بررسي پتانسيل انسداد فيزيكي سه نوع پوشش زهكشي مصنوعي توسط آزمون نفوذسنجي در شرايط كاربرد آب و خاك شور

Assessment of Clogging Potential of Three Different Synthetic Drainage Envelopes in Application of Saline Water and Soil by Permeability Test

تهيه پوشش هاي شن و ماسهاي كه در پروژه هاي زهكشي زيرزميني كشور مورد استفاده قرار ميگيرند، با مشكلات اجرايي همچون هزينه سنگين، به دليل بعد مسافت از منابع قرضه تا بهم خوردگي دانهبندي و نيز عمليات اجرايي دشوار (حفر ترانشه‌هاي نسبتاً عريض) و مسايل زيست محيطي روبرو ميباشد. از همين رو در طرح هاي زهكشي، جهت گيري به سمت استفاده از گزينه هاي ديگر نظير پوششهاي مصنوعي زهكشي، در دستور كار قرار گرفته است. از طرفي بررسي عملكرد پوششهاي مصنوعي منتخب قبل از اجرا در سطح مزرعه توسط آزمونهاي استاندارد ضروري ميباشد. لذا در اين تحقيق در شرايط آزمايشگاهي و با استفاده از مدل فيزيكي نفوذسنج (طراحي شده براساس استاندارد ASTM D-5101) به-بررسي عملكرد 3 پوشش مصنوعي زهكشي PP450، PP700 و PP900 در شرايط كاربرد زه آب شور ( dS/m2/22 =EC) در مقايسه با آب غيرشور ( dS/m78/0 =EC) و در حضور خاك شور و سديمي ( dS/m3/169EC= و (meq/lit)0.5 18/45SAR=) تهيه شده از محل پروژه زهكشي واقع در شمال خرمشهر پرداخته شد. استفاده از زه آب و خاك شور يكي از موارد متمايز اين پژوهش بود كه شرايط آزمون را به حالت واقعي پروژه نزديك تر ميساخت و از اين مهم در استانداردهاي مربوطه و تاثير آن بر نتايج آزمون نفوذسنجي صحبتي به ميان نيامده است. درطي مراحل آزمون، شاخص هايي همچون تغييرات هدايت هيدروليكي مجموعه خاك- پوشش مصنوعي و نسبت گراديان در پنج گراديان هيدروليكي (1، 5/2، 5، 5/7 و10) به منظور بررسي پتانسيل انسداد فيزيكي پوشش هاي مصنوعي در شرايط كاربرد آب و خاك شور و سديمي، درقالب طرح آماري فاكتوريل به صورت كاملاً تصادفي و در 3 تكرار مورد بررسي و مقايسه قرار گرفت. با ملاحظه مقادير متوسط هدايت هيدروليكي در شرايط كاربرد زه-آب شور و آب غيرشور و مقايسه آنها با يكديگر مشخص شد كه ميزان هدايت هيدروليكي مجموعه، با افزايش EC آب كاهش يافت، به طوري كه هدايت هيدروليكي مجموعه خاك- پوششهاي مصنوعي PP900، PP700 و PP450 در شرايط كاربرد آب غيرشور به ترتيب 29/1، 36/1 و 26/1 برابر هدايت هيدروليكي آنها در شرايط كاربرد زه آب شور بود. از طرفي، درصد افت هدايت هيدروليكي در طول آزمون، در شرايط كاربرد زه آب شور و در تمامي پوششها، بيشتر از درصد افت هدايت هيدروليكي در شرايط كاربرد آب غيرشور مشاهده شد كه حاكي از افزايش پتانسيل انسداد فيزيكي پوششها در شرايط كاربرد زه آب شور ميباشد. در هر 3 آزمايش، نسبت گراديان (كه از تقسيم گراديان هيدروليكي مجموعه خاك- پوشش مصنوعي بر گراديان هيدروليكي خاك به دست مي آيد و چنانچه مقدار آن از 0/1 تجاوز كند، پوشش مصنوعي مستعد انسداد فيزيكي است) كمتر از يك بود. در نهايت، مجموع نتايج آزمونهاي نفوذسنجي و آناليزهاي آماري حاكي از عملكرد مطلوب تر پوشش مصنوعي PP450 نسبت به دو پوشش مصنوعي ديگر به كار رفته در اين آزمونها بود، ليكن ضروري است تا به گزينه كيفيت آب در آزمون هاي نفوذسنجي، به عنوان عاملي تاثيرگذار، توجه لازم مبذول شود.

Conventional graded granular filters which are commonly used in subsurface drainage projects in Iran, encounter various difficulties such as huge costs and long distances from source of gravels and led to use of other materials as envelopes. Synthetic products can be justified over granular filters due to their comparable performance, improved economy and ease of placement. Considering that, it’s essential to assess selected synthetic envelopes performance before setting them in the field. The objective of this study is assessment of permeameter test proccessing (based on ASTM D-5101 standard), using 3 different PLM synthetic envelopes (PP450, PP700 and PP900) in application of water with different salinity (EC= 22.2 dS/m and 0.78 dS/m) and saline-sodic soil (EC= 169.3 dS/m and SAR= 45.18 (meq/lit)0.5), prepared from north Khoram-Shahr drainage project located in Khuzestan Provience. This study deal with evaluation of permeability tests results by applying saline water and soil which is not common in permeameter standard tests. So, a distinctive point of this research is using drainage water with high salinity, in comparison with applying normal water and also saline soil. For this purpose, two physical models of permeameter used to do a series of permeability tests by varying synthetic envelope types and saline and normal water. Permeability tests were done at 5 different hydraulic gradients (1, 2.5, 5, 7.5 and 10). Variations of discharge, hydraulic conductivity and gradient ratio (GR) were measured and investigated statically as factorial experiments in the form of randomized complete design. The results demonstrated that the more salinity the lower the hydraulic conductivity in all synthetic envelopes. The average hydraulic conductivity by applying normal water were 1.29, 1.36 and 1.26 times more than the average hydraulic conductivity by applying saline water for PP450, PP700 and PP900 samples respectively. Based on all tests of gradient ratios, it can be concluded that none of the envelope samples were susceptible to clogging, even in application of saline soil and water, even though the probability of clogging by applying saline water was higher. Also, it should be noticed that water quality is essential to encounter in permeability tests.