اثرات زهکشی

1. تهویه خوب در منطقهتوسعه ریشه ها با مقدار رطوبت در این نسبت عکس دارد از طرف دیگر رطوبت خاک تابعی از عمق آب زیرزمینی است و چون اندازه گیری سطح ایستابی ساده می باشد غالباً این پارامتر بعنوان یک نمایه مناسب برای تشخیص نیاز زمین به زهکشی قرار می گیرد ،نمایه دیگری که برای تعیین وضعیت تهویه خاک استفاده می شود طول مدت استغراق در سطح زمین است . اطلاعات موجود نشان می دهد که عمق سطح ایستابی در خاک های سبک 100-50 سانتی متر و در خاک های سنگین 150-100 سانتی متر نسبت به سطح زمین پایین آورده شود قابلیت کار روی زمین افزایش می یابد. 

2. جلوگیری از مختل شدن عملیات زراعی: پیدایش از حالت ماندابی در خاک قابلیت دسترسی به زمین و کار روی آن را با مشکل مواجه می سازد . در خاک های زهدار فرصت برای عملیات زراعی (آماده سازی زمین، کاشت، وجین، سم پاشی و حتی برداشت) بسیار محدود است و اگر زارع به دلایلی مجبور باشد که در همین شرایط نامساعد روی خاک کار کند نتیجه آن متراکم شدن زمین و سرانجام از بین رفتن ساختمان خاک به نوبه خود باعث کاهش نفوذپذیری شده و عدم نفوذ آب در خاک به صورت غیر مستقیم تعداد روزهای قابل کار روی زمین را کاهش می دهد که زهکشی از  این اثرات مخرب جلوگیری می کند.  برنامه ریزی  و طراحی سیستم های زهکشی:  منظور از برنامه ریزی زهکشی تهیه یک طرح مهندسی برای حل مشکل زهدار بودن اراضی است این طرح معمولاً مشتمل بر یک سری کارهای سازه ای و یا تسهیلات و روش هایی است که باید بکار گرفته شود در بعضی شرایط ممکن است بهترین راه حل فقط تغییر کاربری زمین یا تغییر عملیات کشاورزی و یا انتخاب زراعت ی باشد که نسبت به ماندابی بودن زمین حساسیت کمتری دارند اما بیشتر موارد یک طرح زهکشی مشتمل بر احداث نوعی شبکه زهکشی جدید است ،اینگونه عملیات که اصطلاحاً به آن طرح گفته می شود در محدوده کار مهندسی آبیاری یا عمران است.

1. برسی صحرایی: طرح و برنامه ریزی متمم های زهکشی نیاز به اطلاعات بسیار زیادی دارد که باید با برسی های صحرایی جمع آوری و تجزیه و تحلیل شوند این اطلاعات در دو زمینه میتواند بکار گرفته شود که عبارتند از:

الف) برای تشخیص مسئله و و پی بردن به ماهیت مشکل زهکشی در مزرعه،

ب) برای تهیه برنامه و طرح زهکشی.

2. مراحل تهیه طرح:

 الف) در مرحله اول یا تشخیص پروژه به ندرت تجزیه و تحلیل صورت می گیرد ،در این مرحله فقط بر اساس اطلاعات موجود مشخص می گردد که آیا اصولاً مسائلی به عنوان زهکشی وجود دارد یا خیر و آیا صورت خواهد داشت که پروژه ای  به مرحله بعد برود یا نه، 

 ب) مرحله شناسایی،  

  ج) مرحله مکان یابی،  

  د) مرحله طرح تفضیلی. 

 در بسیاری از کشورها پروژه های زهکشی معمولاً در سه فاز انجام می شوند می شوند که عبارتند از:

• فاز اول (شناسایی و طرح متد یابی) 
• فاز دوم (اجرا) 
• فاز سوم (تهیه نقشه های اجرایی) 

 3. معیار های اساسی در طراحی : تهیه یک طرح زهکشی مستلزم آن است که عوامل زیر به صورت مطلوب با یکدیگر تلفیق و بکار  برده شود:

الف) متغییرهای سیستم : نوع زهکشی ،سازه ها ،فاصله زهکشی ،عمق زهکشی ها ،ظرفیت آنها ،مواد مورد استفاده، روش اجرا وتطبیق روش آبیاری با نوع سیستم زهکشی. 

