بررسي تاثير مقدار جريان رودخانه بر آبگيري زيرسطحي با محيط متخلخل

Study of River Flow Effects on Subsurface Water Diversion Using Porous Media in Seasonal Rivers

جمع‌آوري جريان هاي زير سطحي و يا جريان هاي ناچيز پايه در رودخانه هاي فصلي مناطق خشك در كشاورزي فارياب يا كشت تكميلي اراضي ديم اهميت بسزايي دارد. از اين رو استفاده از محيط متخلخل و شبكه زهكشي كه قادر به انحراف جريان هاي سطحي و زير سطحي مي باشد، مي-تواند بعنوان جايگزين روش هاي پرهزينه متداول آبگيري از اين رودخانه ها مد نظر قرار گيرد. در اين تحقيق مدلي آزمايشگاهي از سازه جمع آوري جريان و شبكه زهكشي براي انحراف جريان ساخته شد و در آن ميزان جريان انحرافي با شبكه زهكشي با فواصل و عمق هاي متفاوت متاثر از دبي هاي مختلف جريان اصلي رودخانه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد مقدار جريان انحرافي رابطه مستقيم با دبي ورودي بالادست دارد و با افزايش فاصله بين زهكش‌ها (كاهش تعداد زهكش هاي موثر) دبي هر زهكش افزايش مي‌يابد، بطوريكه با كاهش تعداد زهكش ها موثر به نصف دبي كل 35 درصد كاهش مي‌يابد. دبي زهكش ها در طول محيط متخلخل روندي نزولي داشته و در دبي هاي اندك جريان اصلي، دبي زهكش هاي انتهايي به صفر مي‌رسد. از بررسي اثر طول محيط متخلخل با تعداد يكسان زهكش موثر مشخص شد كه دو برابر شدن طول محيط متخلخل باعث كاهش 5 درصدي در دبي انحرافي و سه برابر شدن طول محيط متخلخل كاهش 22 درصدي دبي انحرافي را به همراه دارد. در بررسي نحوه آرايش زهكش ها نيز مشخص گرديد كه استفاده از دو عمق زهكش همزمان با كوتاه تر شدن محيط متخلخل با توجه به كاهش 6 درصدي دبي نسبت به حالت تك عمقي، مناسب تر مي‌باشد. در نهايت مدل هاي رياضي رگرسيوني براي طراحي سازه آبگير زير سطحي با محيط متخلخل و شبكه زهكشي ارايه گرديد.

In arid and semi-arid regions, collection of surface and subsurface waters in small seasonal rivers is very crucial, particularly in dry seasons. The cost of construction and maintenance of classical water intakes makes them inappropriate for these rivers. In this study a rather new method to divert surface and subsurface water is experimentally evaluated. In this kind of intakes, a couple of trenches are excavated and the drain pipes are installed in them and then filled with very porous materials. Indeed the system acts as a river drainage network. This method not only reduces the construction and maintenance costs but also minimize the disturbance of river topology and morphology. Therefore this intake is also suitable for rivers with high sedimentary loads. In a few small rivers in Khorasan Razavi province, Islamic republic of Iran, such systems have been installed but their design and applicability have not been evaluated. In this research, experimental model of the intake to collect flow was built for flow diversion and flow rate deviation examined. Results showed a direct relationship between flow diversion with water level and with increasing distance between the drainages, the drainage flow increases. Drainage flow in the porous medium is initially decreased and then increased and drainage flow is the lowest in the middle drainage. In the review drainage arrange, the drainage of two deep with shorter porous medium is more suitable. Finally, regression mathematical model for the structural design of the intake subsurface with porous medium and drainage system were presented.