در ساده ترین شکل توصیف زهکش اصلی (Main Drainage) می توان گفت که این زهکش ها در واقع آب را از سیستم های زهکش مزرعه دریافت و به سمت نقطه خروجی هدایت می کنند. در طرح های کوچک به دلیل اندک بودن جریان، زهکش اصلی به صورت یکنواخت ساخته می شود اما در پروژه های بزرگ، زهکش اصلی ممکن است علاوه بر دریافت آب از سیستم های مختلف زهکش های مزرعه، رواناب سطحی، رواناب دیر رس و بعضا فاضلاب های مناطق مسکونی را نیز دریافت کند. بنابراین نمی تواند به صورت یکنواخت و با ابعاد ثابت طراحی و اجرا شود. در هر حال وظیفه عمده زهکش اصلی انتقال زه آب ها به سمت نقطه خروجی است. در بسیاری از موارد زهکش اصلی به عنوان یک چاهک (Sink) عمل نموده و رواناب سطحی هم مستقیما وارد آن می شود. زیرا بر حسب قاعده، زهکش های اصلی از نقاط گود زمین یا حاشیه پایینی اراضی عبور می کنند که رواناب سطحی طبیعتا به آن سمت جریان پیدا می کند. شکلی که به عنوان تصویر شاخص مشاهده می کنید، زهکش های اصلی شهر لندن است.

ساختار کلی

آن چه که در شکل زیر ارائه شده است تیپ کلی و آرایش مهندسی یک سیستم زهکشی را نشان میدهد. در این شکل وسعت حوضه زهکشی (Drainage Basin) حدود 8000 هکتار از اراضی زراعی است که دو منطقه کوچک مسکونی نیز در آن وجود دارد (مناطقی که با هاشور مشخص شده). ترکیب سلسله مراتبی شبکه کانال ها به نحوی است که در عین حال که کانال های کوچک به کانال های بزرگتر می پیوندند اما همگی به سمت یک نقطه مرکزی به نام خروجی (Outlet) تقارب دارند. در این شکل نقطه خروجی و جایی که باید زه آب ها وارد آن شوند یک آبراهه یا رودخانه طبیعی است. چنین ترکیبی از کانال ها از وضعیت پستی و بلندی زمین تبعیت می کند (به اعداد روی نقشه که نشان دهنده رقوم سطح زمین است دقت کنید). هیچ قاعده و قانونی که ما را مجبور کند مثلا زهکش های درجه 3 (Tertiary Drains) باید به جای این که مستقیما وارد کانال درجه 1 (اصلی) شوند وارد کانال درجه دو و یا بر عکس شوند، وجود ندارد؛ بلکه آن چه که اهمیت دارد این است که در هزینه طرح صرفه جویی شده و مدیریت پروژه بعد از اجرا آسان باشد.

حتما بخوانید  سیستم آبیاری بارانی ؛ خصوصیات و انواع آن

زهکش اصلی

ابعاد هر یک از قطعات اراضی کشاورزی (پلات) از کمتر از 1 هکتار تا 20 الی 30 هکتار تغییر می کند. زهکشی داخل هر قطعه از یک یا چند طرف به وسیله کانال های اصلی محصور شده که زه آب سیستم زهکش مزرعه به آن وارد می شود. در شکل فوق فقط کانال های درجه دو که هر کدام زه آب مربوط به چند صد هکتار تا چند هزار هکتار را دریافت می دارند، نشان داده شده است. ترکیب رده بندی کانال های زهکش بستگی به شرایط توپوگرافی و دیگر خصوصیات مزرعه دارد. مثلا در برخی شرایط ممکن است کانال های درجه 3 مستقیما به کانال های اصلی متصل شوند و نیازی به کانال درجه 2 نباشد و در شرایط دیگر تمام رده های کانال وجود داشته باشد. در هنگام طراحی شبکه های زهکش ابتدا باید حوضه را به تعدادی زیر حوضه مجزا تقسیم بندی نمود. این تقسیم بندی بر اساس توپوگرافی زمین صورت می گیرد. بدین ترتیب ابتدا مسیر کانال های درجه 3 و مسیر آن ها روی نقشه مشخص می گردد. در این رابطه عوامل زیادی دخالت دارند که از همه مهم تر توپوگرافی، حدود زمین از نظر مالکیت، خاک و نحوه مدیریت مزرعه است.

حوضه زهکشی

حوضه یا مساحتی که به وسیله سیستم زهکشی اصلی تخلیه می شود باید حدالامکان یک واحد هیدرولوژیکی مستقل باشد. چنان چه زمین در قسمتی از یک حوضه مستقل قرار گرفته باشد باید تمهیدات لازم از نظر رهایی از زه آب مناطق همجوار در نظر گرفته شود. معمولا زهکشی یک قطعه زمین که در داخل حوضه ای واقع شده باشد ممکن است به سادگی زهکشی تمام آن حوضه نباشد. مثلا اگر قرار باشد فقط قسمت بالای یک حوضه آبریز زهکشی شود باید به این نکته توجه داشت که عبور کانال اصلی و انتقال زه آب به محل خروجی، وضعیت زهکشی مناطق پایین دست را با مشکل مواجه نسازد. سیستم زهکش اصلی به ندرت تمام حوضه آبریز رودخانه را در بر می گیرد و اکثر زه آب زیر حوضه های مختلف به آن می ریزد. در دشت های ساحلی و رودخانه ای و دلتاها به سختی می توان مرزهای هیدرولوژیکی یا حوضه های مستقل آبریز را مشخص کرد و تقسیم بندی های هیدرولوژیکی مرتب در حال تغییر می باشند.

