چکیده امروزه در پروژه های زهکشی در دست اجرای کشور و به خصوص در خوزستان، بخش قابل توجّهی از هزینه های اجرایی به دلیل دوری منابع قرضه از محلّ پروژه، به تهیّه پوشش معدنی اطراف لوله های زهکش زیرزمینی اختصاص می یابد. به همین دلیل و در صورت جایگزینی پوشش های مصنوعی و یا امکان پذیری اجرای زهکشی بدون پوشش در چنین شرایطی، گام هایی اساسی در کاهش هزینه ها و سرعت یافتن اجرای پروژه های زهکشی برداشته می شود. پوشش های مصنوعی به دلیل ارزان تر بودن و امکان تولید داخلی به جهت فراوانی مواد پلیمری و تولیدات نفتی و حتّی سهولت نسبی تأمین این قبیل محصولات از خارج مطرح می گردد. از طرفی با توجّه به خصوصیّات خاک برخی مناطق و براساس توصیه های فنّی، آزمون زهکشی بدون پوشش نیز می تواند به عنوان یک اولویت مد نظر قرار گیرد تا در صورت داشتن عملکرد مناسب، جایگزینی برای پوشش های معدنی به شمار آید. به همین منظور در تحقیق حاضر، مزرعه آزمایشی به مساحت 40 هکتار دارای 3 تیمار و در مجموع 7 تکرار (دو تکرار برای پوشش مصنوعی از نوع pp450، دو تکرار برای پوشش مصنوعی pp700، دو تکرار برای پوشش شن و ماسه و یک تکرار برای آزمون زهکشی بدون پوشش) در اراضی تحت زهکشی در منطقه شادگان خوزستان اجرا گردید. هر تکرا شامل پنج خط زهکش با عمق کارگذاری متوسّط 7/1 متر و به طول تقریبی 235 متر بود. در هر تکرار برای کنترل وضعیت سطح ایستابی، در جهت عمود بر زهکش و در وسط لترال میانی و به فواصل 5/0، 5/2، 5، 10 و 25 متر از لوله زهکش، چاهک های مشاهداتی تجهیز شده در دو طرف آن حفر شد. به علاوه در فاصله 30 متری از ابتدا و انتهای لترال میانی، تعدادی چاهک مشاهداتی دیگر حفر گردید. همچنین 9 عدد پیزومتر در وسط لوله زهکش میانی در هر تکرار و در کنار چاهک های مشاهده ای در یک طرف آن و همچنین در 30 متری ابتدا و انتها در فاصله های 5/0 و 5/2 متری جنب چاهک های مشاهده ای نصب گردید. اندازه گیری دبی آب ورودی به مزرعه توسّط فلوم wsc تیپ 5 انجام گرفت. نتایج اندازه گیری دبی زهکشی شده و عمق سطح ایستابی نشان از عملکرد مناسب پوشش زهکشی شن و ماسه ای داشت. متأسفانه به دلیل وجود معارض، امکان بهره برداری و ثبت داده از اراضی دارای پوشش مصنوعی میسر نشد، لیکن زهکشی بدون پوشش در طول یک فصل زراعی عملکرد نسبی قابل قبولی را از خود نشان داد. بر اساس مشاهدات، در آبیاری اوّل (مورخ 029/08/1388) هیچگونه زه آبی از لترال ها خارج نشد، ولی با شروع آبیاری دوّم و با تغذیه سفره آب زیرزمینی زه آب از زهکش ها خارج گردید. اندازه گیری زه آب خروجی از لترال به روش دستی، سطح ایستابی داخل پیزومترها با استفاده از عمق یاب الکترونیکی و کیفیت نمونه های زه آب (شوری، آنیون ها و کاتیون ها) در آزمایشگاه صورت پذیرفت. بررسی ها و آنالیز اطلاعات به دست آمده نشان داد که عمل آبشویی در هر تکرار به خوبی انجام یافته است، به طوری که میزان حداکثر و حداقل شوری زه آب خروجی لترال های fs8، fs3 و بدون پوشش به ترتیب برابر 9/36، 1/52 و 47 دسی زیمنس بر متر و 7/25، 6/23 و 64/12 دسی زیمنس بر متر اندازه گیری شد. میزان دبی حداکثر خروجی در لترال fs8 (تکرار اول پوشش شن و ماسه) به میزان 59/0 لیتر بر ثانیه، لترال fs3 (تکرار دوم پوشش شن و ماسه) به میزان 28/0 لیتر بر ثانیه و لترال بدون پوشش نیز به میزان 