کانال ها به منظور انتقال آب برای آبیاری اراضی کشاورزی، آب رسانی شهری، مصرف های برق آبی، زهکشی اراضی، تخلیه فاضلاب ها و کشتی رانی استفاده می شوند. در بالادست کانال های انتقال آب که برای آبیاری، آب رسانی و برق آبی مورد استفاده قرار می گیرند، یک منبع تامین آب مانند سد مخزنی یا انحرافی و یا ایستگاه پمپاژ تعبیه شده است. طراحی صحیح و مناسب کانال از نظر جانمایی کانال ، مشخصات مسیر کانال و نیز مشخصه های هیدرولیکی، موجب انتقال مناسب و موثر آب برای نیازهای تعریف شده می شود و در نهایت به دستیابی به اهداف مورد نظر می انجامد.

طبقه بندی کانال ها

طبقه بندی کانال ها بر حسب وسعت اراضی کشاورزی زیر پوشش، ظرفیت طراحی یا بده جریان در کانال و تغذیه یا عدم تغذیه کانال های دیگر مرسوم بوده، اما معیارهای ارائه شده برای طبقه بندی آنها در مراجع مختلف یکسان نیست و گاهی موجب سردرگمی نیز می شود. برای مثال، مطابق معیارهای مورد استفاده در هندوستان، ظرفیت کانال درجه دو بین 5/2 تا 30 متر مکعب در ثانیه است، در صورتی که با توجه به معیارهای ارائه شده توسط سازمان خواربار جهانی، FAO، مساحت زیر پوشش کانال درجه دو بین 500 تا 1000 هکتار و بنابراین ظرفیت این نوع کانال برای کشت گیاهان پرمصرف نظیر یونجه، نیشکر و …، و در شرایط آب و هوایی ایران حداکثر 3 متر مکعب در ثانیه است. با توجه به شکل های زیر و نیز با استفاده از آموخته های کارشناسی حاصل از انجام مطالعات مراحل مختلف طرح های شبکه های آبیاری و زهکشی، کانال ها را می توان به شرح زیر طبقه بندی کرد.

جانمایی کانال

شبکه های آبیاری موجود در سطح کشور بر اساس تجارب و یا روش های طراحی در کشورهای مختلف به صورت چهار درجه ای یا پنج درجه ای طراحی شده اند. در زیر انواع کانال های مورد استفاده در شبکه های آبیاری تشریح می شوند.

کانال آب رسان یا اصلی

این کانال پس از دهانه آبگیر واقع در خروجی منبع تامین آب، شروع و در اولین نقطه محل آبگیری یا انشعاب خاتمه می یابد. ادامه این کانال، کانال درجه یک نامیده می شود.

کانال درجه یک

کانال درجه یک ادامه یا منشعب از کانال آب رسان یا تغذیه کننده است و کانال های درجه دو یا توزیع کننده ها را تغذیه می کند. حداقل ظرفیت این نوع کانال بر اساس توصیه های مراجع مختلف متفاوت بوده و به گونه ای از 30 متر مکعب در ثانیه تا 3 متر مکعب در ثانیه گزارش شده است. در بسیاری از طرح های آبیاری و زهکشی انجام شده و در حال مطالعه در ایران، بده کانال درجه یک به جابه جایی کلی شبکه کانال ها و نیز به وسعت اراضی زیر پوشش بستگی دارد. به طور مثال، در طرح آبیاری و زهکشی شهید چمران واقع در شمال غربی اهواز، حداکثر ظرفیت این کانال بیش از 60 متر مکعب در ثانیه، در طرح کوثر حدود 18 متر مکعب در ثانیه، و در طرح های کشت و صنعت نیشکر در استان خوزستان در ابتدای کانال، حدود 30 متر مکعب در ثانیه است که در ادامه و پس از تحویل آب به کانال های درجه دو، ظرفیت آن به تدریج کم می شود. بنابراین دیده می شود که رعایت محدوده گفته شده توسط ورشنی و همکاران، در اغلب طرح های آبیاری و زهکشی با وسعت اراضی 20 الی 30 هزار هکتار و یا کمتر که دارای کشت چند محصولی هستند امکان پذیر نبوده و در این طرح حداکثر بده آبگیری و نیز بده کانال اصلی و درجه یک، معادل 20 الی 25 متر مکعب در ثانیه و یا کمتر است. در نتیجه می توان گفت که ظرفیت کانال درجه یک، به وسعت اراضی زیر پوشش شبکه و طرح جانمایی شبکه کانال ها بستگی دارد.

