مطالعه آزمایشگاهی اثر مقدار رس خاک در تعیین نیاز به پوشش برای سیستمهای زهکشی زیرزمینی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران

2 موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کرج

3 گروه مهندسی آبیاری دانشگاه شهرکرد

چکیده

ضرورت استفاده از پوشش (فیلتر) در سیستمهای زهکشی زیرزمینی از موارد مهمی است که در مراحل آغازین طراحی
و اجرای یک پروژه زهکشی مطرح میگردد. درصد رس خاک اولین معیار جهت پیش بینی این نیاز میباشد. در تحقیق
حاضر آزمایش نفوذسنجی به منظور تعیین نسبت شیب و بررسی پتانسیل گرفتگی و احتمال عبور ذرات خاک از روزنه-
های صفحه زهکش بر روی سه نمونه خاک رسی و لوم رسی (با رس بین ۲۵ تا درصد ۴۰ ، (نسبت جذب سدیمی ۱۷ تا
۸۳ و شوری عصاره اشباع خاک بین ۱۰ تا ۱۰۰ دسی زیمنس بر متر انجام گردید. تیمارهای مورد مطالعه شامل زهکشی
بدون کاربرد پوشش و سیستمهای دارای پوشش رایج معدنی (شن و ماسه) و پوشش مصنوعی از نوع لفاف از پیش
بود. در این آزمایشها، تغییرات دبی، هدایت هیدرولیکی سیستم، نسبت شیب و (PP- ساخته دور لوله زهکش ( 450
شیب خروجی بررسی شد. نتایج نشان داد مقادیر نسبت شیب در سیستم بدون پوشش در بیشتر موارد بزرگتر از یک
بوده که نشان دهنده پتانسیل بالای گرفتگی است. با این وجود ریزش خاک زمانی رخ داد که مقدار این شاخصاز مقدار
٣ بیشتر شد. نسبت مقدار شدت جریان خروجی در سیستم با پوشش معدنی و پوشش مصنوعی به سیستم بدون
۱ بدست آمد. با افزایش شیب، هدایت هیدرولیکی سیستم کاهش یافت به طوری که / ۱ تا ۸ / ۳ و ۴ / پوشش به ترتیب ۲ تا ۵
بیشترین کاهش در سیستم بدون پوششاتفاق افتاد. همچنین با محاسبه شیب شکست هیدرولیکی و مقایسه آن با شیب
خروجی، مقاومت ذرات خاک در برابر فشار جریان بررسی شد. نتایج نشان داد که سیستم بدون پوشش در نمونه خاک
های ۲ و ۳ به ترتیب کمترین و بیشترین عملکرد را داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Laboratory Study of Influence of Clay Content on the Need for Subsurface Drainage System Envelope

نویسندگان [English]

  • H Ojaghlou 1
  • T Sohrabi 1
  • H Rahimi 1
  • A HassanOghli 2
  • M Ghobadinia 3
چکیده [English]

