ارزیابی عملکرد دو نمونه پوشش مصنوعی زهکشی PP450 تولید داخل در مقایسه با نوع خارجی آن در شرایط مختلف آزمایشگاهی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد رشته آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

2 استادیار مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورز

3 استادیار پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

4 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، دانشگاه تهران.

چکیده

مشکلات موجود بر سر راه تهیه و استفاده از پوشش‌های زهکشی شن و ماسه‌ای در کشور، منجر به بررسی به­منظور یافتن جایگزین مناسب برای آنها شده که از جمله رایج‌ترین موارد می‌توان به پوشش‌های مصنوعی اشاره کرد.  با توجه به رشد روزافزون صنایع پتروشیمی در ایران و تولید مواد اولیه مورد نیاز جهت تهیه پوشش‌های زهکشی مصنوعی و نیز وجود کارخانجات متعدد نساجی در کشور، امکان تولید داخلی این محصولات، فراهم شده است.  از این نظر در تحقیق حاضر به بررسی عملکرد دو نمونه پوشش مصنوعی پیش‌تنیده سست و حجیم (PLM) تولید داخل از نوع PP450 در مقایسه با یک نمونه مشابه خارجی، در شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از مدل فیزیکی نفوذسنج طراحی شده بر اساس استاندارد ASTM D-5101 پرداخته شد.  از موارد متمایز این تحقیق، استفاده از زه­آب شور و سدیمی (2/22 =EC دسی­زیمنس بر متر و 27/26SAR=)، علاوه بر آب غیرشور (78/0 =EC دسی­زیمنس بر متر) و در حضور خاک شور و سدیمی (3/169EC= دسی­زیمنس بر متر و 18/45SAR=) می‌باشد که از محل اجرای پروژۀ زهکشی در منطقۀ شمال خرمشهر تهیه گردید تا شرایط را به واقعیت موجود در مناطق زهدار کشور نزدیک کند.  به­منظور ارزیابی، از عاملی به نام نسبت گرادیان (GR) استفاده شد.  این نسبت از تقسیم گرادیان هیدرولیکی مجموعه خاک- پوشش مصنوعی بر گرادیان هیدرولیکی خاک به­دست می­آید و چنانچه مقدار آن از یک تجاوز کند، پوشش مصنوعی مستعد گرفتگی معدنی تشخیص داده می­شود.  همچنین تغییرات هدایت هیدرولیکی مجموعه خاک- پوشش مصنوعی در کنار نسبت گرادیان، در پنج گرادیان هیدرولیکی (1، 5/2، 5، 5/7، و 10) به­منظور بررسی پتانسیل انسداد معدنی پوشش مصنوعی در شرایط کاربرد زه­آب شور و خاک شور و سدیمی، در قالب طرح آماری فاکتوریل به­صورت کاملاً تصادفی و در3 تکرار، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت.  نتایج آزمایش‌ها نشان دادند که متوسط هدایت هیدرولیکی خاک- پوشش‌ نمونه‌های تولید داخل (معرفی شده با شماره‌های 1 و 2) در شرایط کاربرد آب غیرشور در مقایسه با پوشش مصنوعی تولید خارج، به­ترتیب، 19 درصد و 28 درصد کمتر، و در شرایط کاربرد زه­آب شور، کاهش هدایت هیدرولیکی مجموعه خاک- پوشش‌های تولید داخل به­ترتیب 28 درصد و 33 درصد پوشش مصنوعی تولید خارج بود.  نسبت گرادیان پوشش‌ مصنوعی تولید خارج در تمامی گرادیان­های هیدرولیکی، کمتر از یک بود که دلالت بر کارایی و عدم انسداد معدنی نمونه خارجی داشت، در صورتی­که در هر دو نمونۀ پوشش مصنوعی تولید داخل در شرایط کاربرد زه­آب شور، مقادیر نسبت گرادیان (GR) در گرادیان­های هیدرولیکی یک و 5/2  به مقدار واحد نزدیک شد.  این مقادیر در پوشش‌های مصنوعی داخلی شماره­های 1 و 2 در شرایط کاربرد زه­آب شور به ترتیب در گرادیان‌ هیدرولیکی یک به 04/1 و 15/1 و در گرادیان هیدرولیکی 5/2 به 02/1 و 05/1 رسید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Corn, No-tillage, N fertilizer, Nitrate and ammonium movement, Northern Khuzestan

چکیده [English]

