لوله های زهکشی
1- تنبوشه هاي رسي يا لوله هاي سفالي : اين لوله ها داراي اندازه هاي مختلفي هستند . معمولا طول آنها بين 30 تا 50 س م ميباشند . تنبوشه هاي رسي معمولا ازخاك رس ساخته شده ومعمولا مقطع آنهابشكل چندضلعي ويابيضوي ويا دايره اي بوده وقطرآنهاممكن است 5 ، 6.5 ، 8 ، 10 ويا 20 س م باشد درنوع مقطع دايره اي شكل معمولا يك طرف لوله حالت جمع شدگي يا تنگتر و طرف ديگركمي بازترياگشادتردرنظر گرفته ميشود ويا مقطع بطورساده يا بوسيله نروماده پهلوي همديگرچيده وباهم ممذوج ميشوند . اين لوله هاتوسط ماشين يا بادست دنبال هم دركانال حفرشده كارگذاري ميشوندوآب ازمحل اتصال آنها واردلوله ميشود . چون لوله هادرهنگام كارگذاشتن بخوبي آببندي نميشوند ، لذادرمحل اتصال آنهافضاي كافي براي عبورآب وجودخواهدداشت . لوله هاي سفالي دربرابراسيد وسولفاتهاي خاك بسيارمقاوم بوده ودرخاك ازبين نميرود .
2- تنبوشه هاي سيماني يا لوله هاي بتني : درصورتي كه تنبوشه هاي سفالي دردسترس نباشدازاين لوله ها كه باقطرمتوسط يا بزرگ كه درحدود 15 الي 40 س م وطول آنهابين 30 تا 50 س م ميباشند، استفاده ميشوند. بزرگترين نقطه ضعف اين تنبوشه ها تاثيرسوء اسيدوسولفات خاك برروي آن است كه منجربه خورده شدن آن ميشودوبدين جهت بايستي ازسيمان ضدسولفات درساختن آنها استفاده نمود . دراين لوله ها نيزآب از محل اتصال دولوله وارد زهكش ميشود. گاهي بدنه لوله داراي سوراخ هايي است كه جريان آب راتسهيل ميكندولي پس از چندي ذرات خاك اين سوراخهارا مسدودميسازند .
3- لوله هاي پلاستيكي : اين لوله ها ازجنس P.E ( پلي اتيلن ) ويا P.V.C ( پلي وينيل كلرايد ) ساخته ميشوند كه نوع P.V.C بيشتر رايج است . يكي از معايب مهم اينگونه لوله ها شكنندگي آنها دراثرفشارو ترك خوردن درهنگام يخبندان است . بيشترلوله هاي پلاستيكي بصورت موجدارساخته ميشوند اين امرمقاومت بيشتري به لوله ها ميدهدتافشارهاي زيادتري را تحمل نمايد ولي وجودلوله هاي موجداراصطكاك زيادتري را درمقابل حركت آب ايجاد مينمايد . لوله هاي موجدارپلاستيكي معمولا با قطر خارجي ( OD ) 40 ، 50 ، 65 ، 80 ، 100 ، 1250 ، 160 و1200 م م ساخته ميشوند . خطرداخلي ( ID ) آنها حدودا 0.9 قطرخارجي ميباشد ( ID=0.9*OD ) توصيه ميشود براي كولكتورها بجاي استفاده از لوله هاي پلاستيكي قطور از لوله هاي بتني استفاده شود . لوله هاي پلاستيكي بصورت مشبك يا سوراخ دارساخته ميشوند تا آب بتوانداز سوراخ هاي آنها واردلوله شود . اين منافذها، درز و يا شكافهاي ساده اي هستندكه بعرض 0.6 تا 2 م م وبطول 5 م م درداخل شيار ( موج ) لوله ايجادشده اند. بطوركلي تعدادوسطح مقطع درزها بايدطوري باشندكه مساحت سوراخها درهرمترطول لوله حداقل 800 م م مربع باشد . لوله هاي پلاستيكي بصورت صاف و يا موجدار به بازارعرضه ميشود. نوع موجدارعلاوه برسبكي وزن بصورت چنبره يا كلاف درمي آيد وبرنوع صاف ارجحيت داردوبعلت وجودبرآمدگي ياموجداربودن قسمت داخلي لوله ها، مقاومت دربرابرجريان، قابل توجه بوده وبراي انتقال مقدارثابتي از جريان قطر اين لوله هابايد25% بيشتر از قطرلوله هاي صاف باشد .
4- لوله هاي فلزي يا آهني : درفعاليتهاي زهكشي ازلوله هاي فلزي درموارد زيراستفاده ميشود :
الف : بصورت آخرين قطعه دريك خط تنبوشه سفالي يا پلاستيكي
ب : درمواردي كه سايرانواع تنبوشه قادربه تحمل بارخاك روئي نيست .
ج : هنگام عبوراز زيرجاده هاي مزرعه
د : براي نصب درقسمتهايي از خاك كه شن روانم وجود داشته ويك لوله بلندويكپارچه پروري است .