225/0 لیتر بر ثانیه اندازه گیری شد. همچنین حداکثر خیز سطح ایستابی از تراز لوله زهکش در فاصله های 5/0، 5/2، 5، 10 و 25 متری در لترال fs8 برابر 04/0-، 43/1، 36/1، 44/1 متر، در لترال fs3 برابر 07/1، 40/1، 58/0، 58/0، 49/0 متر و در لترال بدون پوشش برابر 55/0، 865/0، 54/0، 755/0، 015/1 متر اندازه گیری شد. با توجه به روند نوسانات سطح ایستابی در هر سه تکرار می توان چنین نتیجه گرفت که میزان خیز سطح ایستابی در لترال fs8 بیشتر از دیگر لترال ها بود. از طرفی مقدار مقاومت ورودی در اطراف زهکش با پوشش شن و ماسه به مراتب کمتر از زهکش بدون پوشش می باشد. با عنایت به بررسی های به عمل آمده، پوشش شن و ماسه ای عملکرد مطلوبی داشته و عملکرد زهکشی بدون پوشش نیز در مدت اجرای این تحقیق قابل قبول بوده است، لذا با توجه به خصوصیات خاک منطقه و در صورت عملکرد مناسب در میان مدت و دراز مدت می توان از آن به عنوان گزینه ای مناسب در پروژه های زهکشی زیرزمینی دارای شرایط مشابه استفاده نمود. واژه های کلیدی: پوشش زهکشی، زهکشی زیرزمینی، پوشش معدنی، پوشش مصنوعی، سطح ایستابی، کیفیت زه آب، شادگان.

امروزه با گسترش پروژه های زهکشی کشور، دغدغه هایی در تامین مصالح و مواد مورد نیاز زهکشی به وجود آمده است. یکی از مهمترین مصالح مورد نیاز در سیستم زهکشی که اغلب از آن به عنوان قلب سیستم زهکشی نیز یاد می گردد، پوشش زهکش است. از آغاز امر زهکشی در کشور بحث استفاده از پوشش زهکش مطرح بوده است. در ابتدا پوشش های شن و ماسه ای به طور گسترده ای استفاده می شدند. با گذشت زمان، مشکل هزینه زیاد پوشش های شن و ماسه ای و اثرات مخرب زیست محیطی آن در نتیجه برداشت های بی رویه مصالح طبیعی مطرح گردید. با توجه به مشکلات موجود، کارشناسان به انتخاب جایگزین برای این پوشش ها اقدام نمودند که پوشش های مصنوعی از مهمترین آنهاست. هم اکنون تعدادی از پروژه های جدید زهکشی با استفاده از لوله دارای پوشش مصنوعی در دست اجراست، لیکن هنوز اطمینان خاطر از عملکرد مناسب و در طولانی مدت از پوشش های مصنوعی حاصل نشده است. این تحقیق به بررسی کارایی پوشش های مصنوعی پرداخته و عملکرد آنها را در مقایسه با پوشش شن و ماسه مورد ارزیابی قرار می دهد. به همین منظور در اراضی دشت شادگان (استان خوزستان) و در مزرعه ای آزمایشی به مساحت تقریبی 25 هکتار، عملکرد انواعی از پوشش ها در سه تیمار و در مجموع شش تکرار (دو تکرار پوشش مصنوعی pp450، دو تکرار پوشش مصنوعی pp700 و دو تکرار پوشش شن و ماسه) مورد آزمون قرار گرفت. هر تکرار شامل 5 خط زهکش با فواصل 50 متر بوده و اندازه گیری ها (مشتمل بر دبی، عمق سطح ایستابی و کیفیت زه آب) در اطراف زهکش میانی با طول تقریبی 230 متر انجام گرفت. تعداد پنج پیزومتر به فاصله ی 5/0، 5/2، 5، 10 و 25 متر در مرکز هر زهکش و عمود بر آن جهت بررسی نوسانات سطح ایستابی نصب شد. نتایج حکایت از آن داشت که سه تکرار خط هشتم پوشش مصنوعی pp450 و خط سوم و هشتم پوشش شن و ماسه دارای عملکرد مطلوبی بوده اند و دو زهکش خط سوم پوشش مصنوعی pp450 و پوشش مصنوعی pp700 در سطح پایین تری قرار گرفتند. همچنین از نظر کنترل سطح ایستابی، دو زهکش با پوشش مصنوعی pp450 و پوشش شن و ماسه دارای عملکرد قابل قبولی بودند. اما نتایج حاصل از عملکرد پوشش مصنوعی pp700 راضی کننده نبود.