Synthetic envelopes have been found to be highly effective filters for numerous applications and are currently replacing gravel envelopes. The growth of petrochemical and textile industries in Iran offers the possibility of manufacturing these products domestically. The objective of this study was to assess the mineral clogging potential of two non-woven synthetic envelopes (pre-wrapped loose materials, PLM) manufactured in Iran in comparison with similar imported envelopes. Two physical permeameter models designed according to ASTM D-5101 were used to carry out a series of permeability tests on varying envelope types. The study was conducted on soil and water provided from the Khorramshahr area, Khouzestan province, in southern Iran. A distinctive aspect of this research is the use of highly salt-affected drainage water (EC= 22.2 dS/m and SAR= 45.18) in contrast to non-saline water (EC= 0.78 dS/m) and Khoramshahr saline-sodic soil. Permeability tests were done at five hydraulic gradients (1, 2.5, 5, 7.5, 10). Variations in discharge, hydraulic conductivity and gradient ratio (GR) were measured and investigated statistically in fully randomized factorial experiments. The results indicated that the greater the salinity, the lower the hydraulic conductivity and flow discharge rate for all envelope samples. The average hydraulic conductivity for domestic products 1 and 2 decreased 19% and 28%, respectively, in comparison to the imported envelope for non-saline water. For saline water, these percentages reached 28% and 33%, respectively. The gradient ratio revealed that the imported sample was not sensitive to mineral clogging. However, the two domestic specimen gradient ratios were greater than that for the imported envelope for the application of saline and non-saline water.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drainage
  • drainage water
  • Gradient ratio
  • Hydraulic conductivity
  • Khoramshahr
  • Permeameter
  • Synthetic envelope PP450
Anon. 2006. Standard test method for measuring the soil- geotextile system clogging potential by the gradient ratio. ASTM D-5101 Standard, American Society for Testing and Materials.

Aydilik, A., Seyfullah, H., Ogezun, T. and Edil, B. 2005. Construction size of geotextile filter. J. Geotech. Geoenviron., ASCE. 131(1): 28-38.

Chattopadhahyay, B.C. and Chakravarty, S. 2009. Application of jute geotextiles facilitator in drainage. Geotextiles and Geomembranes. 20, 156-161.

Diericks, W. 1990. Synthetic envelope selection and design. Proceeding of the Drain Envelope Testing, Design and Research Workshop. Aug. 23. Lahore, Pakistan. 33-40.

Hassanoghli, A.R. 1996. Technical investigation on a geotextile drain pipe in soil depth through different laboratory physical models. M. Sc. Thesis, University of Tehran. (in Farsi)

Hassanoghli, A.R. 2009. Selection and application of a proper geotextile as a drain envelope in subsurface drainage. Agri. Eng. Res. Inst. (AERI), Technical Pub. No.20. (in Farsi)

Hassanoghli, A.R. and Darbandi, S. 2002. Production and evaluation of non-woven synthetic drain envelopes in laboratory models. Agri. Eng. Res. Inst. (AERI), Tech. Report No.184. (in Farsi)

Hassonoghli, A.R. and Liaghat, A. M. 2004. Application of synthetic envelopes in drainage. Proceeding of the 3rd Technical Workshop on Drainage, Iranian National Committee on Irrigation and Drainage (IRNCID): 59 -73. (in Farsi)

Karimi, B., Parsinejad, M., Hassanoghli, A.R. and Liaghat, A.M. 2008. Evaluation of synthetic drain envelopes filter performance as compared with conventional envelope (laboratory experiment). Iranian J. Irrig. and Drain. 2, 81-92. (in Farsi)

Niewenhuis, G.J.A and Wesselig, M. 1979. Effect of performation and filter material on entrance and effective diameter of plastic drain pipes. Agr. Water Manage. 2, 1-9.

Palmeira, E. and Gardoni, M.G. 2002. Drainage and filtration properties of non-woven geotextile under confinement using different experimental techniques. Geotextile and Geomembranes. 20, 97-115.

Raisinghani, ­B.V.­and­Viswanadham,­ S. 2010.­ Evaluation of permeability characteristic of agrosynthetic reinforced soil through laboratory tests. Geotextiles and Geomembranes. 20, 115-125.

Stuyt, L.C.PM., Dierickx, W. and Beltran, M. 2000. Material for subsurface land drainage system. FAO Irrigation and Drainage Paper, No.60, Rome.

Subaida, E.A., Chandrakaran, S. and Sankare, N. 2008. Experimental investigation on tensile and pull out behavior of woven coir geotextiles. Geotextiles and Geomembranes. 10, 210-225.

Vatanzadeh, M. 1993. Filter design and its comparison with design specifications in drainage. M. Sc. Thesis, University of Tehran. (in Farsi)

Vlotman, W.F., Willardson, L.S. and Dierickx, W. 2000. Envelope design for subsurface drain. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands Pub. No 56. 358 pp.