بررسي تاثير محيط متخلخل بر انحراف آب در آبگير زير سطحي رودخانه با ديوار آب بند

Study the Effect of Porous Media on Water Diversion of a River Subsurface Intake with Cut-off Wall

رودخانه‌هاي مناطق خشك و نيمه خشك معمولا به صورت فصلي بوده يا داراي جريان پايه كم مي‌باشند لذا بهره‌برداري از جريان‌هاي زير سطحي از جمله مواردي است كه در سال‌هاي اخير مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از آبگير كفي با محيط متخلخل و ساخت سدهاي زيرزميني در اين راستا صورت گرفته است. مشكلات حاصل از گرفتگي محيط متخلخل در آبگير كفي و اثرات مخرب سدهاي زيرزميني بر پايين دست رودخانه، استفاده از يك سيستم آبگير بنام آبگير زيرسطحي با ايجاد شبكه زهكشي در بستر رودخانه را توجيه نموده است. نمونه‌هايي از اين نوع آبگير اجرا شده است، ليكن اين طرح‌ها فاقد اصول طراحي برمبناي نتايج علمي مي‌باشد. از اين رو براي روشن نمودن تاثير عوامل مختلف بر ميزان دريافت آب توسط محيط متخلخل، آزمايشاتي در يك مدل آزمايشگاهي صورت گرفته است كه درآن با تغيير عوامل موثر از جمله اندازه ذرات محيط متخلخل به ازاي بارهاي آبي مختلف جريان زهكشي شده مورد بررسي قرارگرفت. نتايج نشان داد با افزايش بار آبي دبي انحراف در ابتدا روند افزايشي داشته اما به نظر مي‌رسد در بارهاي آبي بالا به مقدار ثابتي مي‌رسد. اندازه ذرات محيط متخلخل نيز بر ميزان دبي انحراف تاثير قابل ملاحظه‌اي دارد چنانكه با ريز شدن اندازه ذرات، ميزان جريان انحرافي 15 تا 60 درصد كاهش مي‌يابد. اين تغيير مبين پايين آمدن كارآيي آبگير در اثر رسوب‌گذاري در بين محيط متخلخل بوده و لذا تغيير محيط متخلخل را ضروري مي‌نمايد . همچنين با آناليز ابعادي رابطه‌اي براي برآورد جريان انحرافي از آبگير زيرسطحي تحت تاثير پارامترهاي عمق كارگذاري، فاصله بين زهكش‌ها و هدايت هيدروليكي محيط متخلخل بدست آمد.

Water shortages in arid and semi-arid areas necessitate effective methods to intake surface and subsurface river flows. Classical river intakes due to construction cost, and high sedimentation cannot be justified for ephemeral streams in arid zones. The underground dams and subsurface intakes are proposed for water harvesting in these areas. Lower construction cost and less downstream destructive effects cause the subsurface intakes to be superior to underground dams. In this type of intake a pipe drain system is installed in a very porous media under the river bed. Two types of these intakes have been constructed in a few ephemeral streams in Khorasan Razavi province without being the theoretical aspects paid attention effectively. In this study, the effective parameters, particularly the grain size of the porous media, on subsurface water diversion was experimentally investigated. The results showed that with increasing the water head above the drain pipes, the drains flow rate increased and reached a rather constant flow rate depending on drain flow rate capacity. The particle size of the porous medium had a significant effect on the drains flow rate. Decreased particle size and consequently hydraulic conductivity caused the diverted flow rate diminished significantly. In order to relate effective parameters and water diversion, some regression equations were also obtained.