کانال های پیش ساخته چیست؟

کانال های پیش ساخته چیست؟ مزایا و معایب کانال های پیش ساخته در مقایسه با کانال های درجا چیست؟ اینها بخشی از سوالاتی است که در این نوشته به آنها پاسخ خواهیم داد. پس تا آخر همراه ما باشید.

به دلیل طول زیاد کانال های آبیاری درجه دو، سه و چهار در سطح شبکه، انتخاب نوع کانال از منظر درجا و یا پیش اخته در این گونه موارد بسیار اهمیت دارد. به سبب مشکلات موجود در اجرای کانال های آبیاری به صورت درجا از جمله اشغال سطح زیاد از اراضی، کمبود مصالح قرضه مناسب، و احتمال برخورد با عوارض متعدد، استفاده از کانال های پیش ساخته یکی از گزینه های قابل رقابت با کانال های درجاست.

معرفی کانال های پیش ساخته

از دیدگاه نظری، موثرترین مقطع هیدرولیکی (مقطع بهینه) و اقتصادی برای کانال های پوشش شده و غیر فرسایشی که در آنها آب صاف جریان دارد، مقطع نیم دایره است. با وجود این، از نظر اجرایی استفاده از سطح مقطع نیم دایره عموما به کانال های پیش ساخته بتن مسلح (کانالت) محدود می شود. کانال های بتنی پیش ساخته بتن مسلح با مقطع نیم دایره یا نیم بیضی به عنوان گزینه جایگزین مناسب برای طراحی و احداث کانال های درجه دو و سه مورد استفاده قرار می گیرند. کانال های پیش ساخته در قطعات 5 یا 7 متری ساخته شده و روی یک بالشتک بتنی زین مانند نصب می شوند. بالشتک کانال های پیش ساخته روی یک پایه بتنی قرار می گیرد و پایه بر روی یک کفشک نصب می شود. ارتفاع پایه بتنی روی سطح زمین به طور معمول از 60 سانتی متر تا 2 متر قابل تغییر است. در حالت های خاص که کانال پیش ساخته در خاکبرداری قرار می گیرد، پایه حذف و کانال پیش ساخته بر روی زین و کفشک نصب می شود. در مقاطع نیم بیضی فاصله از کانون نیم بیضی در تمام نقاط متفاوت، و هر نقطه مشخصی از کانال متناظر با یک نقطه از بالشتک است. بنابراین دقت بسیار زیادی در مرحله تولید به ویژه برای جلوگیری از پیچش طولی قالب ها و نیز در مرحله نصب این کانال ها مورد نیاز است و کوچکترین انحراف کانال از محور، احتمال آب بندی نشدن آن را افزایش می دهد. این ویژگی ها، هزینه های ساخت و نصب مقاطع نیم بیضی را افزایش می دهند، در صورتی که مقاطع نیم دایره به دلیل فاصله مساوی هر نقطه از مرکز، فاصله آزادی بیشتری دارند.

ابنیه فنی مسیر مقاطع نیم بیضی نسبت به مقاطع نیم دایره از پیچیدگی و ظرافت بیشتر برخوردارند و در صورتی که نیاز باشد به صورت درجا اجرا شوند، به دلیل تلفات قالب، هزینه بسیار زیادی را در بر دارد. حتی در مورد ابنیه پیش ساخته نیز هنوز کانال های نیم دایره از نظر آب بندی با مشکلات کمتری مواجه اند. شکل زیر نمونه ای از کانال پیش ساخته اجرا شده را نشان می دهد.

مزایای کانال های پیش ساخته

کانال های پیش ساخته با مقطع نیم لوله که بر روی زین (بالشتک) و پایه سوار می شوند، دارای امتیازاتی نسبت به کانال های درجا هستند که اهم آنها به شرح زیر است:

سهولت عبور از عوارض زمین

با توجه به اینکه این کانال ها بر روی پایه نصب می شوند و ارتفاع پایه ها نیز ممکن است متغیر باشد، اجرای این نوع کانال ها اغلب مستقل از عوارض اراضی موجود در واحدهای آبیاری است و با شیب مناسبی می توان نسبت به طرح و اجرای آنها اقدام کرد.

عدم نیاز به عملیات خاکی

در احداث این گونه کانال ها به عملیات خاکبرداری و خاکریزی مقطع کانال و استفاده از خاک قرضه نیازی نیست و تنها عملیات پی کنی محل نصب پایه صورت می گیرد.

عدم رشد و نفوذ گیاهان خودرو

به علت اینکه این کانال ها در ارتفاع بالاتر نسبت به سطح زمین نصب می شوند، خطر نفوذ ریشه گیاهان خودرو و رشد آنها (که به طور معمول در کانال های خاکی و حتی در کانال های با پوشش بتنی موجب کم شدن مقطع یا در مواردی موجب تخریب آنها می شود)، کم است.

عدم تاثیر سطح آب زیرزمینی

در کانال های درجا با پوشش بتنی که در اراضی با تراز آب زیرزمینی بالا ساخته می شوند، پیش بینی تمهیدات لازم به منظور جلوگیری از اثرهای زیر فشار به وسیله سیستم زهکشی و نصب سوراخ های هدایت زه آب الزامی استد در صورتی که در مورد کانال های پیش ساخته نصب شده روی پایه نیازی به این کار نمی باشد.