ب) متغییرهای کشاورزی: نوع زراعت ،تناوب کشت ،الگوی زراعت ،عملیات زراعی و غیره. 

ج) متغییرهای محیطی: استانداردهای کیفی آب ،معیارهای حفاظت محیط زیست و اکوسیستمهائی که با اجرای طرح تحت تاثیر قرار می گیرند. 

د) متغییرهای مدیریتی: راهبری و نگهداری سیستم ،مسائل اداری و مالی تا تشکل های آبیاری و زهکشی و غیره.

4. باران طرح 

5. طراحی سیستم های زهکشی مزرعه 

6. تعیین معیارهای طراحی

عواملی چند به شرح زیر برای انتخاب یکی از انواع زهکش های لوله ای، ترانشه ها یا انهار به عنوان مناسب ترین سیستم برای زهکشی مورد توجه قرار می گیرد:

آب سطحی: ترانشه ها یا انهار روباز علاوه بر زهکشی زیر زمینی قادر به جمع آوری رواناب های سطحی نیز می باشند. در حالی که زهکش های لوله ای فقط در شرایط بسیار ویژه می تواند اینگونه عمل نماید. همچنین ترانشه ها یا انهار زهکشی محل مناسبی برای ذخیره موقت سیستم هایی است که با پمپاژ تخلیه می شود.

اشغال اراضی: احداث زهکش های زیر زمینی به صورت ترانشه یا انهار روباز موجب اشغال تا حدود ۱۵ درصد از اراضی می گردد. در حالی که زهکش های لوله ای زمینی را اشغال نمی کند.

مزاحمت برای عملیات زراعی: ترانشه ها یا انهار روباز فعالیت ماشین آلات را محدود می سازد و در نتیجه هزینه های عملیات زراعی افزایش می یابد.

نگهداری: ترانشه ها یا انهار روباز به طور مکرر (۱ تا ۲ بار در سال) نیاز به عملیات نگهداری دارد. در حالی که زهکش های لوله ای زیرزمینی هر ۳ تا ۶ سال یک بار به اجرای عملیات نگهداری نیاز پیدا می کند و در مواردی حتی نیازی به اجرای عملیات نگهداری به صورت منظم نیز نیست.

نصب: زهکش های لوله ای به سادگی به وسیله ماشین آلات در عمق و با شیب معین نصب می شود. احداث ترانشه ها یا انهار روباز نسبتا مشکل تر است.

شرایط خاک: ممکن است شرایط خاک تسهیلات یا مشکلاتی برای استفاده از انهار روباز یا زهکش های لوله ای به وجود آورد (مثلا خطر فرسایش خاک در انهار روباز، و یا خطر مسدود شدن لوله ها با نهشته های آهن).     هزینه ها: هزینه های اجرا و تدارک مصالح، ابزار، تجهیزات و غیره.

هرچند عموماً استفاده از سیستم زهکش های لوله ای منتج به نصب شرایط بهتر و عملکرد مطمئن تر می شود، با این حال در شرایط زیر احداث زهکش های روباز ترجیح داده می شود:

برای کاهش ظرفیت پمپاژ زهکشی، ذخیره کردن موقت هرزآب ها مورد نظر می باشد. 

اراضی ای که هم به زهکش های سطحی و هم به زهکش های زیر زمینی نیاز داشته باشند (مناطق مرطوب). وجود انهار مزاحمت زیادی برای عملات زراعی فراهم نسازد. به طور مثال در مزارعی که انهار زهکشی به فواصل زیاد از یکدیگر قرار می گیرد و یا در باغ ها که عملیات زراعی محدودی دارد. در خاک های با نفوذپذیری خیلی کم، خاک های تکامل نیافته و پیت.

 در اراضی خیلی مسطح، از نظر اینکه شیب مورد نیاز انهار روباز بسیار کمتر از شیب مورد نیاز لوله ها است.     استاندارد زهکشی بالایی مورد نیاز نباشد (مثلا برای زهکشی اراضی چمنی). بیشتر معیارها و ضوابطی که برای آرایش شبکه و طراحی مسیر زهکش لوله ای مورد استفاده قرار می گیرد برای زهکش های روباز نیز کاربرد دارد. به طور معمول انهار زهکشی روباز برای آرایش شبکه زهکشی در سیستم طبیعی یا موازی مناسب تر بوده و با آن سازگارتر است.

