عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر مقدار رس و نسبت جذب سدیمی خاک در تعیین نیاز به پوشش لوله های زهکش زیرزمینی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-آبیاری وزهکشی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 3825;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 43204
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۸۸
- دانشجو
- حسن اوجاقلو
- استاد راهنما
- تیمور سهرابی
- چکیده
- ضرورت استفاده از پوشش در سیستم¬های زهکشی زیرزمینی از موارد مهمی است که در مراحل آغازین طراحی و اجرای یک پروژه زهکشی مطرح می¬گردد. درصد رس خاک اولین معیار جهت پیش بینی این نیاز می¬باشد. نسبت جذب سدیمی خاک نیز به عنوان یکی از مشخصه¬های مهم شیمیایی خاک در میزان پراکنش ذرات خاک و احتمال رسوبگذاری لوله¬های زهکش بدون پوشش، مطرح می¬گردد. در تحقیق حاضر، آزمایش نفوذسنجی به منظور تعیین شاخص نسبت گرادیان و بررسی پتانسیل گرفتگی و در نهایت احتمال ریزش خاک، بر روی سه نمونه بافت خاک رسی و لوم رسی با کیفیت¬های شیمیایی (نسبت جذب سدیمی و شوری) اولیه مختلف، انجام گردید. تیمارهای مورد مطالعه شامل سیستم زهکشی بدون کاربرد پوشش و سیستم¬های دارای پوشش رایج معدنی (شن و ماسه) و پوشش مصنوعی از نوع مواد از قبل پیچانده سست در اطراف لوله زهکش (PP- 450) بود. همچنین به منظور بررسی اثر کیفیت آب ورودی (شوری و نسبت جذب سدیمی) بر روی عملکرد سیستم زهکش زیرزمینی بدون پوشش، آزمایش نفوذسنجی با استفاده از سه نمونه آب ورودی (با کیفیت¬های مختلف) بر روی تنها نمونه خاک سوم انجام پذیرفت. در این آزمایش¬ها، تغییرات دبی، هدایت هیدرولیکی سیستم، شاخص نسبت گرادیان و گرادیان خروجی بررسی شد. نتایج نشان داد مقادیر نسبت گرادیان در سیستم بدون پوشش در بیشتر موارد بزرگتر از یک بوده که نشان دهنده پتانسیل بالای گرفتگی روزنه¬های صفحه زهکش است. با این وجود ریزش خاک زمانی رخ می¬داد که مقدار این شاخص از مقدار سه بیشتر می¬شد. همچنین نتایج نشان داد، به طور متوسط نسبت مقدار شدت جریان خروجی در سیستم با پوشش معدنی و پوشش مصنوعی به سیستم بدون پوشش به ترتیب 2 تا 5/3 و 4/1 تا 8/1 می¬باشد. با افزایش مقدار گرادیان هیدرولیکی، هدایت هیدرولیکی سیستم کاهش می¬یافت، به طوری که بیشترین کاهش در سیستم بدون پوشش اتفاق افتاد. همچنین با محاسبه گرادیان شکست هیدرولیکی و مقایسه آن با گرادیان خروجی در هر گرادیان هیدرولیکی، مقاومت ذرات خاک در برابر فشار جریان بررسی شد. نتایج این تحقیق نشان داد با افزایش مقدار درصد رس و در نتیجه چسبندگی خاک، خطر ریزش ذرات در گرادیان¬های هیدرولیکی بالا کاهش می¬یافت (افزایش گرادیان شکست هیدرولیکی). همچنین با افزایش نسبت جذب سدیمی و کاهش میزان شوری آب ورودی، خطر پراکنش ذرات و در نتیجه افت بار بیشتر در مجاورت صفحه زهکش افزایش می¬یافت که نهایتاً منجر به ریزش خاک می¬شد. در نهایت، طبق نتایج بدست آمده در شرایط آزمایشگاهی، عملکرد سیستم بدون پوشش از نظر فیلتری در خاک¬های با مقادیر رس بالای 35 درصد و نسبت جذب سدیمی کمتر از 25 قابل قبول بود و می¬توان لوله¬های زهکش بدون پوشش را برای این مناطق توصیه نمود. با این وجود، جهت رسیدن به نتایج قطعی، احداث خطوط زهکش بدون پوشش آزمایشی و انجام مشاهدات صحرایی ضروری خواهد بود.
- Abstract
- Necessity to use envelope in subsurface drainage systems is one of the important instances that could be taken into consideration in the beginning of a drainage project. The first indicator of the need for a drain envelope is the percentage of clay in the soil. Sodium Adsorption Ratio (SAR) is, also, one of the important indices in relation to soil particle dispersion and clogging probability of non-filtered pipe drains. In this research, permeameter test was used to determine gradient ratio and evaluate the clogging potential and probability of soil particle passage in three soils ranging from high to moderate percentage of clay having different chemical qualities (SAR and EC). Treatments in this experiment were drainage systems with and w/o envelopes. In system with envelope two types of envelopes (granular and fiber) were used. Again, in order to evaluate inflow quality (EC and SAR) on system performance without using filters, permeability test was conducted for one soil samples (sample 3) by using 3 water samples (with different quality) treatments. Through conducting this experiment, discharge variation, system permeability, gradient ratio and exit gradient were investigated. Results showed that, most of the time, the values of gradient ratio in the system w/o envelope were more than one which indicate clogging potential. Nonetheless, soil downfall was occurred when this index was measured greater than three. Discharge ratio in two other types of envelopes (granular and fiber) were measured approximately 2-3.5 and 1.4-1.8, rather than w/o envelope system, respectively. As hydraulic gradient was increased, the system hydraulic conductivity was reduced in a way that the most of the reduction was occurred in system w/o envelope. Also, with determination of hydraulic gradient failure and comparison of that with exit gradient values in each gradient head, soil particle resistance against pressure head was studied. Results indicated that, by any increase in soil clay percent and therefore in soil cohesion, the danger of soil particle downfall would be lower for greater hydraulic gradient values (increase of hydraulic failure gradient). Furthermore, by the increase of SAR and the decrease of inflow EC, the danger of dispersion and head loss on drain plate would increase. Finally this point was made soil particles downfall placed. According to the results obtained in laboratory situations, system performance without using filters was acceptable in soils having clay percent of more than 35 and SAR lower than 25, in terms of filter requirement.
