بررسی آزمایشگاهی اثر کاهش عمق نصب زهکش بر بهبود شوری زهاب و مقایسه نتایج با ستاده‌های SEEP/W

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشگاه بین‌المللی امام‌خمینی(ره)، قزوین، بلوار دانشگاه امام‌خمینی (ره)، قزوین، ایران

2 کارشناس‌ارشد آبیاری و زهکشی، قزوین، بلوار دانشگاه امام‌خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

اصلاح اراضی شور و سدیمی به دلیل عدم زهکشی طبیعی نیازمند توسعه سامانه زهکش های مصنوعی زیرزمینی است. عمق نصب زهکش‌ها یکی از چالش های مهم در طراحی و اجرای شبکه های زهکشی است. نصب زهکش‌های عمیق موجب افزایش حجم آب ورودی به داخل آن‌ها  و کاهش کیفیت زهاب خروجی می‌گردد. از طرفی زهکش‌های عمیق نیمرخ بزرگتری از خاک را شسته و نمک‌های محبوس در اعماق خاک را همراه با زهاب وارد تخلیه گاه ‌نهایی می‌نمایند. در این مطالعه یافتن عمق بهینه نصب زهکش‌ها برای کاهش حجم زهاب و بهبود شوری آن مدنظر بوده است. برای این منظور از یک مدل آزمایشگاهی و یک مدل عددی بهره گرفته‌ شد. زهکش‌ها در اعماق 25/0، 5/0 و 85/0 متری در یک تانک شن حاوی سه لایه خاک رس سیلتی با شوری‌ اولیه به ترتیب از بالا 7/12، 2/31 و 5/67 دسی زیمنس بر متر نصب شده و کمیت و شوری آب خروجی مورد بررسی قرار گرفت. مدل آزمایشگاهی ساخته شده، توسط نرم‌افزار SEEP/W شبیه‌سازی شد و نتایج نشان داد که با افزایش عمق نصب زهکش‌ها، نیمرخ بزرگتری از خاک شسته شده و خطوط جریان تا عمق بیشتری در خاک پایین رفته و سپس به سمت زهکش‌ها جریان می‌یابند. علاوه بر آن دبی خروجی از لوله‌های زهکش نیز توسط نرم‌افزار محاسبه شد. بیشترین شوری خارج شده از سه عمق به ترتیب برابر با 1/43، 6/55 و 8/131 دسی زیمنس بر متر و دبی خروجی از سه عمق نیز برابر با 24، 46 و 54 میلی متر بر روز به دست آمد. نتایج نشان داد که با افزایش عمق، دبی خروجی نیز افزایش می‌یابد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که کاهش عمق نصب زهکش‌ها موجب بهبود شوری آب خروجی و کاهش حجم آن می‌گردد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using SEEP / W Numerical Model to Simulate Drain Installation Depth Effects on Drain Water Salinity Improvement

نویسندگان [English]

  • Abbas Sotoodehnia 1
  • Fahimeh Razi 2
  • Peyman Daneshkar Arasteh 1
1 Assistant Professor of Water Engineering Department, Imam Khomeini International University Qazvin, Iran (IKIU)., Qazvin., Iran
2 Master of Irrigation and Drainage Water Engineering Department, (IKIU)., Qazvin., Iran
چکیده [English]

Drian installation depth is one of the most important challenges in drainage network design and construction. Deep drain installation leads to increase inflow volume to the drain and causes to decrease drain water quality. In the other hand, deep drains washes deeper soil profile and discharges traped salts in lower layers to final outlet. The objective of this study was to find the optimum drain installation depth to reduce drain volume and improve drain water quality. To do this, a laboratory investigation was carried out as well as numerical simulation. Drainage pipes were installed in 0.25, 0.5 and 0.85 m depth within a sand box filled with three silty clay soil layers with initial salinity of 12.7, 31.2 and 67.5 dS/m, respectively from top to bottom. Drain outflow volume and water quality from the sand tank were measured. The laboratory test was simulated using SEEP/W software and the results showed that a deeper soil profile has been leached by increasing drain installation depth, and streamlines flew to a deeper layer and then moved back to the drain pipes. In addition, drain outflow rate was computed using the software. The results showed that the outflow rate increases with drain depth. So, it could be concluded that reduction in drain depth leads to inprove drain water quality and decrease in drainage volume

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drain Pipe Installation Depth
  • Drain Water Salinity
  • Subsurface Drainage
  • Laboratory Test
  • SEEP/W
آذری، ا. اکرم، م. و پذیرا، ا. (1381). نگرشی بر مسائل و مشکلات مطالعات و اجرای زهکش زیرزمینی در ایران. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران. نشریه شماره 59.

اصلانی، ف. ناظمی، ا. صدرالدینی، ع ا. فاخری فرد، ا. و قربانی، م ع. (1389). برآورد عمق و فاصله مناسب زهکش‌های زیرزمینی بر اساس کیفیت زهاب. مجله تحقیقات آب و خاک. شماره 41، صص 139-146.

نظری، ب. ع. لیاقت، م. پارسی ن‍ژاد، ع.ع. ناصری، (1387). بهینه‌سازی عمق نصب زهکش‌های زیرزمینی با ملاحظات اقتصادی و زیست‌محیطی. پنجمین کارگاه فنی زهکشی و محیط زیست. صص 107-122.

Bahceci, I. N., Dinc, A. F. Tari, A. I. and Agar, B. Sonmez. 2006. Water and salt balance studies, using SaltMod to improve subsurface drainage design in the Konya-Gumra plain. Agricultural water management 85, Elsevier B.V, 261-271.

Mendez, A., G. Sands B. Basin. Ch. Xing Jin.and P. Wotzka. 2004. Simulating the impact of drainage design in a cold climate with ADAPT. American water resources association, 385-400.

Oosterbaan., Abusenna. 1990. Subsurface drainage for water-logging and salinity control in the Nile delta, Egypt. Agricultural land drainage, 10-13

Singh, R., M. J. Helmers. W. G. Crumpton. And D. W. Lemke. 2007. Predicting effects of drainage water management in lowa’s subsurface drained land scapes. Agricultural water management 92. Elsevier B.V, 162-170.

Smedema, L. K. 2007. Revising currently applied drain depths for water logging and salinity control of irrigated land in the (semi) arid zone. Irrigation and drainage 56, 379–387

Seepage modeling with Seep/w. 2007. An Engineering Methodology Third Edition, March 2008. Geo slope International Ltd. Calgary, Alberta, Canada T2P 2Y5

Vasulu, A. S. Ch. Sujanicao. and G.V. Lakshemi. 2004. Model studies on salt and water balances at Konaki pilot area, Andhra Pradesh, India. Irrigation and Drainage Systems18. Kluwer Academic Publishers. Printed in the Netherlands, 1–17.