حتما بخوانید  معرفی کامل همراه با جزییات کانال های روباز انتقال آب

کانال درجه دو یا کانال توزیع کننده

کانال درجه دو یا توزیع کننده، از کانال درجه یک منشعب شده و آب مورد نیاز یک روستا یا محدوده زراعی را که وسعت آن به طور معمول حدود 1000 هکتار است، توزیع می کند. با وجود این، وسعن اراضی زیر پوشش کانال درجه دو در صورت وجود کانال درجه پنج در شبکه آبیاری، بر حسب مورد به بیش از 1000 هکتار نیز افزایش یافته و تا 5000 هکتار نیز گزارش شده است.

کانال درجه سه یا کانال فرعی

کانال درجه سه یا فرعی، از کانال درجه دو منشعب شده و آب مورد نیاز واحدهای مزرعه به مساحت 60 تا 200 هکتار را تامین می کنند. در نتیجه، با توجه به مقادیر حداقل و حداکثر بده مورد نیاز در واحد سطح، ظرفیت این کانال از حدود 150 تا 600 لیتر در ثانیه متغیر است.

کانال درجه چهار یا کانال مزرعه

کانال درجه چهار یا مزرعه، از کانال فرعی درجه سه تغذیه می شود و آب را به طور مستقیم به قطعه زراعی تحویل می دهد. این کانال به طور معمول به صورت غیر دائمی بوده ولی بر حسب ضرورت ممکن است به صورت دائمی نیز ساخته شود.

کانال درجه پنج یا کانال قطعه زراعی

کانال درجه پنج از کانال مزرعه انشعاب شده و وظیفه آبیاری قطعات زراعی به مساحت 6 الی 20 هکتار را بر عهده دارد. این کانال اغلب به صورت خاکی پوشش نشده است.

جانمایی کانال های آبیاری

در شکل زیر یک نقشه جانمایی شماتیک از یک شبکه آبیاری نمونه، شامل منبع تامین آب (که در اینجا یک سد انحرافی است)، سازه دهانه آبگیر و مجموعه کانال خای آبیاری نشان داده شده است. همان گونه که در شکل زیر دیده می شود در این نوع سیستم آبگیری، با احداث یک سد انحرافی در جهت عمود بر امتداد رودخانه (یکی از انواع سرریزهای آزاد، دریچه ای و یا لاستیکی، بر حسب مورد) تمامی جریان آب موجود در رودخانه یا قسمتی از آن به طرف دهانه آبگیر هدایت و پس از عبور از تاسیسات آبگیری وارد کانال آبرسان (تغذیه کننده) می شود. به منظور جلوگیری از ورود ذرات رسوبی درشت دانه یا بار بستر به داخل تاسیسات آبگیر، سازه مجرای تخلیه رسوبات در مجاورت دهانه آبگیر کنترل و تنظیم شده و با احداث یک حوضچه رسوب گیر، که بلافاصله پس از دهانه آبگیر و پیش از ابتدای کانال اصلی قرار دارد، بسته به دانه بندی رسوبات ریزدانه یا بار معلق ورودی، بخشی از این رسوبات در داخل حوضچه رسوب گیر ترسیب و در نهایت جریان آب کم و بیش صاف وارد کانال آبرسان می شود. بدیهی است در صورت طراحی نامناسب اجزا و تاسیسات سد انحرافی، امکان ورود رسوبات درشت دانه و ریزدانه به داخل کانال اصلی وجود دارد که این مسئله به ایجاد اختلال در بهره برداری و عملکرد شبکه های آبیاری منجر می شود.

جانمایی کانال

در شکل زیر نقشه جانمایی شبکه آبیاری و زهکشی دشت قزوین نشان داده شده است.

حتما بخوانید  کد متلب محاسبه عمق سطح آب از روی فاصله بر مبنای روش گام به گام مستقیم

جانمایی کانال

مسیر کانال

تعیین مسیر کانال، مهم ترین و حساس ترین مرحله در طراحی و جانمایی شبکه آبیاری و زهکشی است که باید با توجه به عوامل توپوگرافی، ویژگی های ژئوتکنیکی، نیازهای آبگیری، هزینه های احداث و محدودیت های اقتصادی، اجرایی و اجتماعی به دقت انتخاب شود. مسیر کانال باید دارای ویژگی های زیر باشد:

بار آبی موجود در کلیه نقاط مسیر کانال باید به اندازه ای باشد که تا حد امکان جریان آب به صورت ثقلی، با در نظر گرفتن کلیه افت بارهای هیدرولیکی، به طرف اراضی آبیاری هدایت و استفاده شود.

