب کشور صورت گرفت و اولین زهکش روباز با استفاده از ماشین در حوالی سال 1335 در شاوور خوزستان ساخته شد. در سال‌های 1341 و 1342 اولین شبکه زهکشی زیرزمینی با استفاده از لوله‌های سفالی در دانشکده کشاورزی دانشگاه جندی شاپور (شهید چمران) واقع در ملّاثانی (رامین) اهواز در وسعتی حدود 500 هکتار با نیروی کارگری به اجرا در آمد. در همین سال‌ها بود که اولین ماشین زهکشی وارد کشور شد. اولین طرح بزرگ زهکشی به وسعت 11000 هکتار در هفت تپه به اجرا درآمد. سپس زهکشی اراضی شرکت کشت و صنعت کارون و همزمان با آن زهکشی اراضی آبخور سد وشمگیر در گرگان آغاز شد. دشت‌های مغان، دالکی در بوشهر،‌ زابل، میان‌آب، بهبهان، طرح‌های هفت‌گانه توسعه نیشکر در خوزستان از جمله طرح‌های بزرگ دیگری هستند که اجرای آنها به اتمام رسیده است. اهداف زهکشی : 1-جمع آوری و خارج کردن املاح اضافی 2-جمع آوری آبهای سطحی ناشی از روان آب ،که این مساله بیشتر در مناطق مرطوب کاربرد دارد و لازم به ذکر است در مناطق مرطوب کانالهای سطحی زهکش را بصورت عریض میسازند.3-ایجاد تهویه مناسب در محیط خاک ریشه 4-بهبود کارایی ماشین آلات ( مخصوصا کشاورزی ) 5 -استحکام بخشیدن به ساختمان خاک و ... فواید زهکشی : از فواید زهکشی میتوان جلوگیری از وقوع سیل ، به زیر کشت بردن اراضی جدید، زودتر گرم شدن خاک در فصل بهار ، شروع زودتر عملیات کشاورزی ، کیفیت و کمیت بهتر محصولات ، شستشوی املاح اضافی و بهتر شدن وضعیت مسائل بهداشتی را نام برد .در تعریفی جامع تر از این فواید میتوان گفت فواید زهکشی به شرح زیر است . 1-کنترل و جلوگیری از شورشدن اراضی ۲.کنترل و جلوگیری از ماندابی شدن ، ۳.کنترل فرسایش ، ۴.کنترل سیل ، ۵.حفاظت محیط زیست ، ۶.سلامت عمومی و بهداشت ، ۷.جلوگیری از راکد شدن آب و ایجاد بوی تعفن و نامطبوع در محیط مزرعه ، ۸ .حفاظت از ابنیه و تاسیسات عمومی و ۹.توسعه روستایی و امنیت غذایی معایب زهکشی : 1-هزینه بر بودن مطالعه و اجرا 2- شستن و خروج بعضی از املاح مفید خاک به همراه املاح مضر 3 - ازبین رفتن علفهای طبیعی منطقه 4-ازبین بردن اکوسیستم طبیعی منطقه به علت کم کردن رطوبت و نتیجتا غیر قابل زیست شدن آن منطقه برای بعضی از موجودات مانند پرندگان به علت کم شدن رطوبت 5- اشغال بخشی از زمین زراعی و تقسیم زمین به قطعات جداگانه 6- افزایش خطر آتش سوزی منشاء زه آب: زه آب ممکن است ناشی از بارندگی ، ذوب برف ، آب آبیاری ، جریانات سطحی و نشت زیر سطحی از اراضی مجاور ، سریز و طغیان رودخانه ها، نشت از کانالهای آبیاری و صعود سطح ایستابی باشد. در نواحی مرطوب بارندگی های مداوم ؛ در نواحی سردسیرتغذیه ناشی از ذوب برف و در نواحی سردسیر تغذیه ناشی از ذوب برف و در نواحی خشک ونیمه خشک ، آبیاری طغیانهای فصلی ، آبشویی اراضی و صعود سطح ایستابی ، منشآ اصلی زه آبها به دشمار میروند.با توجه به موارد ذکر شده ، عواملی چون روش آبیاری ( ثقلی - تحت فشار)، فیزیوگرافی (توپوگرافی، شکل زمین)، شبکه آبراهه ، عمق لایه نفوذ ناپذیر ،لایه بندی خاک، ویژگیهای هیدرودینامیکی خاک (نفوذ پذیری سطحی ، هدایت هیدرولیکی) و خصوصیات شیمیایی خاک( شوری ،کسر آبشویی ، قلیائیت)بطور غیر مستقیم بر زهدار شدن اراضی موثرند. انواع سیستم های زهکشی : از دیدگاههای متفاوت ، زهکشها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می نمایند .