مطالعه آزمايشگاهي و عددي تاثير نانورس بر كاهش تلفات نشت آب از آببندان

Experimental and Numerical Study of Nanoclay Effect on Reducing Seepage loss of Storage Pond

يكي از راه كار هاي موثر براي مقابله با بحران كم آبي و مهار رواناب بارش، احداث استخرهاي ذخيره آب است كه در استان هاي شمالي به آن آب بندان مي گويند. نشت آب از آب بندان علاوه بر كاهش حجم آب ذخيره شده باعث تشديد مسيله ي زهدارشدن اراضي مجاور آن و همچنين اشباع شدن خاك ديواره و لغزش آن خواهد شد. در نتيجه براي كاهش نشت آب از آب بندان بايد به كمك افزودن مواد مختلف مانند نانورس نفوذناپذيري خاك را بهبود بخشيد. در اين پژوهش ابتدا با آزمايش نفوذپذيري در آزمايشگاه تاثير درصدهاي وزني مختلف نانورس (5/0، 1، 5/1 و 2%) بر هدايت هيدروليكي خاك ارزيابي شد. با ساخت مدل فيزيكي از آب بندان عملكرد ماده ي نانورس در كاهش نشت آب بررسي گرديد. همچنين با كمك نرم افزار seep/wآب بندان شبيه سازي شد و اثر نانورس بر ميزان نشت و خط آزاد جريان مورد تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد كه نفوذپذيري خاك از 4-10*58/1 به 5-10*88/2 با افزودن 5/0درصد وزني نانورس كاهش يافت و بعد از آن افزايش مقدار نانورس تاثير كمتري بر ضريب آبگذري خاك دارد، بنابراين 5/0% نانورس به عنوان درصد بهينه براي تركيب خاك به منظور كاهش آبگذري آن انتخاب گرديد. تلفات نشت آب از آب بندان در مدل فيزيكي و عددي بعد از افزودن نانورس به خاك به ترتيب برابر 58% و 22% كاهش يافت. تركيب خاك با نانورس به طور متوسط باعث كاهش 73/2 و 53/4 سانتي متري خط آزاد جريان به ترتيب در مدل فيزيكي و عددي شده است. بنابراين با كمك نانورس مي توان تلفات نشت آب از آب بندان را كه از ابنيه هاي مهم سيستم مديريت منابع آب هستند، كاهش داد.

One of the effective ways to deal with the water crisis and control runoff is constructing of water storage ponds that named Ab-Bandan in the Northern provinces. Water seepage from Ab-Bandans, in addition to reducing the volume of water stored in them, will cause saturation and slide of banks soil; As a result, to reduce seepage from Ab-Bandan different materials such as nanoclay should be added to improve soil impermeability. In this study with permeability tests in lab, the effects of different percentages of nanoclay (0.5, 1, 1.5 and 2%) were evaluated on soil hydraulic conductivity. A physical model of the Ab-Bandan was built. nanoclay performance in reducing water leakage was evaluated. Ab-Bandan was simulated with the seep/w software and the effect of nanoclay on the amount of seepage and phreatic surface was analyzed .The results showed that the permeability reduced from 1.58* 10-4 to 2.88*10-5 with the addition of %0.5 nanoclay and then the permeability was less affected by the amount of nanoclay, so 0.5% nanoclay was chosen as the optimum percentage. Water seepage losses from Ab-Bandan with physical and numerical models, reduced %58 and %22 respectively. Phreatic surface after combining soil with nanoclay, on average, respectively, 2.73 and 4.53 cm have been reduced in physical and numerical model. So with the help of nanoclay can reduce water seepage losses from Ab-Bandan.