حجم های عملیات خاکی اعم از خاکبرداری و خاکریزی به گونه ای باشد که در صورت مناسب بودن خاک مسیر کانال، مقادیر حجم مصالح خاکبرداری شده حدود 10 الی 20 درصد بیش از حجم مصالح مورد نیاز برای خاکریزها شده، و با در نظر گرفتن هزینه های احداث گزینه های مختلف انتقال آب و سازه های مورد نیاز در تقاطع با محدثات و یا عوارض موجود در مسیر کانال (نظیر سیفون وارونه، ناو هوایی، شیب شکن ها، آبشار و …)، مسیر انتخابی دارای حداقل هزینه اجرایی باشد.

مسیر انتخابی برای کانال نباید مشکلات اجتماعی در بر داشته باشد (برای مثال، مسیر کانال نباید از مناطقی عبور کند که در آنها مکان های مقدس وجود دارد). همچنین کانال نباید از میانه اراضی یا باغ های کشاورزان بگذرد، بلکه مسیر باید به گونه ای انتخاب شود که تا حد امکان از خطوط مرزی اراضی عبور کند تا مشکلاتی برای کشاورزان ایجاد نشود.

احداث کانال در مناطقی که مصالح نامناسب نظیر خاک های تورم زا، واگرا، رمبنده و … دارد، اغلب همراه با بروز مشکلات اساسی در مراحل اجرا و بهره برداری است. در صورتی که حجم این گونه مصالح در طول مسیر انتخابی اندک باشد، جابه جایی این مصالح با مصالح مناسب یا اصلاح آنها امکان پذیر است و نیازی به تغییر مسیر کانال نیست. اگرچه باید هزینه های ناشی از اصلاح این گونه خاک ها یا جابه جایی آنها در بررسی گزینه های مناسب مدنظر قرار گیرد. در صورتی که حجم این گونه مصالح در مسیر انتخابی زیاد باشد، هزینه ناشی از اصلاح و یا جابه جایی آنها بسیار زیاد است، به طوری که تغییر مسیر کانال در این حالت اغلب مقرون به صرفه و از نظر اجرایی نیز احداث آن عملی تر است.

از نظر فنی، نخستین اصل در انتخاب و طراحی مسیر کانال های آبیاری و زهکشی، در نظر گرفتن این نکته است که کانال های آبیاری باید در نقاط مرتفع و کانال های زهکشی در نقاط پست احداث شوند. بنابراین نخستین گام برای طراحی کانال، تهیه یک نقشه توپوگرافی از منطقه مورد نظر برای احداث شبکه آبیاری ضروری است. برای مثال، در طرح های آبیاری و زهکشی در مرحله شناسایی، مرحله توجیهی و مرحله طراحی، مقیاس نقشه مورد نیاز به ترتیب 1:25000، 1:5000 و 1:2500 و فاصله بین خطوط کنتور به ترتیب، برابر 2، 5/0، و 5/0 یا 25/0 متر است. در صورت تهیه نقشه های توپوگرافی، موقعیت پستی و بلندی به سهولت با توجه به شکل منحنی های هم ارتفاع قابل تشخیص است.

توجه شود که در مناطق دشتی پست، نمی توان نقاط مرتفع و پست را به راحتی به وسیله چشم تشخیص داد، اما می توان با استفاده از مسیر نهرهای آبیاری موجود که توسط کشاورزان منطقه برای آبیاری اراضی احداث شده اند، تا حدود زیادی این نقاط را شناسایی کرد.

حتما بخوانید  شیب شکن مایل مستطیلی

نکته دوم در طراحی مسیر کانال ها این است که کانال های اصلی باید در امتداد تپه های اصلی و کانال های انشعابی در جهت عمود بر آنها و در امتداد تپه های فرعی احداث شوند. به دلیل ویژگی های توپوگرافی، شیب تپه های فرعی بیشتر از شیب تپه های اصلی است. از این رو، شیب کانال های انشعابی را می توان بیشتر از شیب کانال اصلی در نظر گرفت.

از طرف دیگر مسیر کانال ها یا زهکش ها بای همواره به صورت خطوط مستقیم باشد و در صورت تغییر جهت، در محل پیچ ها یا خم ها، مسیر کانال باید به صورت انحنای دایره ای طراحی شود. در غیر این صورت و در شرایط وجود زوایای تند در مسیر کانال، امکان بروز مشکلات رسوب گذاری و یا فرسایش در این نقاط وجود دارد.