Necessity to use envelope (filter) in subsurface drainage systems is one of the important aspect that
should be taken into consideration of the beginning of a drainage project. The first indicator of the
need for a drain envelope is the percentage of clay in the soil. In this research, permeameter test was
used to determine gradient ratio and evaluate the clogging potential and probability of soil particle
passage through the drain plate openings in three clay and clay loam soils with 20-40 percent clay
SAR 17 – 83, and EC 10 – 100dS/m. Treatments in this experiment were drainage systems with and
w/o envelopes. In envelope d system two types of envelopes (granular and fiber) were used.
Outflow variation, system permeability, gradient ratio and exit gradient were investigated. The
results. showed that the gradient ratio in the system without envelope were greater than one
implying a high clogging potential. Nonetheless, soil downfall was occurred when this index was
bexceeded. The ratio of outflow from the systems with granular and fiber envelopes to systems w/o
envelopes ranged 2.0-3.5 and 1.4-1.8, respectively. As hydraulic gradient was increased, system
hydraulic conductivity decreased with the greater decrease occurring in the system w/o envelope.
Resistance against pressure head was also studied with determining hydraulic gradient failure
compared to exit gradient value at each gradient head. Results indicated that the without envelope
system in soil no 2 and 3 had, receptively the minimum and maximum performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chemical Quality
  • Clay content
  • Envelope
  • Failure gradient
  • Permeameter test
بینام ١٣٨٣ ، دفتر استانداردها و معیارهای فنی شرکت سهامی مدیریت منابع آب ایران. ضوابط طراحی و
انتخاب مواد و مصالح برای زهکش های زیرزمینی. انتشارات وزارت نیرو.
بینام ١٣٨٣ ، گروه کار زهکشی کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. مواد و مصالح سامانه های زهکشی
زیرزمینی، شماره انتشار ۸۱ ، انتشارات کمیته ملی آبیاری و زهکشی.
عزیزی م، ١٣٨٥ ارزیابی فنی فیلترهای مصنوعی و مقایسه آن با فیلترهای شن و ماسهای متداول در لولههای
زهکش زیرزمینی واقع در نخیلات آبادان. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران
اهواز.
کریمی ب، ۱۳۸۷ . ارزیابی عملکرد سه نوع پوشش مصنوعی زهکشی در مقایسه با پوشش رایج معدنی در
شرایط آزمایشگاهی. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده آب و خاک پردیس کشاورزی و منابع
طبیعی، دانشگاه تهران.
نژادیانی م، ۱۳۸۵ . ارزیابی آزمایشگاهی کاربرد پوشش مصنوعی در زهکشهای زیرزمینی و مقایسه آن با
پوشش های معدنی. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز.
Abdel Dayem, S, 1985. Investigation of pipe clogging and need for envelope materials in
subsurface drainage. Pilot Areas and Drainage Technology Project, Technical Report No. 28,
104 pp. Drainage Research Institute, Giza, Cairo, Egypt,
Asghar MN and Vlotman WF, 1995. Evaluation of sieve and permeameter analysis methods for
subsurface drain envelope laboratory research in Pakistan. Agricultural Water Management 27:
167-180.
Anonymous, 2006. ASTM D, 5101-90. Standard test method for measuring the soil-geotextile
system clogging potential by the gradient ratio. In: ASTM 1996c, pp. 752-758.
Bonnell RB, Broughton RS and Bolduc GF, 1986. Hydraulic failure of the soil drain envelope
interface of subsurface drains. Canadian Water Resources Journal. 11: 24-34
Dierickx W and Yüncüoglu H, 1982. Factors affecting the performance of drainage envelope
materials in structural unstable soils. Agricultural Water Management, 5: 215 - 225.
Dierickx W and Vlotman WF, 1995. Drain envelope laboratory testing and analysis procedures.
IWASRI Publication No. 109, NRAP Report No. 36, 124 pp. International Water Logging and
Salinity Institute, Lahore, Pakistan.
Dierickx W and Leyman N, 1991. Drainage van landbouwgronden: theorie, criteria, materialen
[Drainage of Agricultural Soils: Theory, criteria and materials]. Ministerie Van de Vlaamse
Gemeenschap, Bestuur Landinrichting en –beheer, Vlaamse Landmaatschappij, Belgium.
Samani ZA and Willardson LS, 1981. Soil hydraulic stability in a subsurface drainage system.
Transactions of the ASAE, 24: 666-669.
مطالعه آزمایشگاهی اثر میزان رس خاک در تعیین نیاز به پوشش در سیستمهای زهکشی زیرزمینی 135
Anonymous, 1991. US Dep. Agric., National Engineering Field Handbook, Sub-chapter C, Sect.
650.1428 (b). (In: Stuyt and Willardson 1999.
Anonymous, 1995. USBR Standard, The use of laboratory tests to develop design criteria for
protective filters. Earth Laboratory Report No. EM-425. US Bureau of Reclamation. Denver
Colorado, USA,
Van Zeijts TEJ, 1992. Recommendations on the use of envelopes based on experiences in the
Netherlands. In: Vlotman WF (ed.) Proceedings of 5th International Drainage Workshop,
Lahore, Pakistan, ICID, IWASRI. 111: 5.88 - 5.96.
Vlotman WF and Omara MA, 1996. Drain Envelope need, design and quality control. Drainage
Research Institute, El -Kanater, Egypt, Technical Report TR 89, 40 pp. Drainage Research
Programme Project (DRP),
Vlotman WF, Willardson LS and Dierickx W, 1997. Drain envelope need, selection, design,
construction and maintenance. 7th ICID International Drainage Workshop. Penang, Malaysia.
Nov 17 - 21, 97, Proc. Vol. 2. pp22.1 - 16.
Vlotman WF, Willardson LS and Dierickx W, 2000. Envelope design for subsurface drain. ILRI
Publication 56.
Willardson LS, 1992. Drain envelope field testing at S2A8, trench backfill procedures. Salinity and
water management at SlB9. Consultancy Report. NRAP Report No. 37 (IWASRI Pub. No.
110), Lahore, Pakistan, pp.29.
Willardson LS and Walker RE, 1979. Synthetic drain envelope soil interactions. Journal of
Irrigation and Drainage Division, ASCE, 105: 367 - 373.
Yu Shana H, LiangWang Wu and Chou T, 2001. Effect of boundary conditions on the hydraulic
behavior of geotextile filtration system. Geotextiles and Geomembranes 19: 509–527.