افت سطح آب زیرزمینی مشکلات زیادی را به همراه دارد که یکی از مهم ترین آن، این است که آب زیرزمینی شور به سمت اراضی بالادست در دشت ها پیشروی و نشت می کند. همچنین کاهش خروج املاح از طریق جریان آب زیر زمینی مشکل دیگری است که رخ خواهد داد. یکی از راه های مقابله با این قسم مشکلات، استفاده از زهکش حائل است. حائل کردن جریان به این معنی است که جلوی آب زیر زمینی را از طریق حفر یک کانال سد نماییم.

ایران از جمله کشورهایی است که سطح بزرگی از اراضی متاثر از املاح است و همچنین بر اساس آماری ایران چهارمین کشور دارای اراضی شور، در آسیاست. از سویی دیگر رشد جمعیت و نیاز به تامین منابع غذایی برای آن را نیز نمی توان نادیده گرفت. به همین جهت، استفاده از منابع آب زیر زمینی در کشور روز به روز در حال افزایش است. در نتیجه میزان برداشت از آبخوان ها بیشتر از تغذیه و سطح جایگزینی سفره شده، سطح آب در سفره زیر زمینی دچار افت خواهد شد. همان طور که اشاره شد زهکش حائل می تواند راه حل برون رفت از این مسائل می تواند باشد. در اکثر پروژه های زهکش حائل این انتظار می رود که پیشروی شوری متوقف شده، اراضی بالادست زهکش با آبشویی خاک در اثر بارش و جریان آب زیر زمینی و در نتیجه خروج این زه آب بوسیله زهکش به تدریج اصلاح شوند.

قطع جریان زیر زمینی در شیب تپه ها بوسیله زهکش حائل

عنوان این بخش دقیقا توضیح وضعیت شکل زیر است. در شکل مشاهده می شود که یک منبع تغذیه در بالادست تپه وجود داشته و جریانی از آب زیر زمینی مثلا معادل Q متر مکعب در روز در هر متر عرض زمین از داخل لایه قابل نفوذی که روی بستر نفوذ ناپذیر قرار گرفته است به طرف پایین نشت می کند. برای جلوگیری از زه دار شدن اراضی پایین تپه، یک زهکش که می تواند یک کانال رو باز با یک خط لوله باشد، عمود بر جهت شیب زمین کشیده می شود. این نوع زهکش ها را زهکش حائل (Interceptor) می نامند. شکل زیر حائل کردن جریان پشروی آب در شیب یک تپه را نمایش می دهد.

حتما بخوانید  تنش شوری و تحمل گیاهان نسبت به آن

زهکش حائل

بنابراین اختلاف بین ارتفاع لایه آبدار در بالادست کانال (H1) و عمق آب در کانال (H2) نشان دهنده آن است که چه میزان از جریان نشت آب توسط کانال روباز دریافت خواهد شد. چنان چه سطح آب در کانال در ارتفاع 0.75H1 تثبیت گردد حدود 25 درصد از جریان حائل خواهد شد و اگر ارتفاع آب 0.5H1 باشد مقدار آب دریافتی به 50 درصد و چنان چه عمق آب در کانال به 0.25H1 برسد آب حائل شده 75 درصد کل جریان نشت را شامل خواهد شد. برای آن که بتوان تمام جریان آب را قطه نمود لازم است تراز مبنای زهکش حائل منطبق با لایه غیر قابل نفوذ باشد. برای این منظور باید کانال زهکش کاملا در لایه نفوذ ناپذیر حفر شده باشد. در شرایطی که حائل شدن جریان توسط لوله صورت می گیرد یعنی لوله زهکش در داخل یک ترانشه نصب و روی آن خاک ریخته می شود این خطر وجود دارد که قسمتی از جریان آب زیر زمینی از بالای لوله عبور نموده و دارد زهکش حائل نشود. برای رفع این مشکل باید در ابتدا روش لوله با گراول (Gravel) (ذرات درشت تر از ماسه و ریز تر از قلوه سنگ که شامل 2 تا 100 میلی متر می شوند گراول نام دارد که در صنعت ساختمان سازی در ایران سهوا به آن شن اطلاق می شود) پر شود نه خاک، در ثانی لوله زهکش را در بالای طبقه غیر قابل نفوذ نصب کرد و نه در داخل آن.

