مقدماتی درباره زهکشی :
اغلب چینین تصور می شود که در کشوری مانند ایران با سرزمینی پهناور ، خاک را نمی توان به عنوان عامل محدود کننده در تولیدات کشاورزی به حساب آورد . بر اساس همین تصور مسآله احیای اراضی و زهکشی آنطور که باید مورد توجه قرار نگرفته است . البته درست است که اکثر خاکهای ایران بطور طبیعی دارای وضعیت مناسبی از نضر زهکشی عمقی میباشند ،لکن موارد بسیاری نیز مشاهده میشود که در آنها اراضی بطور موقت یا داِئم زه دار بوده و امکان کشت و کار در آنها هیچ یا به طور کلی کم است . این گونه اراضی فقط در صورتی قابل استفاده خواهند بود که عملیات زهکشی در آنها به اجرا در آید. همچنین بهره برداری مجدد از خاکهای که مورد استفاده ممتد و آبیاری مداوم قرار داشته و بخصوص مناطقی که خاک شور و سدیمی دارند مستلزم اعمال روشهای مناسب زهکشی و اصلاح اراضی خواهد بود .
اهمیت مسآله در شرایط آبیاری با آب شور و یادر اراضی ساحلی که تحت تآثیر جزر و مد دریا قرار دارند بعد وسیعتری پیدا میکند . انجام هرگونه عملیات زهکشی چه در طرحهای آبیاری و زهکشی و چه به منظور رفع مشکلات موضعی و موقت ناشی از وجود آب اضافی ، منوط به آشنایی کامل با اصول علم زهکشی است.
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 صور مختلف تقسیم بندی نمود . به عنوان مثال :
- زهکش حوزه سطحی یا زیرزمینی
- 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.
اب 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.
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 شوند . این 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 نظر . با 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 میگردد.
فواید زهکشی :
- حفظ ساختمان خاک و افزایش کارپذیری آن(workability)
- تسریع در جوانه زنی و افزایش دوره رشد
- گسترش عمق توسعه ریشه گیاه
- امکان کشت گیاهان مختلف
- جذب بهتر مواد غذایی خاک بوسیله ریشه
- کاهش آفات و امراض و هزینه های مقابله با آنها
- کنترل علفهای هرز
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 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 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:
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 مینماید . 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 باشند . یک 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.
منبع : hedrology.blogfa.com
پوشش زهکش از هر جنسی که باشد و با هر روشی که نصب شود، باید زهکش را کاملا احاطه کند مگر اینکه زهکش بر روی لایه غیر قابل نفوذ قرار گرفته باشد. چنانچه پوشش تنها قسمت بالای لوله زهکش را در بر گیرد، برای جلوگیری از رسوب کافی نیست زیرا در صورتی که آب از همه طرف وارد زهکش شود، رسوبگذاری در کف لوله زهکش صورت می گیرد. پوشش های حجیم ( شن و ماسه ای ) را می توان قبل از نصب لوله در کف ترانشه پخش کرد. لیکن این امر تنها در مواردی که خاک پایدار بوده و دیواره ترانشه ریزش نداشته باشد، امکان پذیر است. چنانچه قرار باشد که زهکش با دست تعبیه شده و از پوشش حجیم استفاده شود، در این صورت باید ابتدا پوشش را در کف ترانشه پخش کرده و سطح آن را صاف نمود و سپس زهکش ها را کار گذاشته و به ضخامت مورد نیاز با مواد پوششی پوشاند. در کارگذاری ماشینی نیز کاربرد پوشش ها به همین روش به انجام می رسد. پوشش های نواری، که به صورت رول هستند، باید در زیر و روی زهکش ها کارگذاری شوند. جنس نوار زیرین لزوما با جنس نوار رویی یکسان نیست. در مجموع پوشش هایی که دور لوله پیچانده شده اند نسبت به سایر پوشش ها ترجیح دارند، چرا که این پوشش ها زهکش ها را از همه طرف محافظت کرده و عملکرد آن از اطمینان بیشتری نسبت به پوشش های حجیم و نواری برخوردار است.یه هر صورت، پوشش های خوب و قابل اطمینان تنها در صورتی به طور موفق عمل می کنند که به طور صحیح و تحت شرایط مطلوبی از نظر خاک و رطوبت کارگذاری شوند. وجود شن روان در کف ترانشه، موجب ناکارآمدی فوری و کامل پوشش و بالطبع زهکش خواهد شد.
