X
تبلیغات
واحد آب و خاک جهاد کشاورزی قصرشیرین - زهکشی عمودی یا چاه زهکش

واحد آب و خاک جهاد کشاورزی قصرشیرین

حفر انهار زهکشی و یا استفاده از لوله های سفالی در بسیاری موارد مطلوب است ولی شرایطی نیز ممکن است سبب شود که تنزل سطح ایستابی با تخلیه از چاه ها نیز میسر بوده مقرون به صرفه نیز باشد. در سیستم های زهکشی افقی مانند زهکش های سفالی یا نهر زهکشی بخش عمده جریان به صورت افقی است ولی در چاه ها ابتدا بایستی نزولات آسمانی به طور عمودی از سطح الارض بگذرد و سپس در تحت الارض نفوذناپذیر با جریان افقی به چاه ها بپیوندد. به عبارت دیگر K/D سطح الارض و KD آبخوان (Aquifer) مورد نظر است. روش زهکشی از طریق تخلیه چاه ها در نقاطی که آب زیرزمینی تحت فشار نباشد و سفره آب آزاد موجود باشد، ارزانتر از تعبیه لوله های سفالی یا حفر انهار زهکشی است. به طور کلی برای اینکه چنین طرحی با موفقیت توام گردد نکات زیر بایستی در نظر گرفته شود.

1.    ضخامت آبخوان اقلا 15 متر و خاک آن همگن باشد.

2.    ضریب انتقال پذیری (Transmissivity) یا حاصلضرب K در ضخامت سفره آب D از 100 متر مربع در روز بیشتر باشد (T=KD).

3.    آبدهی ویژه (Specific Yield) آبخوان رضایت بخش باشد.

4.    دسترسی به برق ارزان قیمت.

اگر کیفیت آبی که تخلیه می شود مناسب باشد در این صورت می توان مجددا آن را به مصارف آبیاری رسانید و بدین ترتیب از مخارج لازم کاست. از نظر کشاورزی سطح ایستابی اقلا در عمق یک متری بایسستی قرار گیرد تا حوزه ریشه گیاهان تهویه شود و اگر در چنین حالتی بارندگی یا آبیاری صورت گیرد سطح ایستابی شروع به بالا رفتن نموده خللی در فعالیت ریشه ها نمودار خواهد شد. از طرفی اگر سطح ایستابی در عمق 2.5 الی 3 متری تثبیت شود، بارندگی یا آبیاری قادر نخواهد بود که به سولت منطقه ریشه گیاهان را تحت تاثیر قرار دهد و از این جهت در حالت اخیر مقدار تخلیه از چاه ها کمتر و به تانی صورت می گیرد. همین امر موجب خواهد شد که پمپ کوچک تری انتخاب نموده و انهار تخلیه آب از مزرعه را نیز برای بده (Discharge) یا تخلیه کمتری انتخابکنیم. بنابراین به صرفه ماست که در صورت مساعد بودن شرایط، سطح ایستابی را در عمق بیشتری تثبیت نماییم. برای زهکشی باید چاه ها طوری در سطح مزرعه حفر شوند که مخروط افت آنها و یا به عبارت دیگر شعاع تاثیرشان در هم تداخل کند. بهترین الگو برای آرایش چاه ها قرار گرفتن آنها در گوشه های یک شبکه مربعی یا مثلثی متساوی الاضلاع است.

1.   انواع لایه های آبدار

کارآیی چاه های زهکش در وهله اول بستگی به خصوصیات ژئوهیدرولوژیکی آکیفر یا لایه آبدار منطقه دارد. آکیفرها اصولا دونوعند: لایه های محصور و نیمه محصور.