شبکه زهکشی بسطی برای آن که آب به داخل دامنه نفوذ نکند باید ترتیبی داد تا هرچه زودتر سطح دامنه را ترک کند. احداث آبروهای مناسب در سطح دامنه، یا در روی پلکانها، یکی از مهمترین تمهیدات در این مورد است.  این آبروها باید ضمن دارا بودن گنجایش و شیب کافی، بسترشان نیز غیر قابل نفوذ باشد. برای جلوگیری از تخریب و پر شدن این جویها در طول زمان، می‌توان آنها را با قطعات سنگ پر نمود. این روش در مورد دامنه‌های خاکی یا دامنه‌های متشکل از سنگهای تجزیه شده، مفید واقع می‌شود و می‌تواند علاوه بر پیشگیری، در مراحل اولیه حرکت دامنه نیز نقش ترمیمی داشته باشد. نقش مهم دیگر شبکه زهکشی سطحی جلوگیری از فرسایش سطح دامنه توسط آبهای جاری است. مسدود کردن شکافها ترکها و شکافهای سطحی محلهای مناسبی را برای نفوذ آب به داخل دامنه فراهم می‌کند. وجود این شکافها، مخصوصا در مراحل آغازین توسعه یک ناپایداری جدید، مشکل آفرین تر می‌شود. پر کردن این شکافها توسط مواد غیر قابل نفوذی مثل رس، بتن یا مواد نفتی می‌تواند تا حدود زیادی از انباشته شدن آب و نفوذ آن به داخل دامنه جلوگیری کند. این روش هم در مورد دامنه‌های خاکی و هم سنگی قابل اجراست و می‌تواند هم در پیشگیری بکار رود و هم درمراحل اولیه ایجاد یک زمین لغره، پیشرفت آن را کند یا متوقف نماید. غیر قابل نفوذ کردن بخش دامنه یکی از رایج ترین روشهای غیر قابل نفوذ کردن سطح زمین، پاشیدن مواد نفتی (مالج) به سطح دامنه است. مالج به انواعی از مواد نفتی سنگین مایع اطلاق می‌شود که معمولاً جزء محصولات زاید پالایشگاه یا کارخانه‌های پتروشیمی است. این روش ضمن جلوگیری از نفوذ آب بهداخل دامنه، با چسباندن ذرات خاک به یکدیگر، سطح دامنه را در برابر آثار فرسایشی باد و تا حدی آب جاری محفوظ نگاه می‌دارد. انواع روشهای زهکشی آبهای داخل دامنه با وجود کوششی که برای جلوگیری از نفوذ آب به داخل دامنه صورت می‌گیرد باز هم ممکن است قسمتی از آبها از سطح دامنه نفوذ از محلی دورتر توسط آب زیرزمینی به داخل دامنه حمل شود. این آبها قبل از هر چیز با افزودن به وزن نیروهای رانشی را زیاد می‌کنند.  زهکشی ثقلی افقی ایجاد زهکشهای تقریبا افقی می‌تواند نقش موثری در کاهش فشار آب داخل دامنه‌های سنگی و خاکی داشته باشد. از این رو می‌توان از این روش هم برای پیشگیری از حرکت و هم جلوگیری از تحرک یک زمین لغزه در حال تشکیل استفاده کرد. به این منظور در بخشهای پایینی دامنه افقی، با شیب ناچیزی به سمت خارج برای ایجاد جریان ثقلی آب، حفر می‌شود. گالریهای زهکش حفر نقب یا گالریهای زهکش در دامنه‌های سنگی و خاکی، مخصوصا در جاهایی که زهکشی عمیق بخشهای داخلی دامنه مورد نظر است، مفید واقع می‌شود.  چنین گالریهایی می‌توانند هم نقش پیش گیرنده داشته و هم در مراحل اولیه حرکت دامنه جهت جلوگیری از حرکات بیشتر آن بکار روند.  کارایی گالریهای زهکش را می‌توان با حفر گمانه‌های شعاعی از داخل گالری افزایش داد. زهکشی ثقلی قائم این نوع زهکشی بیش از همه برای تخلیه آب سفره‌های معلق که بر روی یک بخش غیر قابل نفوذ تشکیل شده و در زیر آن لایه‌های نفوذپذیر و بازکشی آزاد وجود دارد، بکار برده می‌شود. پمپاژ حفر چاههای عمیق و پمپاژ آنها می‌تواند بطور موقت در بهبود وضعیت دامنه ناپایدار موثر باشد. این روش عمدتا در مورد دامنه‌های سنگی بکار می‌رود. زهکشهای فشار شکن حفر چاه، چاهک یا خندق (تراشه) در پای دامنه، برای جلوگیری از افزایش بیش از حد فشار آب و بالا راندگیهای ناشی از آن در بخشهای مجاور پای دامنه، اغلب مفید واقع می‌شود.  این روش منحصرا در مورد دامنه‌های خاکی و معمولاً در مجاورت دامنه پایاب سدهای خاکی ایجاد می‌شود.  خندق در بالای خاکریز این روش، در مورد دامنه‌های خاکی حفاری شده و یا خاکریزها، مخصوصا خاکریزهایی که دردامنه ایجاد می‌شود، به کارگرفته می‌شود و علاوه بر پیشگیری از تفرش می‌تواند در مراحل اولیه ناپایداری نقش ترمیمی نیز داشته باشد. زهکش ورقه‌ای این روش، همان گونه که از نام آن پیداست، به صورت یک لایه زهکش عمل می‌کند. در خاکریزها، مخصوصا خاکریزهایی که در دامنه ایجاد می‌شود، وجود لایه‌ای از مواد نفوذپذیر در زیر خاکریز، ضمن زهکشی آبهای محلی دامنه و داخل خاکریز، از افزایش بیش از حد فشار آب در خاکریز، جلوگیری به عمل می‌آورد. الکترواسمز این روش عمدتا در دامنه‌های خاکی که از لای درست شده باشند بکار گرفته می‌شود و ضمن تسهیل تخلیه آب بر مقاومت خاک می‌افزاید. به این منظور الکترودهایی را در عمقی که مایلیم آب آن تخلیه شود، قرار می‌دهیم و جریان مستقیم به آنها وصل می‌کنیم.  جریان باعث می‌گردد که آب بین ذره‌ای از قطب مثبت به سمت قطب منفی حرکت کرده و در آنجا توسط پمپاژ به خارج هدایت شود.  مواد شیمیایی مواد شمیایی عمدتاً در مورد دامنه‌های خاکی رسی بکار گرفته شده و وظیفه اصلی آنها بالا بردن مقاومت رسوبهاست.  این روش می‌تواند به عنوان پیشگیری، یا در مراحل اولیه ناپایداری، به منظور تصحیح و ترمیم بکار رود.