ازجمله پارامترهای مورد نیاز برای طراحی صحیح سیستم های آبیاری بارانی داشتن تخمین مناسب از مقادیر ضریب یکنواختی و تلفات تبخیر و باد برای آبپاش مورد نظر است. در این تحقیق به بررسی عوامل مذکور برای آبپاش های، adf, 25? و nelson مدل f80apv در سیستم آبیاری بارانی کلاسیک ثابت با آبپاش متحرک پرداخته شد. آزمایش های مربوطه در مزرعه آزمایشی واقع در دانشگاه شهید چمران اهواز انجام گردید. آزمایش ها بر اساس دستورالعملiso 7749/2 (1990) انجام شد. به منظور بررسی اثر سرعت باد، فشار، فواصل و آرایش آبپاش ها بر یکنواختی توزیع آب آزمایش های این تحقیق به صورت آبپاش منفرد در فشارهای 3/5، 4، 4/5، 5 بار برای آبپاش adf و فشارهای 4، 4/5، 5 و 5/5 بار برای آبپاش nelson، در سرعت های باد موجود برای سه فاصله آبپاش روی لوله فرعی (22و26و30 متر) انجام شد. آرایش های مربعی و مستطیلی آبپاش ها برای همه تیمارها شبیه سازی گردید و یکنواختی توزیع آب محاسبه شد. همچنین مقدار تلفات تبخیر و باد در شرایط مختلف جوی (سرعت باد، درجه حرارت و کمبود فشار بخار اشباع محیط) برای فشارهای مختلف اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که با تغییرات فشار از 3/5 تا 5 بار ضریب یکنواختی آبپاش adf افزایش می یابد. با توجه به بررسی های انجام شده فشار 4/5 بار برای آبپاش adf مناسب تر از بقیه فشارها بود که فشار 3/5بار مناسب نبود. تغییرات فشار از 4 تا 5/5 بار برای آبپاش nelson اثر کمتری بر ضریب یکنواختی نسبت به آبپاش adf داشت در نتیجه آبپاش nelson برای طرح های با تغییرات فشار بیشتر مناسب تر است. برای شرایط آزمایش های انجام شده که باد از 1/1 تا 17/8 کیلومتر در ساعت متغیر بود برای آبپاش های adf و nelson نسبت فواصل به قطر پراکنش برای آرایش مربعی به ترتیب حدود 0/4 و 0/5 و برای آرایش مستطیلی به ترتیب 0/48×0/41 و 0/5×0/42برای شرایط مختلف جوی پیشنهاد می شود. با کاهش فواصل بین آبپاش ها تا 22×22 متر مربع ضریب یکنواختی برای هر دو آبپاش افزایش یافت. اثر فاصله آبپاش ها برای دو آبپاش مهمتر از اثر آرایش آبپاش ها بود. آرایش مربعی برای دو آبپاش از نظر ضریب یکنواختی شرایط بهتری نسبت به آرایش مستطیلی داشت. سرعت باد بر ضریب یکنواختی آبپاش adf اثر بیشتری نسبت به آبپاش nelson داشت. اثر باد در حالتی که فاصله آبپاش ها بیشتر بود مشهودتر بود. برای هر یک از آبپاش ها رابطه ای برای اثر سرعت باد بر یکنواختی توزیع به دست آمد. با استفاده از رگرسیون چند متغیره روابطی برای تخمین تلفات تبخیر و باد و عوامل موثر بر آن (سرعت باد، کمبود فشار بخار اشباع محیط و فشار کارکرد) برای هر آبپاش به دست آمد.