در صورتی که نوع زه آب از نظر سطحی یا زیر سطحی مورد توجه باشد ، زهکشها را به دو دسته زهکشهای سطحی و زیر سطحی تقسیم بندی می نمایند . در شرایطی که سازه های زهکشی مورد توجه باشند ،زهکشها را به دو دسته زهکشهای روباز و زهکشهای لوله ای(زیر زمینی) تقسیم بندی می نمایند که در مورد اخیر زهکشی قائم ( چاه زهکش )را نیز در بر میگیرد. توجه به این نکته ضروری است که زهکشهای روباز علاوه بر زه آبهای سطحی ،پروفیل خاک را نیز زهکشی می نمایند.هر سیستم زهکشی دارای اجزایی است که بسته به نوع سیستم ،ابنیه ابی متفاوتی را شامل میشود. سیستم زهکشی سطحی : برای مناطق مرطوب بیشترین کاربرد را دارد و به خاطر اینکه بارندگی در سطح زمین تجمع پیدا میکند ، این سیستم بصورت کانالهای عریض و کم عمق( شبکه نهرهای قابل گذر) بکار میرود بطوریکه ماشین آلات هم میتوانند براحتی از روی آن حرکت کنند .سیستم زهکشی زیرزمینی: بصورت کانال روباز عمیق تا عمق حدود 2 متر و یا لوله گذاری زیرزمینی است . زهکشی زیر زمینی بصورت عمودی نیز میتواند باشد ( حفر چاه ) لوله های زهکش زیر زمینی بصورت قطعه قطعه می باشند که یا بصورت ساده است و یا بصورت نرو مادگی . انواع زهکش: 1-روباز 2- لوله ای ) Mole drian3-لانه موشی ( 4-عمودی ( چاه ) 5-زهکش حائل زهکش روباز : کانال با مقطع معمولا ذوذنقه ای شکلی است . درکانال زهکشی به مراتب بیشتر از کانال آبیاری است .free board نکته : کانال زهکشی در گودی و کانال آبیاری در ارتفاع است . زهکش های لوله ای : این زهکشها در سه نوع یافت میشوند : الف : تن بوشه ای ( سفالی ) ب: پلاستیکی پ: سیمانی، این لوله ها با قطرهای مختلفی تولید میشوند و معمولا روی لوله مشبک است . لوله های سفالی معمولا در قطر های 5، 6.5،8،10،20 سانتی متر و طول 30 سانتی متر تولید میشوند. حسن این لوله این است که در برابر واکنش شیمیایی آب مقاوم است . لوله های سیمانی معمولا به قطر 10،15،20 سانتی متر و طول 30 سانتی متر موجود است . باید توجه داشت در خاکهای سولفات دار باید در ساخت این لوله ها از سیمان ضد سولفات استفاده شود . لوله های پلاستیکی ( پلی اتیلن و پی وی سی )به دو صورت صاف و موجدار تولید میشوند . در شرایط مساوی قطر لوله موجدار را باید 20 درصد بیشتر از طول لوله صاف گرفت که این مساله به خاطر بوجود آمدن افت ناشی از موجهای لوله است .طول این لوله ها تا 100 متر میرسد . زهکش حائل : بیشتر برای جدا کردن دو قطعه زمین بکار میرود تا آبی که از اراضی مجاور میآید وارد اراضی مورد نظر نشود . عمق این نوع زهکشها معمولا در حدود 2 تا 2.5 متر است و جهت کانال عمود بر آب زیر زمینی می باشد زهکش لانه موشی : شبیه زهکش لوله ای ( یک نوع تونل زیر زمینی ) که از عبور یک جسم مخروطی شکل در خاک بوجود میآید .این نوع زهکش معمولا در مناطقی بکار میرود که مواد آلی آن زیاد است و برای یک فصل زراعی کاربرد دارد. زهکش عمودی : بصورت چاه عمل میکند و چنانچه تعداد چاهها در یک منطقه بیشتر باشد اثر زهکشی بیشتر است .ضمنا در این نوع زهکشی می بایست آب جمع شده در چاه مکش شده و به محل مناسبی انتقال یابد.به عمل تخلیه آب از جاه زهکشی را دیواترینگ

مقدمه ای درباره زهکشی

مطالب مشابه :

محاسبات کلکتور تخت خورشیدی

عوامل موثر بر پایداری شیب

آبگرمکن های خورشیدی چگونه کار می کنند؟

بررسی زهکش و زهکشها

وزارت علوم تحقیقات و فناوری دانشگاه جامع علمی کاربردی مرکز آموزش جهادکشاورزی فارس گروه آبیاری ومناب

گرم کن های خورشیدی

تنظیم شرایط محیطی بر اساس اقلیم شهر قم

مقدمه ای درباره زهکشی