حتما بخوانید  دانلود نشریه فائو 56 ، پرکاربردترین نشریه آبیاری زهکشی

نقطه خروجی و تراز آب

نقطه خروجی در یک سیستم زهکشی معمولا پایین ترین نقطه ای است که در حوضه وجود دارد. این نقطه غالبا رودخانه، دریاچه، دریا و یا هر محل دیگری است که زه آب بتواند وارد آن شود. اگر نقطه خروجی یک سیستم زهکش روی رودخانه باشد لازم است توجه شود که این نقطه تا حد امکان در پایین دست رودخانه انتخاب شود تا برای حرکت ثقلی آب، گرادیان کافی وجود داشته باشد. عوامل دیگری از قبیل پایداری محل، دستیابی و تعارض با سایر ابنبه ها نیز باید در انتخاب محل خروجی در نظر گرفته شود. در منطقه مرطوب که زهکش های طبیعی به خوبی مشخص می باشند، انتخاب نقطه خروجی چندان مشکل نمی باشد ولی در نواحی خشک و نیمه خشک، به خصوص اگر شیب طبیعی زمین زیاد نباشد، زهکش های طبیعی هنوز تکامل پیدا نکرده و لذا در تعیین خروجی باید دقت لازم به عمل آید. در بعضی جاها نقطه خروجی گودال یا منطقه وسیعی را تشکیل می دهد که زه آب وارد آن شده و مستقیما تبخیر می گردد. در شرایط خاص نیز خروجی های عمودی مورد استفاده قرار می گیرند. در این نوع خروجی زه آب وارد حوضچه ای شده که از آن جا پمپاژ و به خارج منتقل می گردد. اختلاف ارتفاع بین سطح آب در محل خروجی و سطح آب در زهکش های داخل مزرعه انرژی لازم را برای حرکت آب به وجود می آورد (P1-P3 در شکل زیر). در شکل زیر داریم:

  • P1= رقوم آب در زهکش مزرعه
  • P2= رقوم سطح آب در محل خروجی در قسمت درونی
  • P3= رقوم سطح آب در محل خروجی در قسمت بیرونی
حتما بخوانید  طبقه بندی، مسیر و جانمایی کانال ها

زهکش اصلی

ارتفاع سطح آب زهکش (در داخل مزرعه) باید به اندازه کافی پایین باشد تا کار جمع آوری آب اضافی در زمین به خوبی صورت گیرد. برای این منظور رقوم مبنای زهکشی (سطح آب در زهکش) بین 30 تا 40 سانتی متر (در مورد زهکش های سطحی) و 120 تا 200 سانتی متر (در مورد زهکش های زیرزمینی) زیر سطح زمین قرار می گیرد. از این تراز (P1 در شکل بالا) شروع کرده و بر اساس خط شیب گرادیان هیدرولیکی که برای کانال اصلی زهکش در نظر گرفته شده است، تراز آب در محل خروجی بدست می آید (در قست داخلی آن). اگر تراز آب در محل خروجی، P2 و تراز مبنای زهکشی، P1 و تلفات انرژی H باشد، بین آن ها رابطه زیر برقرار است:

زهکش اصلی

که در آن H افت بار در کانال های درجه 2، 3 و غیره (مشتمل بر تاسیسات) است. اگر P2>P3 باشد از خروجی های ثقلی استفاده می شود ولی چنان چه P2<P3 باشد، استفاده از پمپ اجتناب ناپذیر است. غالبا سطح آب در قسمت بیرونی تاسیسات خروجی مرتب در حال تغییر است. به خصوص در مورد رودخانه ها و یا خروجی هایی که به دریا می ریزند. در تمام این موارد باید نوسانات سطح آب در قسمت بیرونی به طور دقیق مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد تا روشن شود که برای خارج ساختن آب از روش ثقلی باید استفاده شود یا پمپاژ و یا ترکیب این دو.

مهتاب محمودزاده
در هر چیزی تفکری است
نظر خود را بنویسید:
ثبت دیدگاه
دیدگاه های کاربران
رادمرد
20:35 - 1399/03/26
پاسخ دهید

کاربردهایدرولوژی را در عرصه ها بنویسید

    آرش ازکیا
    04:22 - 1399/03/27
    پاسخ دهید

    با سلام
    مهم ترین نکات در این زمینه یافتن موارد ذیل است:

    1- باران طرح و بدست آوردن منجنی های شدت ـ مدت ـ فراوانی
    2- توزیع زمان بارندگی و بیشنه شدت رگبار در بازه های زمانی تعریف شده
    3- کشف میزان تلفات باران از طریق برگاب، چالاب، نفوذ و تعین میزان باران موثر
    4- طراحی میزان رواناب ناشی از رگبار
    5- زمان تمرکز
    6- ترسیم هیدروگراف سیل
    7- روندیابی سیلاب در حوضه های تاخیری

    موفق باشید

لطفا صبر کنید