ارزیابی فیلتر-زهکش های ژئوکمپوزیت و امکان استفاده از آن¬ها به عنوان جایگزینی برای زهکش های لوله ای مرسوم

کمبود منابع مناسب و مشکلات تهیه و اجرای پوشش¬های دانه¬ای، استفاده از مواد مصنوعی مانند ژئوتکستایل ها و plm را در پروژه های زهکشی گسترش داده است. پژوهش های متعدد نشان گر عملکرد مناسب پوشش های مصنوعی بوده است اما هنوز کارایی این پوشش ها نسبت به پوشش های دانه ای کمتر می باشد. ضخامت کمتر پوشش¬های مصنوعی نسبت به پوشش¬های دانه¬ای باعث کاهش شعاع موثر زهکشی می شود و نتیجه آن کاهش کارایی این پوشش ها نسبت به پوشش های دانه ای است. یکی از راه حل های کاهش اثر کم شدن ضخامت، افزایش سطوح باز لوله ی زهکشی است. از آن¬جایی که مقاومت ورودی وابسته به لوله زهکش است و به شکل و آرایش منافذ آن بستگی دارد، افزایش سطوح ورودی به زهکش کاهش مقاومت ورودی و کاهش افت بار کل در زهکش¬ها را در پی دارد. بنابراین افزایش سطوح ورودی آب به داخل زهکش می¬تواند به طور قابل ملاحظه¬ای بر عملکرد زهکشی موثر باشد. هدف از این پژوهش، بررسی کارایی فیلتر¬-زهکش¬های ژئوکمپوزیت در کاهش سطح ایستابی و استفاده از آن ها به جای زهکش لوله¬ای با پوشش¬های مرسوم می¬باشد. در پژوهش حاضر به منظور شبیه¬سازی شرایط طبیعی اراضی زهکشی شده در آزمایشگاه از یک مخزن آب و خاک (مدل آزمایشگاهی افقی) که علاوه بر تنظیم سطح ایستابی در ارتفاع مورد نظر، بخشی از یک ترانشه زهکشی را شبیه¬سازی می¬نماید استفاده گردید. زهکش لوله¬ای مرسوم با قطر 100 میلی¬متر و با پوشش دانه¬ای، مواد سست پیش تافته plm از نوع pp450 و ژئوتکستایل، سه فیلتر-زهکش با سطح مقطع مستطیل و محیط برابر با زهکش لوله¬ای با سه ژئوتکستایل مختلف و دو فیلتر-زهکش دایره¬ای با قطر 100 میلی¬متر با دو ژئوتکستایل مختلف، زهکش¬های مورد آزمایش بودند. پارامترهای نیم رخ سطح ایستابی، دبی خروجی از زهکش و مقاومت ورودی، در بارهای آبی 45، 50، 60، 70، 80، 90، 100 و 110 سانتی¬متری برای هشت زهکش مورد آزمایش در سه تکرار اندازه¬گیری شدند. نتایج نشان داد، زهکش با پوشش دانه¬ای، فیلتر-زهکش¬های دایره¬ای، فیلتر-زهکش¬های مستطیلی، زهکش با پوشش ژئوتکستایل و plm به ترتیب ذکر شده بالاترین و کمترین عملکرد را در تخلیه آب مازاد خاک و کاهش سطح ایستابی داشتند. اختلاف دبی و مقاومت ورودی فیلتر-زهکش¬های دایره¬ای با زهکش با پوشش دانه¬ای معنی¬دار نبود، در حالی که متوسط دبی خروجی از فیلتر-زهکش¬های دایره¬ای از 7/65 تا 9/34 درصد بیشتر از دبی زهکش با پوشش plm بود و متوسط مقاومت ورودی آن¬ها از 4/79 تا 3/90 درصد کمتر از زهکش با پوشش plm در بارهای آبی مختلف بود. افت سطح آب در مرکز زهکش در فیلتر-زهکش¬های دایره¬ای از 6/48 تا 67/4 درصد در بارهای آبی مختلف کمتر از زهکش با پوشش دانه¬ای و از 9/78 تا 9/55 درصد بیشتر از زهکش با پوشش plm بود. افت سطح ایستابی در فیلتر-زهکش¬های مستطیلی از 6/73 تا 3/14 درصد کمتر از زهکش با پوشش دانه¬ای و از 8/52 تا 1/50 درصد بیشتر از زهکش با پوشش ¬ plm بود. دبی خروجی در فیلتر-زهکش¬های مستطیلی 7/46 تا 0/42 درصد کمتر از زهکش با پوشش دانه¬ای و 8/52 تا 4/18 درصد بیشتر از زهکش با پوشش ¬ plm بود. اختلاف مقاومت ورودی فیلتر-زهکش¬های مستطیلی با زهکش با پوشش دانه¬ای معنی¬دار نبود ولی مقاومت ورودی از 2/72 تا 5/90 درصد کمتر از زهکش با پوشش plm بود. فیلتر-زهکش¬های ژئوکمپوزیت در بارهای آبی مختلف دارای مقاومت ورودی کمی بوده و در شرایط آزمایشگاهی عملکرد قابل قبولی از نظر دبی خروجی و کاهش سطح ایستابی داشتند.