انواع سیستم های زهکشی

از دیدگاههای متفاوت ، زهکش ها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می نمایند .در صورتی که نوع زه آب از نظر سطحی یا زیر سطحی مورد توجه باشد ، زهکش ها 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 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 میشود.  سیستم زهکشی سطحی : برای مناطق مرطوب بیشترین کاربرد را دارد و به خاطر اینکه بارندگی در سطح زمین تجمع پیدا می کند ، 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 نهرهای عمیق زهکشی: این سیستم از انهاری تشکیل شده 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

6- شرایط خاک

سیستم های زهکشی زیر سطحی:

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 می شود سطح ایستابی تا زیر منطقه توسعه ریشه ها پایین آورده شود پتانسیل 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 گویند. 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. 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 .

سیستم های زهکشی لوله ای:

بیشتر شبکه های زهکشی زیر زمینی از نوع لوله ای می باشند این سیستم ها در مورد کنترل شوری اراضی تحت آبیاری نیز به کار برده می شوند تا به حال زهکش های لوله ای در مناطق خشک کمتر به کار گرفته شده اند دلیل آن هزینه های بالای این سیستم هاست. اما اصلاح خاکهای شور در این مناطق استفاده از آنها را اجتناب ناپذیر نمده است.در سالهای اخیر تحقیقات بسیار زیادی در زمینه عملکرد لوله های زهکشی ،نحوه نصب لوله ها و مصالحی که در زهکشی زیر سطحی بکار می رود بعمل آمده است که نتیجتاً به توسعه این سیستم ها منجر شده است.