حتما بخوانید  دانلود جزوه مهندسی زهکشی

جریان آب زیر زمین را در منطقه افت، یعنی بلافاصله در بالادست کانال زهکش با توجه به فرضیات دوپوئی – فورشایمر می توان به صورت معادله یک تشریح کرد. همچنین معادله دو نشان می دهد که سطح ایستابی در بالادست زهکش حائل به تدریج بالا آمده و سرانجام بدون تغییر باقی خواهد ماند. به عبارت دیگر طول تاثیر کانال روباز محدود است. اگر منطقه تاثیر کانال روباز رافقط تا جایی بگیریم که افت موثر سطح ایستابی حداقل 10 درصد باشد لذا طول تاثیر موثر کانال زهکش Xeff را می توان از حل معادله دو و با در نظر گرفتن hx=0.9H1 به شکل معادله سه بدست خواهد آمد. به ازای H2=0 یعنی حائل شدن جریان به میزان 100 درصد معادله چهار را خواهیم داشت و به ازای H2=0.5H1 یعنی حائل شدن جریان به میزان 50 درصد، معادله 5 را خواهیم داشت:

زهکش حائل

موازی فرض نمودن خطوط جریان بیشتر در حالتی صادق است که زهکش از نوع کانال رو باز باشد و علاوه بر این کاملا در لایه غیر قابل نفوذی که جریان در آن صورت می گیرد فرو رفته باشد. به عبارت دیگر کف کانال باز نزدیک یا روی لایه غیر قابل نفوذ واقع شده باشد. در شرایطی که زهکش از نوع لوله ای، آن هم به فاصله زیاد از لایه نفوذ ناپذیر نصب شده باشد، همان طور که در شکل زیر مشاهده می کنید، مقداری از انرژی به دلیل حرکت چرخشی آب به طرف لوله تلف می شود و لذا معادله فوق از کارایی زیادی برای این شرایط برخوردار نخواهد بود. در این حالت مقداری جریان نیز از بالادست زهکش حائل وارد لوله می شود و برای آن که چنین جریانی وجود داشته باشد باید سطح آب در پایین دست نیز کمی بالاتر از سطح آب زهکش قرار گیرد تا ارتفاع لازم را برای چنین جریانی فراهم آورد.

حتما بخوانید  شبکه جریان در جریان دو بعدی آب در خاک

زهکش حائل

جلوگیری از نشت آب در کانال ها

برای جلوگیری از مشکلات ناشی از نشت آب در کانال ها می توان یک زهکش حائل را در پاشنه خاکریز کنار کانال احداث کرد. این زهکش زمانی به خوبی موثر خواهد بود که در قسمت پایین شیب تپه احداث شده باشد. در این صورت آب می تواند از طریق جریان ثقلی وارد زهکش حائل شده و از آن جا دوباره به داخل کانال پمپ رفته و برگشت داده شود زیرا این آب اغلب از کیفیت خوبی برخوردار می باشد. برای عمق نصب زهکش های حائل قاعده و روال مشخصی وجود نداشته و باید مقدار آن را با آزمون و خطا تعیین کرد. همچنین استفاده از مدل های زیر زمینی در این موارد بسیار کارساز خواهد بود.

مهتاب محمودزاده
در هر چیزی تفکری است
نظر خود را بنویسید:
ثبت دیدگاه
دیدگاه های کاربران
امیر محمد آریافر
18:41 - 1401/03/20
پاسخ دهید

درود و وقت بخیر خدمت شما من دانشجوی کارشناسی رشته علوم ومهندسی آب هستم می خواستم از تون بپرسم که فاصله تاثیر زهکش حایل در پایین دست از چه رابطه ای به دست می آید و اگر پارامتر های رابطه را هم مشخص کنید ممنون میشم.

لطفا صبر کنید