علیرغم تمام تلاش هایی که برای مکانیزه کردن و کارگذاری صحیح پوشش های شن و ماسه ای صورت گرفته است، استفاده از این پوشش ها روز به روز کمتر می شوند. از جمله این تلاش ها تعبیه نوعی آگر در انتهای صندوق حفار ماشین های زهکشی است که پوشش را به طور یکنواخت توزیع کند و کش آمدن لوله را کاهش دهد. با این حال مشکل تغذیه شن و ماسه در هنگام نصب، هنوز به طور کامل حل نشده است. اگرچه به طور نظری امکان کاربرد شن و ماسه در ترنچلس های با حفاری قائم نیز همانند حفاری های V شکل وجود دارد،با این حال نگرانی های مربوط به گیر کردن شن و ماسه در لوله تغذیه ماشین، موجب شده است که روش نصب بدون ترانشه برای کاربرد شن و ماسه نامناسب باشد. کارگذاری پوشش های شن و ماسه ای همچنان دشواری هایی داشته و نیروی انسانی زیادی لازم دارد. تجارب کارگاهی موجود در کاربرد این نوع پوشش ها، حاکی از وجود اشکالاتی از نظر ورود خاک به داخل زهکش و رسوب گذاری در لوله هاست. اشکالات عمده عبارتند از:
• جدا شدن شن و ماسه ها و تغییر دانه بندی مورد نظر پوشش در خلال حمل و کارگذاری
• مشکل حرکت شن و ماسه در لوله تغذیه ماشین
• توزیع غیر یکنواخت در اطراف لوله
• اختلاط ناخواسته خاک با شن و ماسه در محل دپو
ماسه درشت و دارای دانه بندی خوب نیز می تواند به عنوان پوشش زهکش ها به کار رود. ولی مشکل گیر کردن ماسه در لوله تغذیه به دلیل مقاومت برشی آن، به ویژه در صورتیکه مرطوب باشد، بسیار جدی تر از شن است.
پوشش های آلی و مصنوعی، که از قبل دور لوله های کنگره دار پیچیده شده اند، هم توسط ترنچرها و هم به وسیله ترنچلس ها قابل کارگذاری هستند. با این حال این نوع پوشش ها نیز به علت حمل و نقل و حرکت سریع ماشین ها، در معرض آسیب دیدن هستند. در صورتیکه این پوشش ها از مواد نا مرغوب ساخته شده باشند و یا با دقت لازم در دور لوله ها پیچیده نشده باشند این خطر بیشتر است. به منظور جلوگیری از هجوم موضعی ذرات خاک به سوراخ های پوشش، این پوشش ها باید تمام محیط لوله را بپوشانند. علاوه بر آن پوشش ها در زمان حمل و کارگذاری نیز نباید آسیب ببینند. از این رو برای اجتناب از ایجاد سوراخ های باز در پوشش ها، مواد اولیه مصرفی باید قبل از پیچیده شدن به دور لوله ضخامت کافی داشته و تا حد امکان یکنواخت باشند.
نوار های زمین بافت ( ژئوتکستایل ) که برای پوشاندن لوله های زهکش مورد استفاده قرار می گیرند، به صورت رول عرضه می شوند. نوارها برای پوشاندن کامل لوله ها باید به اندازه کافی عریض بوده و لبه آنها در محیط لوله با مقداری همپوشانی روی هم قرار گیرند. چنانچه لیه نوار پوشش زمین بافت به یکدیگر دوخته می شوند باید عرض نوارها زیاد باشد. در صورتی که قرار باشد پوشش ها قبلا دوخته شده و به طور دستی و در مزرعه همانن جوراب به زهکش ها پوشانیده شوند، باید پوشش و محل دوخت آنها به اندازه کافی محکم باشد تا بدون آسیب دیدگی یا پاره شدن به روی لوله ها کشیده شوند. پوشش های بافته شده معمولا از استحکام کافی برای مقاومت در برابر بارهای مکانیکی وارده در زمان کارگذاری برخوردارند.