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 میگردد. 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 مسطح 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.

سیستمهای منفرد و مرکب:

زهکش های لوله ای ممکن است به داخل کانالهای کلکتور روباز یا کلکتورهای لوله ای تخلیه شوند که حالت اول را سیستم ساده یا منفرد و حالت دوم را سیستم مرکب گویند. که در صورت انتخاب هر یک از سیستم ها مزایا و یا معایب زیر را شامل می شود: الف) آبهای سطحی: در صورت وجود کانالهای کلکتور آّ سطحی اضفی می تواند وارد آن شده و از زمین خارج گردد. ب) انسداد: در سیستم ساده به سادگی می توان مشاهده کرد که آیا آب از لوله های زهکش وارد کلکتور می شود یا خیر و اگر انسدادی صورت گرفته باشد نسبت به رفع آن اقدام نمود اما در سیستم مرکب چنین امکانی وجود ندارد. ج) نگهداری: نگهداری کلکتورهای روباز نیاز به تعمیر و مراقبت زیادی دارند. د) هزینه: شبکه مرکب هزینه اولیه زیادی رادارد بخصوص اگر لازم باشد در محل اتصال لوله ها تاسیسات برای بازرسی نیز ساخته شوند ولی با توجه به اینکه هزینه مراقبت آن کمتر است. ه) خروجیها: محل اتصال زهکش های لوله ای به کلکتور روباز بعنوان نقاط ضعف سیستم محسوب می شوند زیرا در زمان لایروبی کلکتور صدمه میبیند.

نصب کردن لوله ها:

ترنچرها قادر به نصب انواع لوله های رسی، بتنی و یا پلاستیکی هستند. لوله های رسی و بتنی با دست بر روی یک مجرای شیب دار قرار داده می شوند و از این طریق به قسمت پایین صندوق محافظ ترانشه منتقل شده و در آنجا پشت سر هم در مسیر مستقیم در کف ترانشه کارگذاری می شوند. تنبوشه ها باید به گونه ای قرار گیرند که بین آنها اتصال صحیح برای ورود آب و زهکشی فراهم گردد. در زهکش های بزرگتر وضعیت قرار گرفتن لوله ها به وسیله شخصی که در صندوق محافظ نشسته یا ایستاده است، تحت نظر قرار می گیرد. درز بین لوله ها نباید بیش از سه میلیمتر باشد در خاک های ماسه ای، یا خاک های دارای یک لایه ماسه ای در عمق نصب زهکش ها، درز بین قطعات لوله نباید بیشتراز دو برابر دی هشتاد و پنج باشد. در خاک های ماسه ای ریز واگرا، استفاده از تنبوشه های رسی یا سیمانی، بدون کاربرد پوشش های شن وماسه ای یا پوشش های مناسب مصنوعی، قابل توصیه نیست.

لوله های پلاستیکی معمولا از طریق یک قرقره هادی که در ترنچرهای چرخ لاستیکی در جلو و در ترنچرهای چرخ زنجیری در بالای آن نصب شده است، به سمت قسمت حفار ماشین هدایت می شود. در ترنچلس ها تنها از لوله های کنکگره دار با قطر نه چندان زیاد استفاده می شود. در این ماشین ها شعاع انحناء مسیر لوله های زهکشی به ویژه در صورت پوشش داشتن آنها، نباید کمتر از پنج برابر قطر لوله باشد. کیفیت لوله های زهکشی در کارگذاری ماشینی آنها، حایز اهمیت زیادی است. لوله های ترک دار، شکافته شده و تغییر شکل یافته و یا دارای سایر معایب، همچنین پوشش های پاره شده که امکان نصب و عملکرد صحیح را مقدور نمی سازندنباید مورد استفاده قرار گیرند. گذشته از این، انتهای بالادست یا ابتدای همه زهکش ها و جمع کننده ها به منظور جلوگیری از ورود خاک باید بسته شود. مشکلاتی که احتمال دارد در زمان نصب لوله ها رخ دهند عبارتند از: له شدن و آسیب دیدن لوله ها، پیچ خوردن مقطع لوله، کنده شدن اتصالات و جدا شدن لوله ها. در این حالت جلوی تخلیه زه آب گرفته می شود. هرچند که ممکن است بالاخره آب از میان خاک ها راهی به طرف قسمت سالم پایین دست زهکش و یا زهکش های مجاور پیدا کند. در بالادست محل انسداد، آب در لوله پس می زند و در بالای زهکش جمع شده و موجب بالا آمدن سطح آب زیرزمینی می گردد.