چنانچه اراضی مورد نظر روی یک آکیفر محصور یا تحت فشار قرار گرفته باشد، زهکشی با حفر چاه می تواند مقداری از فشار آب را کاسته و از حرکت عمودی آن به طرف لایه سطحی جلوگیری نماید. پمپاژ آب از آکیفر محصور می تواند به قدری فشار آب را تقلیل دهد که نفوذ آب رو به پایین شده و سطح ایستابی در لایه سطحی کنترل شود. در این حالت مقدار از آب سطحی از لایه آکی تارد (Aquitard) بالایی گذشته و وارد لایه محصور می گردد. البته در نواحی مرطوب با توجه به حجم زیاد آب زیرزمینی خارج ساختن این مقدار آب توسط پمپ بسیار مشکل بوده و از نظر هزینه نخواهد توانست با سیستم زهکش های معمولی رقابت نماید. از طرف دیگر چاه های زهکش برای جاهایی به کار می رود که بخواهیم سطح ایستابی را تا عمق بسیار زیاد پایین ببریم که در زمین های کشاورزی چندان نیازی به آن نیست و حتی در دیم کاری هانیز مفید نمی باشد. ولی شرایطی ممکن است وجود داشته باشد (مانند زمین هایی که در یک گودی قرار گرفته اند) که امکان زهکشی افقی در آنها نباشد. در این صورت ناگزیر به استفاده از پمپ و زهکشی عمودی خواهیم بود. با توجه به هزینه های سرمایه گذاری و سوخت و نگهداری ایستگاه های پمپاژ معمولا زهکش های عمودی زمانی قابل رقابت با زهکش های معمولی ی باشند که لایه سطحی خاک قابلیت نفوذ کمی داشته باشد و این لایه روی طبقه ای از خاک با قابلیت نفوذ زیاد (که دارای KD زیاد باشد) قرار گرفته باشد. زیرا در این شرایط اگر بخواهیم از زهکش های افقی استفاده کنیم باید فاصله خطوط زهکش بسیار کوچک گرفته شود که خود موجب بالا رفتن هزینه می گردد. مسلم است که شرایط در این حالت برای زهکشی به طریقه چاه ماسب می باشد. باید توجه داشت که حتی با وجود کوچک بودن ضریب نفوذپذیری در لایه سطحی برای آنکه چاه های زهکش بتواند از نظر اقتصادی قابل توجیه باشند لازم است مقدار KD در لایه زیرین حداقل 100 تا 200 متر مربع در روز باشد و اگر لایه بالایی دارای نفوذ پذیری متوسط باشد مقدار KD برای آن که بتوان استفاده از چاه های زهکش را توجیه نمود، باید بزرگ تر از 500 متر مربع در روز باشد.

2.   طراحی

در طراحی پروژه های زهکشی با استفاده از چاه باید به دو موضوع اصلی آشنایی کامل داشت. یکی ژئوهیدرولوژی و دیگری تکنولوژی چاه و پمپ که هر دو موضوع خارج از بحث ماست. در این جا فرمول ساده جریان آب در چاه ها ارائه می شود تا بر اساس آن بتوان فاصله بین چاه ها و میزان افت سطح ایستابی را تخمین و بدین وسیله مقایسه ای بین استفاده از چاه و زهکشی افقی به عمل آید.

اجزائ فرمول چاه زهکش عبارتند از:

H= بار یا ارتفاع آب می باشد که برابر است با اختلاف سطح ایستابی و سطح پیزومتری در مجاورت چاه (m).

C= مقاومت هیدرولیکی آکی تارد بر حسب روز که c=D/Kv و در آن D فاصله سطح ایستابی با کف لایه آکی تارد و Kv مولفه عمودی ضریب هدایت هیدرولیکی آکی تارد می باشد.

q= میزان جریان عمودی آب از لایه آکی تارد در طی پمپاژ (m.day^1).

re= شعاع تاثیر چاه (m).

rw= شعاع چاه به اضافه ضخامت لایه گراولی که به عنوان سنگریزه اطراف آن ریخته شده است (m).

 KD= قابلیت انتقال سفره به ضخامت D و هدایت هیدرولیکی بر حسب متر مربع در روز.

مزایای زهکشی عمودی:

·در اراضی دارای عوارض زیاد که زه آب ها خروج طبیعی ندارند می توان از طریق چاه زهکش و تخلیه آن به درون لوله و به صورت تحت فشار اقدام ه زهکشی نمود.

·عملیات خاکبرداری به حداقل می رسد و چون مجاری روباز وجود ندارد، عملیات زراعی با راندمان بالاتری انجام می شود.

·هزینه نگهداری خطوط لوله به مراتب کمتر از زهکش هایروباز و انال های انتقال دهنده زه آب است.

·زهکشی با چاه امکان می دهد سطح ایستابی را سریع تر و تا عمقی بیشتر از آنچه به به وسیله زهکشی ثقلی افت می نماید، پایین آورد.

·در شرایطی که زهدار شدن اراضی به واسطه وجود آبخوان تحت فشار است، فقط به وسیله چاه زهکش می توان فشار آب را کاهش داد و سطح پتانسیومتری آن را تنزل داد.

· اگر زه آب تخلیه شده، دارای کیفیتی مناسب باشد، می توان از آن برای آبیاری استفاده کرد و در نتیجه آب زهکشی شده دارای ارزش اقتصادی خواهد بود.

معایب زهکشی عمودی:

· هزینه احداث، نگهداری و بهره برداری زیاد.

· ممانعت قانونی در برابر پمپاژ به دلیل کاهش آبدهی چاه های آبیاری.

·عدم اقتصادی بودن در اراضی کم وسعت.

·عدم کارایی سیستم در آبخوان های دارای قابلیت انتقال کم.

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه سوم بهمن 1387ساعت 8:57  توسط مجتبی مرادی  |