معمولا به دليل رسوب سيلت وموادديگردرداخل لوله ها توصيه ميشود قطرآنها بزرگترانتخاب شوند تا از نظركشش آب دراينده اشكالي بوجود نيايد .
درمورد گرفتگي لوله هاي زهكش نتايج حاصله ازپژوهشهاي مربوطه عبارتست از :
ذرات خاك ميتواننداز بالا و پائين تنبوشه ها همراه آب وارد آن شوند .
شستشووانتقال ذرات بيشتردرخاكهاي ناپايدار مثلا شني صورت ميگيرد .
درمورد شدت ته نشيني ذرات منتقله نمي توان رقم قطعي ارائه داد مثلا تنبوشه هاي كه درخاكهاي رسي كارگذاشته شده است پس از 30 سال فقط چندميلي متررسوب داشته است درصورتي كه همين تنبوشه ها درخاكهاي شني پس از چند ماه ممكن است تا نيمه پرشوند. آنچه مسلم است بخش اعظم انتقال ذرات خاك بلا فاصله پس از تعبيه سيستم زهكشي صورت ميگيردوپس از آن خاك تاحدي پايدارشده ورسوبات كاهش مي يابد . براي جلوگيري از گرفتگي لوله ها بهتر است با فيلترهايي انواع تنبوشه ها را بپوشانيم . براي شستشوي درون تنبوشه ها نيز سرعت آب نبايد از 0.35 متردرثانيه كمترباشد وبراي رفع گرفتگي لوله ها از آب تحت فشار ( فلاشينگ ) استفاده ميشود .
رسوب تركيبات آهن : درتنبوشه ها نيزذكراين نكته ضروري است كه آهن دوظرفيتي محلول درآب زير زميني وارد زهكشها شده ودراثرتماس با هوا به آهن سه ظرفيتي تبديل ميشودكه چون غيرمحلول است ، رسوب ميكند . براي رهايي از آن علاوه برشستشوبا فشارميتوان از ورودهوا به تنبوشه ها جلوگيري كردتا اكسيداسيون صورت نگيرد وبراي اين كار مخرج خط زهكشي رادرزير سطح آب درنهر زهكشي قرارميدهيم وبا استفاده از كربنات كلسيم ، آهن را قبل از ورود به تنبوشه ها ته نشين ميسازيم .
گراس و مكنزي مطالعات جالبي درمورد حلاليت آهن و منگنز و رسوب آن درتنبوشه ها بعمل آورده وبه اين نتيجه رسيده اندكه با آب محتوي 2% گاز SO2 ميتوان اين رسوبات را بحالت محلول درآورده واز تنبوشه خارج نمود . همچنين گولاتي و همكاران حركت آب و ذرات معلق درآنرا بسوي زهكش مطالعه نموده و نتيجه گرفته اند درخاكي كه قطراغلب ذرات بين 0.1 تا 0.25 م م نوسان دارد امكان رسوب ذرات درتنبوشه ها ازهرخاكي بيشتر است .
جريان آب درداخل تنبوشه ها
هرفرمول زهكشي كه درمحاسبات طراحي زهكشي بكارميرود تصويرساده اي است ازآنچه كه دردل خاك ميگذردودراين فرمولها چنين تصور ميشودكه اولا هرتنبوشه يك لوله زهكشي ايده آل است كه آب ميتواند ازهرنقطه واقع درپيرامون آن وارد شود وثانيا هرتنبوشه زهكشي ازخاك همگن پوشانيده شده است . درمورد لوله زهكشي ميدانيم كه اين لوله داراي ديواره اي است وآب فقط از شكاف بين نقطه تماس دو تنبوشه وارد آن ميشود ودرنتيجه مقاومتهاي موجود درمقابل جريان آب بيش از آن است كه فرض ميشود درثاني خط تنبوشه زهكشي معمولا دربستري ازموادفيلترقرارگرفته كه ضريب آبگذري آن ازخاك مزرعه مفروض متفاوت است . عده اي عقيده دارندكه ضريب نفوذپذيري موادفيلتر آنقدرزياد است كه جبران مقاومتهاي ورودي آب را به زهكشها ميكند ولي براي اينكه اين امرصادق باشد ، ضريب نفوذ پذيري يا آبگذري موادفيلتر بايستي 4تا7 بار بيشترازخاك مجاورباشد.درمورد مقاومتهاي ورودي جريان به تنبوشه ها نيزذكرنكات زير ضروري است .
اگر اين مقاومت خيلي زياد باشد موجب عدم موفقيت طرح زهكشي خواهدشد.
نوع تنبوشه اهميت چنداني دركاركرد سيستم زهكشي ندارد . آنچه مورد اهميت است مشخصات خاك وفيلتر اطراف تنبوشه ها و بالاخص خاك است .
اگر نصب زهكشها درشرايط رطوبتي مثلا درمواقعي كه سطح ابستابي درمجاور سطح خاك است ويابارندگي شديددرضمن پركردن گودالهاي زهكشي ، صورت گيرد ، امكان عدم موفقيت بيشتر است . خاكهايي كه پايداري آنها كم است حساسيت بيشتري در اين مورد دارند .