چه در ترنچرها و چه در ترنچلس ها کلاف لوله های کم قطر زهکش بر روی قرقره ای واقع در روی ماشین حمل می شود. این کلاف ضمن عمل نصب باز می شود. لوله های با قطر بزرگتر معمولا قبل از عملیات نصب در طول مسیر خط زهکشی چیده می شوند و در هنگام نصب به قسمت حفار ماشین هدایت می گردند.

کشیدن بیش از حد لوله ها ممکن است باعث جدا شدن محل اتصال و یا پاره شدن آنها گردد. آسیب دیدگی لوله ها می تواند در هنگام بازشدگی کلاف لوله به راحتی از دید پنهان بماند. در هر حال آسیب دیدگی لوله ها با خیس شدن موضعی سطح مزرعه خود را نشان خواهند داد. بنابراین ترنچلس ها باید مجهز به هدایت کننده هایی برای سهولت ورود لوله ها به داخل هادی لوله باشند. کاربرد پوشش شن و ماسه در صورتی که گراول از میان محفظه تغذیه کننده آرام و یکنواخت پایین نرود، ممکن است موجب کشیدگی نا خواسته و قابل ملاحظه لوله زهکش شود.

به هنگام تمیزکردن لوله های پی وی سی به روش جت گاهی مشاهده شده است که زهکش ها در خط مستقیم کارگذاری نشده بلکه تا حدودی حالت مارپیچی دارند. این پدیده در اثر تنش وارد شده به لوله ها به هنگام باز شدن قرقره در زمان نصب لوله بروز می کند. سینوسی شدن حالت لوله ها می تواند موجب افزایش حبس هوا در داخل لوله ها گردد. در مناطق مرطوب و معتدل قسمت اعظم آبی که باید از سطح زمین یا زیر خاک زهکشی شود از نزولات جوی منشأ می گیرد. قسمت اندکی از نزولات به صورت برف می باشد ولی عمده آن را باران  تشکیل  می دهد. مقدار و شدت بارندگی نقش مهمی را در تعین لزوم زهکشی دارد. گنجایش نهرهای زهکش رابطه ای مستقیم با مقدار بارندگی و میزان نفوذ آن در زمین دارد.

باران طرح:

بحرانی ترین واقعه بارندگی است که سیستم زهکش باید قادر به خروج آن شود. البته ممکن است باران شدیدتر از بحرانی ترین بارندگی (که سیستم زهکش براساس آن طراحی شده است) نیز  ببارد که از سیستم زهکش انتظار نداریم آن را مهار کند(مسلماً این باران خسارتی را به زمین وارد خواهد کرد). رابطه بین  ارتفاع کنترل نشده باران و میزان خسارت وارده بسیار پیچیده است. آنچه مسلم است هر چه ارتفاع باران کنترل نشده افزایش یابد خسارت هم افزایش  می یابد و از طرف دیگر با افزایش ارتفاع باران طرح، منافع حاصله از سیستم زهکشی ممکن است افزایش یافته ولی این امر هزینه ها را نیز افزایش می دهد بنابراین انتخاب ارتفاع برای باران طرح یک پارامتر اقتصادی بوده و نیاز به این دارد که درآمدها در مقابل هزینه ها بهینه سازی شده و بهترین گزینه انتخاب شود.