در کارگذاری ماشینی زهکش ها به منظور اطمینان از نصب درست و عملکرد صحیح زهکش ها باید همواره مصالح کافی وجود داشته باشد. از این رو مصالحی با کیفیت بالا مورد نیاز بوده و قبل از نصب، باید مشخصات فنی آنها با استانداردهای قابل قبول مطابقت داده شود. بنابراین استاندارد کیفیت لوله های زهکشی و پ.شش ها از اهمیت زیادی برخوردار است. در کاربرد هیچ یک از پوشش های PLM و مواد زمین بافت پیچیده شده آماده در دور لوله، در زمان نصب با ترنچر یا ترنچلس، مشکل خاصی بروز نیافته است. وزن سبک آنها، برای کاربرد در خاک های نرم مناسب است. در حالی که در این نوع خاک ها کاربرد شن و ماسه به دلیل وزن سنگین آنها مشکلاتی را به وجود می آورد.
مرجع:
مواد و مصالح سامانه های زهکشی زیرزمینی- گروه کار زهکشی کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران
منبع : http://zehab.persianblog.ir/
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 d85 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.
لوله های PVC به دلیل شکنندگی در دمای پایین، نباید هنگامی که درجه حرارت کمتر از سه درجه سانتی گراد است نصب شوند. از انبار کردن لوله های PE در دمای بیش از 40 درجه سانتی گراد به دلیل تغییر شکل لوله ها در اثر کشش یا فشارهای وارده باید خودداری شود. اشعه ماوراء بنفش خورشید در صورت تابش مستقیم به لوله ها، مقاومت لوله های کنگره دار پلاستیکی را تحت تاثیر قرار داده و آنها را شکننده می سازد. بنابراین لوله های انبار شده در صورتی که ظرف یک هفته در مناطق گرمسیر و یک ماه در مناطق معتدل مورد استفاده قرار نگیرند باید از تابش مستقیم نور آفتاب محافظت شوند.
مرجع:
مواد و مصالح سامانه های زهکشی زیرزمینی- گروه کار زهکشی کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران
منبع : http://zehab.persianblog.ir/
استانداردهای DIN 1187 کشور آلمان برای ساخت لوله های پی وی سی مورد استفاده در زهکشی زیر زمینی
منبع : http://zehab.persianblog.ir/
در شکل زیر کاربرد هر یک از روش های ماندگار را در حالت ویژه مشاهده می کنید.
منبع : http://zehab.persianblog.ir/
مقدماتی درباره زهکشی :
اغلب چینین تصور می شود که در کشوری مانند ایران با سرزمینی پهناور ، خاک را نمی توان به عنوان عامل محدود کننده در تولیدات کشاورزی به حساب آورد . بر اساس همین تصور مسآله احیای اراضی و زهکشی آنطور که باید مورد توجه قرار نگرفته است . البته درست است که اکثر خاکهای ایران بطور طبیعی دارای وضعیت مناسبی از نضر زهکشی عمقی میباشند ،لکن موارد بسیاری نیز مشاهده میشود که در آنها اراضی بطور موقت یا داِئم زه دار بوده و امکان کشت و کار در آنها هیچ یا به طور کلی کم است . این گونه اراضی فقط در صورتی قابل استفاده خواهند بود که عملیات زهکشی در آنها به اجرا در آید. همچنین بهره برداری مجدد از خاکهای که مورد استفاده ممتد و آبیاری مداوم قرار داشته و بخصوص مناطقی که خاک شور و سدیمی دارند مستلزم اعمال روشهای مناسب زهکشی و اصلاح اراضی خواهد بود .
اهمیت مسآله در شرایط آبیاری با آب شور و یادر اراضی ساحلی که تحت تآثیر جزر و مد دریا قرار دارند بعد وسیعتری پیدا میکند . انجام هرگونه عملیات زهکشی چه در طرحهای آبیاری و زهکشی و چه به منظور رفع مشکلات موضعی و موقت ناشی از وجود آب اضافی ، منوط به آشنایی کامل با اصول علم زهکشی است.
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 صور مختلف تقسیم بندی نمود . به عنوان مثال :
- زهکش حوزه سطحی یا زیرزمینی
- 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.
اب 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.
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 شوند . این 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 نظر . با 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 میگردد.
فواید زهکشی :
- حفظ ساختمان خاک و افزایش کارپذیری آن(workability)
- تسریع در جوانه زنی و افزایش دوره رشد
- گسترش عمق توسعه ریشه گیاه
- امکان کشت گیاهان مختلف
- جذب بهتر مواد غذایی خاک بوسیله ریشه
- کاهش آفات و امراض و هزینه های مقابله با آنها
- کنترل علفهای هرز
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 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 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:
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 مینماید . 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 باشند . یک 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 نمود . هر 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 میدهد.
منبع : hedrology.blogfa.com و سایت کشاورز تنها