در طراحی مسیر کانال، ایجاد انحراف در مسیر تنها در مواردی توصیه می شود که دستیابی به مسیر اقتصادی و یا فنی و همچنین تداخل نداشتن با ساختمان ها و مستحدثات ضروری باشد. به طور کلی باید کوشید که از حداقل تعداد قوس در مسیر کانال، به ویژه در مواردی که کانال خاکی بوده و جنس مصالح مسیر کانال از نوع خاک های سبک است، استفاده شود. در مواردی که تغییر جهت در مسیر کانال اجتناب ناپذیر باشد، باید قوس های مسیر کانال ها را ساده در نظر گرفت و از احداث قوس های مرکب جز در شرایط استثنایی خودداری کرد.

بر اساس نتایج آزمایش ها و آموخته ها، می توان حداقل شعاع مجاز قوس را برای کانال های با مقطع کوچک، کمتر از کانال های با مقطع بزرگ، برای سرعت های کند، کمتر از سرعت های تند، و در نهایت برای کانال های با پوشش بتنی، کمتر از پوشش خاکی، در نظر گرفت. کاربرد شعاع های قوس خیلی کوچک و خیلی بزرگ که از نظر اجرایی مشکلاتی ایجاد می کنند، توصیه نمی شود. به طور کلی شعاع قوس مسیر باید با توجه به ابعاد و ظرفیت کانال، سرعت جریان، نوع مصالح بدنه کانال، مقطع عرضی کانال، زاویه انحراف مسیر و سرانجام نوع کاربری اراضی و محدوده و حریم تاسیسات و مستحدثات مجور مسیر انتخاب شود.

شعاع انحنا در کانال های بتنی و مصالح بنایی (سنگ و آجر) حداقل معادل 5 برابر عرض فوقانی سطح آب یا حدود 10 الی 15 برابر عرض کف کانال توصیه شده است. مطابق برخی استانداردها اگر زاویه انحنای مسیر کمتر از 45 درجه باشد، شعاع انحنا حداقل باید 10 برابر عرض فوقانی کانال و به ازای زاویه انحنای بیش از 45 درجه، حداقل باید 20 برابر عرض فوقانی کانال در نظر گرفته شود. رابطه زیر نیز برای تعیین حداقل شعاع انحنا در کانال های غیر فرسایشی پیشنهاد شده است:

مسیر کانال

که در آن Rmin حداقل شعاع انحنای مسیر کانال بر حسب متر، V سرعت متوسط جریان بر حسب متر بر ثانیه و A سطح مقطع جریان بر حسب متر مربع است. همچنین مطابق استانداردهای هندوستان حداقل انحنای کانال های آبیاری پوشش نشده به شرح جدول زیر است. در آن دسته از کانال های خاکی که در اراضی با امکان فرسایش محدود ساخته می شوند، حداقل شعاع قوس برای بده های کمتر از 5، 5 الی 15، 15 الی 50 و بیش از 50 متر مکعب در ثانیه، به ترتیب برابر 5، 6، 7 و 8 برابر عرض فوقانی سطح آب توصیه می شود.

مسیر کانال

مارینا عزتی امینی
و برای انسان چیزی جز آنچه برایش تلاش کرده است، نیست
نظر خود را بنویسید:
ثبت دیدگاه
دیدگاه های کاربران
حبیب
13:56 - 1401/03/03
پاسخ دهید

تشکر

sattar
16:53 - 1400/11/14
پاسخ دهید

ببخشید حداکثر طول کانال های درجه 3 و2 و 1 چقدر میتونه باشه؟

فرشید
11:47 - 1400/02/30
پاسخ دهید

کانال که از کوهرنگ به یزد یا شیراز میرود ار مهیار میگذرد.ولی سالهست آب ندارد.

از خلیج فارس یه سهم به اصفهان و زاینده رود بدهند.بد نیست.ولی لوله وکانال ندارند.کود شیمیایی گران است.تراکتور هم گران است.خدا را شکر

حسین
19:00 - 1397/07/21
پاسخ دهید

منبع رو لطف می کنید؟

    Mobin
    14:48 - 1399/09/25
    پاسخ دهید

    ببخشید حداکثر طول کانال های درجه 3 و2 و 1 چقدر میتونه باشه؟

مریم
12:56 - 1397/06/07
پاسخ دهید

منبع مطالب ذکر شده چه کتاب است؟

شهبازی
11:38 - 1396/08/16
پاسخ دهید

سلام در قسمت ویدیوهای آموزشی آموزش gis کیریجینگ هم یاد میده ؟البته به صورت دقیق و خوب

    کاربر
    12:46 - 1396/08/16
    پاسخ دهید

    سلام
    بله قربان؛ در قسمت مربوط به زمین آمار، چندین روش برای میان یابی آموزش خواهید دید که کریجینگ یکی از این چند روش خواهد بود

لطفا صبر کنید