در عملیات آبشویی اراضی شور و سدیمی به مقدار زیادی آب نیاز است. با توجه به محدودیت منابع آب، برآورد آب مورد نیاز برای آبشویی خاک های شور و سدیمی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تا کنون مدل های تجربی زیادی در زمینه آبشویی خاک های شور و سدیمی تدوین شده است اما با توجه به اینکه این مدل ها بر اساس خصوصیات منطقه مورد آزمون می باشند، نتایج به دست آمده از آنها به طور مستقیم قابل استفاده برای مناطق دیگر نیست و قبل از استفاده از آنها باید با انجام آزمون های مزرعه ای صحت کارکرد آنها را در منطقه مورد نظر بررسی کرد. در این پژوهش آزمایشات آبشویی به دو روش غرقابی دایم و متناوب در کرت های آزمایشی در اراضی جنوب استان خوزستان اجرا شد. نتایج به دست آمده با مدل های تجربی ارائه شده توسط ریو، دیلمان، لفلار و شارما، هافمن، پذیرا و کاواچی و پذیرا و کشاورز مورد مقایسه قرار گرفت. این مدل ها بر اساس برازش بر توابع هذلولی، توانی و نمایی تدوین شده اند. مقایسه نتایج شوری زدایی آزمون های مزرعه ای و مدل های مذکور نشان داد به کارگیری این مدل ها جهت برازش بر داده های مزرعه ای در شرایط خاک های منطقه مورد آزمون نتایج مطلوبی را نشان نمی دهند که دلایل آن می-تواند شامل تفاوت در مقادیر شوری اولیه و بافت خاک مناطق مورد آزمون باشد. در بین مدل های مورد بحث مدل دیلمان که یک رابطه نمایی و مبتنی بر روابط تجربی- نظری است، قادر است با دقت بهتری نسبت به سایر مدل ها نتایج حاصل از داده های مزرعه ای به هر دو روش آبشویی غرقابی دایم و متناوب را برآورد کند. این برآورد در روش غرقابی متناوب هم خوانی بیشتری با نتایج آزمون های مزرعه ای داشته است. بنابراین نیاز به برازش نوعی رابطه جدید بین داده ها منطبق با شرایط منطقه مورد آزمون می باشد. به همین دلیل سه رابطه جدید بر اساس توابع معکوس، توانی و نمایی برازش داده شد و بین آنها مقایسه انجام گرفت. مقایسه نتایج آزمون های مزرعه ای و معادلات برازش داده شده بر ارقام شوری زدایی خاک با استفاده از شاخص های آماری نشان داد از بین سه نوع تابع ریاضی برازش داده شده، تابع نمایی بهترین برازش را بر ارقام شوری زدایی حاصل از داده های مزرعه ای به هر دو روش آبشویی غرقابی دایم و متناوب می-دهد. از نظر فیزیکی نیز معادله نمایی بر معادله های دیگر برای بیان فرآیند آبشویی املاح در خاک برتری دارد. بنابراین منحنی های شوری زدایی و سدیم زدایی خاک با برازش یک رابطه نمایی بر داده های مزرعه ای حاصل از دو روش آبشویی رسم شد. روش غرقاب متناوب به ازای کاربرد مقادیر مختلف آب آبشویی اختلاف معنی دار و نتایج بسیار بهتری را در روند شوری زدایی و سدیم زدایی نسبت به روش غرقاب دایم نشان داد. اگر چه روند تغییرات شوری زدایی و سدیم زدایی در طی مراحل آبشویی و به خصوص در مراحل اولیه آن کمی تفاوت دارد اما به طور کلی به کار گیری دوره تناوب های 5 و یا 8 روزه جهت آبشویی اراضی در منطقه مورد نظر، تفاوت معنی داری بر نتایج آبشویی خاکی به عمق یک متر نداشته اند. همچنین بررسی نتایج حاصل از ارقام سدیم زدایی خاکها نشان داد به دلیل وجود منابع کافی کلسیم موجود در خاک بعد از شسته شدن خاک های شور و سدیمی با مشکل سدیمی شدن خاک ها مواجه نیستیم و نیازی به استفاده از مواد اصلاحی درخاکهای مورد آزمون نیست.