تخلیه زهکش با پمپاژ:

در شرایطی که امکان تخلیه ثقلی جریان زهکشیِ تمام یا بخشی از اراضی مورد زهکشی، به صورت ثقلی از نظر بالا بودن سطح آب در تخلیه گاه (به صورت فصلی یا دائمی) فراهم نباشد، تخلیه جریان زهکشی برای این بخش به صورت پمپاژ انجام خواهد شد. سامانه زهکشی اراضی زیر پوشش پمپاژ، باید به صورتی طراحی گردد که نیازهای زهکشی و بهره برداری کارا از پمپ ها فراهم شود. اراضی تحت زهکش به صورت پمپاژ، باید با احداث گوره های خاکی پیرامونی در مقابل جریان سرریزی و یا برگشت آب از تخلیه گاه و آثار موج حفاظت گردد. تخلیه جریان زهکشی محدوده اراضی باید از طریق مجاری مجهز به دریچه یکطرفه انتهایی، که از ورود جریان در شرایط بالا بودن سطح آب در تخلیه گاه جلوگیری و امکان جریان ثقلی در مواقع کم آبی تخلیه گاه را فراهم می آورد، صورت گیرد.  به طور کلی سامانه زهکشی زیر پوشش پمپاژ باید موارد زیر را در بر گیرد: 

• سطح آب در حوضچه مکش ایستگاه پمپاژ زهکشی باید با شیب هیدرولیکی سامانه زهکشی منطبق باشد.

• کاربرد بهینه تالاب ها و باتلاق های مجاور ایستگاه پمپاژ به منظور افزایش ظرفیت ذخیره جریان زهکشی مازاد بر ظرفیت حوضچه پمپاژ و فراهم آوردن امکان کاهش بده پمپاژ زهکشی مورد توجه قرار گیرد. 

• محل ایستگاه، در گودترین نقطه محدوده اراضی زیر پوشش زهکشی با پمپاژ قرار گیرد؛ ضمن آن که به نزدیک ترین خروجی نیز دسترسی داشته باشد.

• مجرای روباز زهکش ورودی به حوضچه پمپاژ باید در حد کافی دارای عمق و ظرفیت عبور جریان باشد تا از تغییرات شدید سطح آب در مجرا و فرسایش آن جلوگیری شود. 

• در انتخاب محل ایستگاه پمپاژ زهکشی، ضمن رعایت موارد بالا، تعدیل لازم به منظور دسترسی به پی مناسب با حداقل استفاده از سپرکوبی و شمع کوبی، عدم غرقابی تجهیزات پمپاژ در دوران بهره برداری، دسترسی آسان به نیروی برق (یا سوخت فسیلی) و حفاظت در مقابل آسیب رسانی احتمالی توسط افراد ، مدنظر قرار گیرد. 

• اراضی خیلی پست واقع در محدوده تحت زهکشی با پمپاژ را اغلب می توان با روش اقتصادی قابل اطمینان از طریق احداث یک ایستگاه پمپاژ با ظرفیت محدود مورد بهره برداری قرار داد و از طراحی سامانه پمپاژ زهکشی برای کل اراضی حتی الامکان خودداری نمود.

• مجرای زهکش خروجی از ایستگاه پمپاژ به طرف تخلیه گاه باید ظرفیت لازم برای عبور جریان پمپاژ شده را داشته باشد و با ضوابط مربوط به تخلیه جریان زهکشی سازگار 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 ازجاه زهکشی را دیواترینگ گویند   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.

عواملی چند به شرح زیر برای انتخاب یکی از انواع زهکش های لوله ای، ترانشه ها یا انهار به عنوان مناسب ترین سیستم برای زهکشی مورد توجه قرار می گیرد: 

آب سطحی:

ترانشه ها یا انهار روباز علاوه بر زهکشی زیر زمینی قادر به جمع آوری رواناب های سطحی نیز می باشند. در حالی که زهکش های لوله ای فقط در شرایط بسیار ویژه می تواند اینگونه عمل نماید. همچنین ترانشه ها یا انهار زهکشی محل مناسبی برای ذخیره موقت سیستم هایی است که با پمپاژ تخلیه می شود

اشغال اراضی:

احداث زهکش های زیر زمینی به صورت ترانشه یا انهار روباز موجب اشغال تا حدود 15 درصد از اراضی می گردد. در حالی که زهکش های لوله ای زمینی را اشغال نمی کند.

مزاحمت برای عملیات زراعی:

ترانشه ها یا انهار روباز فعالیت ماشین آلات را محدود می سازد و در نتیجه هزینه های عملیات زراعی افزایش می یابد. 