هرلايه ازموادفيلتر خودمقاديري آب انتقال ميدهند ودرنتيجه از مقاومتهاي تنبوشه ها درمقابل ورود آب مي كاهد .بنابراين ضخامت مواد فيلتر نبايستي جزيي وغيرقابل توجه باشد.
در انتخاب نوع لوله زهكش معياراصلي مقايسه هزينه ها وموجودبودن آنها دربازار ميباشد . در اين زمينه بايد به نكات زير توجه نمود :
اگرلوله هاي زهكش درمحل موجود نباشد، ساختن لوله هاي بتني بوسيله قالب ريزي ساده ترين روش تهيه لوله است .
اگرتمام انواع لوله ها دراختيارباشد ، استفاده از لوله هاي پلاستيكي موجداردراولويت قراردارد . دليل آن سبكي و طويل بودن قطعات كه از محاسن آن بوده وعلاوه براين اگردركارگذاشتن لوله هاي پلاستيكي دقت نشود، اين امرازكارايي آن نمي كاهد زيراآب ازمحل اتصال وارد نميشود . چنانچه كارگذاشتن لوله ها با ماشين صورت گيرد، لوله هاي پلاستيكي ارجح ميباشندزيراكاركردن با آنها به وسيله ماشين ساده است .
در مورد قطرهاي كمتراز 10 س م ، قيمت اين سه نموع لوله چندان متفاوت نيست ولي درقطرهاي بزرگتر، لوله هاي بتوني ارزانترو لوله هاي پلاستيكي گرانترند .
پوشش دورلوله هاي زهكش
به موادي كه دورلوله هاي زهكش ريخته ميشوندفيلترگفته ميشود وداراي دووظيفه اساسي ميباشند
1- ازنظرهيدروليكي باعث تسهيل جريان آب به داخل لوله شده ودرنتيجه تلفات انرژي كاهش پيداميكند
2- ازورود ذرات معلق موجوددرآب بداخل لوله هاجلوگيري بعمل مي آورد بعبارت ديگر اين موادبعنوان صافي يا پالا ينده عمل مينمايند .
عمل نمودن پوشش بعنوان صافي دراوايل احداث زهكش بسيارمهم است ولي پس از نشست و تثبيت خاكهاي اطراف وبالاي لوله اين تاثيرازاهميت كمتري برخورداربوده ، مگردرموردخاكهاي ناپايدار .
موادي كه معمولا براي پوشش دورلوله استفاده ميشوندبايدداراي نفوذپذيري زيادي باشند. اين امرباعث ميشودكه اولا افت انرژي درمحل ورودآب به داخل لوله كاهش يابد ودرثاني سرعت آب ( سرعت حقيقي از داخل ذرات ) كاهش يافته ، موجب ميشودكه ذرات معلق آب رسوب نموده وبه داخل راه پيداننمايند. اين دومنظورزماني حاصل ميشودكه ضخامت پوشش حداقل 5 تا 10 س م و مقدار ضريب K آن درحدود 10 برابرضريب هدايت هيدروليكي خاك باشد . موادي كه ميتوانند اين دومنظوررا فراهم سازندعبارتنداز :
شن درشت و گراول ( سنگريزه ) -- موادآلي ( مانند شاخه و برگ و كاه و كلش ) -- مواد مصنوعي ( از قبيل الياف و دانه هاي پلاستيكي ) . لازم به ذكر است كه مواد آلي دوام چنداني ندارند .
عمل نمودن پوشش بعنوان صافي درشرايطي كه امكان وارد شدن ذرات خاك به داخل لوله زيادباشدبسيار حائزاهميت است زيرا اين مواد عامل اصلي مسدود شدن لوله ها ميباشند . براي اين منظور اندازه منافظ فيلتر بايد به دقت تعيين گردد تا با اندازه ذررات خاك اطراف هماهمنگي فيزيكي داشته باشد. يك فيلتركامل ازورودهرذره به داخل لوله جلوگيري ميكند ولي تجربه ثابت نموده است كه فيلترهايي خوب هستند كه برخي از ذرات راكه اندازه آنهاكوچك است از خودعبوردهند . اين ذرات درآب بصورت معلق باقي مانده وهمراه جريان آب ازلوله ها خارج ميگردند .
وجودفيلتردرخاكهايي كه به آساني فرسايش پيدا مي كنند الزامي است . تجربه نشان داده است كه حساسترين خاكهادراين رابطه خاكهاي شني نرم وسيلتي درشت مي باشندكه دانه بندي يكنواختي داشته ومتوسط اندازه تشكيل دهنده آنها بين 20 تا 10 ميكرون است . سرعت واردشدن آب به داخل زهكش معمولا آنقدر زياد نيست كه بتواند ذرات بزرگتررا نيزوارد زهكش نمايد. درضمن ذرات كوچكتراز2 ميكرون هم بذليل چسبندگي كه دارنددرمقابل جريان آب مقاومت نموده و وارد زهكش نميشوند .
منبع : scu.ac.ir
تدوین :سعید برومند نسب
PDF فایل کامل ۲۱ صفحه (Download (132K)