عبور و حفظ نهرهای سنتی

در مواردی که حفظ نهر سنتی در طول مدت عملیات اجرایی شبکه آبیاری الزامی است (به ویژه در مناطق با تراکم زیاد نهرهای سنتی) لازم است در محل تقاطع کانال های آبیاری با نهرهای سنتی، تاسیسات عبوری از جمله سیفون وارونه یا آبگذر (کالورت) احداث شود، در حالی که در مورد کانال های پیش ساخته به علت چگونگی اجرای آنها این مسئله اغلب منتفی است.

حریم کانال

با توجه به اینکه این کانال ها اغلب در بالای سطح زمین طبیعی نصب می شوند، حریم مورد نیاز آنها در مقایسه با کانال های ذوزنقه ای درجا به مراتب کمتر است و این حریم به فاصله کمی در مجاور کانال محدود می شود. به طور متوسط حریم ساخت کانال های درجه سه پیش ساخته با احتساب عرض جاده سرویس، در حدود 5 متر کمتر از عرض مشابه در کانال های درجاست. بنابراین با توجه به طول زیاد این کانال ها، سطح اراضی از دست رفته در کانال های پیش ساخته، کمتر است.

سرعت نصب و کارگذاری و تعمیرات کانال ها

کانال های پیش ساخته، در کارگاه تولید و به محل نصب منتقل می شوند. این مسئله امکان برنامه ریزی دقیق تر برای زمانبندی تولید و نصب را فراهم می کند. همچنین کنترل کیفیت کار نسبت به کانال های درجا با سهولت بیشتری انجام می شود. افزون بر این، به دلیل پیچیده نبودن و سادگی نسبی فناوری مورد استفاده برای ساخت کانال های پیش ساخته، می توان پس از اتمام کار، از امکانات و دستگاه های کارگاهی موجود در دیگر مناطق استفاده کرد.

بر اساس محاسبات انجام شده در تعدادی از طرح های اجرا شده، در شرایط مساوی، یک پیمانکار می تواند به طور متوسط روزانه 250 متر کانال درجا و 400 متر کانال پیش ساخته احداث کند.

با توجه به اینکه کانال های پیش ساخته به صورت کامل در معرض دید قرار دارند، کنترل هر نوع آسیب وارد شده به بدنه و یا نشت از کانال به راحتی امکان پذیر است. این مسئله برنامه ریزی برای تعمیر و مرمت کانال ها را ساده تر می کند و تا حدودی مشکلات دوران بهره برداری و نگهداری را کاهش می دهد.

معایب کانال های پیش ساخته

در زمینه محدودیت ها و معایب کانال های پیش ساخته، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

نیاز به دقت زیاد در مرحله نصب

کارگزاری و نصب کانال های پیش ساخته از حساسیت و دقت زیادی برخوردار است. بی دقتی در این زمینه به نشت آب از محل اتصالات منجر خواهد شد.

انعطاف پذیری کمتر در برابر افزایش بده

انعطاف پذیری کانال های پیش ساخته در مقابل افزایش بده، کمتر از کانال های درجاست. این مسئله موجب می شود اجرای الگوهای زراعی تعیین شده و استفاده از حداکثر ظرفیت کانال بر اساس هیدرومدول پیش بینی شده اهمیت پیدا کند. افزایش بده در این کانال ها به سرریز آب از آنها منجر خواهد شد که افزون بر رشد علف های هرز در مسیر کانال، تخریب بخش هایی از جاده سرویس را نیز به دنبال خواهد داشت. بدیهی است با افزایش عمق آزاد کانال، انعطاف پذیری کافی برای انتقال بده های بیشتر فراهم خواهد شد.

آسیب پذیری بیشتر

کانال های پیش ساخته به دلیل نداشتن حفاظ در اطراف خود از آسیب پذیری بیشتری برخوردارند. مشکلات خاص اجتماعی و منطقه ای ممکن است به تخریب این کانال ها توسط کشاورزان منجر شود. همچنین امکان دارد که حریم کانال ها رعایت نشود و کشاورزان تا زیر کانال ها اقدام به شخم و کشت محصولات کنند (در طرفی که جاده سرویس وجود ندارد). این مسئله به کانال آسیب می رساند.

بر اساس گزارش های موجود از یکی از طرح های آبیاری اجرا شده در ایران، عمده ترین اشکالات موجود در بهره برداری از کانال های پیش ساخته در این شبکه عبارتند از:

نشت آب و باتلاقی شدن زمین های مجاور کانال، شکسته شدن کانال ها توسط کشاورزان، کم بودن ظرفیت کانال ها و سرریز آب از اطراف آن، نداشتن شبکه جاده های سرویس، عدم اتصال کانال ها به سیستم زهکشی، شکسته شدن بعضی از سازه های تنظیم سطح آب در مسیر کانال برای آبگیری بیشتر توسط کشاورزان، مشکلات لایروبی کانال ها و ابنیه فنی، کنده شدن لاستیک های آب بندی قطعات کانال توسط کشاورزان و نیاز به وسایل و ماشین آلات خاص برای نگهداری.