نگهداری:

ترانشه ها یا انهار روباز به طور مکرر1 تا 2 بار در سال نیاز به عملیات نگهداری دارد. در حالی که زهکش های لوله ای زیرزمینی هر 3 تا 6 سال یک بار به اجرای عملیات نگهداری نیاز پیدا می کند و در مواردی حتی نیازی به اجرای عملیات نگهداری به صورت منظم نیز نیست. 

نصب:

زهکش های لوله ای به سادگی به وسیله ماشین آلات در عمق و با شیب معین نصب می شود. احداث ترانشه ها یا انهار روباز نسبتا مشکل تر است. 

شرایط خاک:

ممکن است شرایط خاک تسهیلات یا مشکلاتی برای استفاده از انهار روباز یا زهکش های لوله ای به وجود آورد مثلا خطر فرسایش خاک در انهار روباز، و یا خطر مسدود شدن لوله ها با نهشته های آهن

هزینه ها:

هزینه های اجرا و تدارک مصالح، ابزار، تجهیزات و غیره 

هرچند عموما استفاده از سیستم زهکش های لوله ای منتج به نصب شرایط بهتر و عملکرد مطمئن تر می شود، با این حال در شرایط زیر احداث زهکش های روباز ترجیح داده می شود. وجود انهار مزاحمت زیادی برای عملات زراعی فراهم نسازد. به طور مثال در مزارعی که انهار زهکشی به فواصل زیاد از یکدیگر قرار می گیرد و یا در باغ ها که عملیات زراعی محدودی دارد. 

در خاک های با نفوذپذیری خیلی کم، خاک های تکامل نیافته و پیت 

در اراضی خیلی مسطح، از نظر اینکه شیب مورد نیاز انهار روباز بسیار کمتر از شیب مورد نیاز لوله ها است 

استاندارد زهکشی بالایی مورد نیاز نباشد (مثلاَ برای زهکشی اراضی چمنی)

بیشتر معیارها و ضوابطی که برای آرایش شبکه و طراحی مسیر زهکش لوله ای مورد استفاده قرار می گیرد برای زهکش های روباز نیز کاربرد دارد. به طور معمول انهار زهکشی روباز برای آرایش شبکه زهکشی در سیستم طبیعی یا موازی مناسب تر بوده و با آن سازگارتر است 

زهکش های روباز با فواصل زیاد 100 تا 200 متر و عمق 2 تا 3 متر در اراضی تحت آبیاری برای زهکشی آب زیر زمینی و کنترل شوری به کار می رود

نتیجه گیری

معیارهای رایج طراحی و مدیریت سیستم های زهکشی، تهویه و کنترل شوری در ناحیه ریشه گیاه می باشند. رهاسازی زه آب ها در محیط باعث بروز مسائل زیست محیطی گردیده و اهمیت این مسائل روز به روز بیشتر میگردد. بنابراین معیاری دیگر باید به معیارهای فوق الذکر افزوده شود که همان معیار کیفیت آب و اثرات زیست محیطی آن می باشد. در کنار طراحی و مدیریت شبکه های زهکشی با در نظر گرفتن جنبه های زیست محیطی، حتماَ باید مدیریت سیستم های آبیاری را نیز مدنظر داشت. در تمامی روش هایی که برای کنترل و بهبود کیفیت زه آب مطرح شد، بر روی استفاده گیاه از آب زیر زمینی کم عمق تأکید شده است که این کار باعث کاهش مصرف آب آبیاری و به تبع آن افزایش فاصله زهکش ها و کاهش حجم زه آب می گردد.

مدیر سایت: بهزاد سرهادی

شماره تلفن: 09190622992

شناسه تلگرام مدیر سایت: SubBasin@

نشانی ایمیل: behzadsarhadi@gmail.com

(سوالات تخصصی را در گروه تلگرام ارسال کنید)

_______________________________________________________

×

 براي پيوستن به بزرگترين گروه تلگرام علوم و مهندسي آب با امکان تبادل نظر بين اعضاء کليک کنيد

کتاب کاربرد مدل QUAL2KW

کتاب کاربرد GIS در منابع آب

کتاب محاسبه سيل طرح