تاثیر مسائل اجرایی و بهره‌برداری در کارایی پوشش ژئوممبران برای کنترل تلفات آب (مطالعۀ موردی در استان‌های اصفهان، همدان، خوزستان، سمنان و البرز)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، همدان، ایران

2 معاون پژوهشی مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

3 دکترای سازه‌های هیدرولیکی

4 استادیار پژوهشی، بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان همدان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، همدان، ایران

5 عضو هییت علمی-بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اصفهان، ایران

6 عضو هیات علمی- بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سمنان، ایران

7 عضو هیئت علمی بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خوزستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران

چکیده

چکیده:
ژئوممبران یکی از انواع ژئوسنتتیک­ هاست که استفاده از آن برای کنترل تلفات آب در استخرهای ذخیره و کانال­های انتقال و توزیع آب با سرعت در حال رشد است. از مزایای این پوشش علاوه بر سهولت و سرعت در اجرا، آب بندی خوب و جلوگیری از تلفات نشت است. در این تحقیق نقش مسائل اجرایی و بهره­برداری در استفاده از مزیت کنترل تلفات آب با به ­کاربردن پوشش ژئوممبران بررسی شده است. برای این منظور در استان‌های اصفهان، همدان، خوزستان، سمنان و البرز، 15 استخر پوشش شده با ژئوممبران انتخاب شد؛ این استخرها با ورق ژئوممبران نوع HDPEبا ضخامت 1/5میلی­متر داخلی پوشیده شده بودند؛  عمر پوشش انجام شده در استخرها 8 سال و عمق آنها 3 متر از لبه بود. میزان تلفات کل آب در این استخرها در سه مرحله از سال زراعی به روش حوضچه‌ای تعیین شد. بر اساس نتایج به ­دست آمده، مقدار تلفات نشت آب از پوشش ژئوممبران بین 0/1 تا 37/6و به­طور متوسط 13/9 لیتر در مترمربع در روز بوده و در حدود 125 برابر کمتر از تلفات نشت در استخرهای دارای پوشش بتنی است. کمترین تلفات نشت در نمونه‌های ارزیابی شده در استان­های همدان و خوزستان (با 0/3 و 0/2 لیتر در مترمربع در روز)، و بیشترین تلفات نشت در نمونه­های ارزیابی شده در استان­های البرز، اصفهان و سمنان به­ترتیب با 23/1، 16/2 و 29/6 لیتر در مترمربع در روز تعیین شد. با توجه به یکسان بودن نوع ورق ژئوممبران و شرایط هندسی استخرها، اختلاف در مقدار تلفات آب به مسائل اجرایی و بهره­برداری از پوشش در استخرها مربوط است. مسائل قابل رؤیت در استخرهایی با مقدار تلفات بالا شامل بی­توجهی به شیب­بندی اصولی کف در طراحی و اجرا، بی­ توجهی در لایروبی در حین بهره­ برداری، بسترسازی نامناسب، متراکم نکردن بستر به شکلی مناسب، وجود سنگ و اشیای نوک تیز در زیر پوشش، ایجاد موج در سطوح شیبدار دیواره­های استخر، بریدگی ناشی از خالی بودن زیر پوشش در محل جوش­ ها و گوشه­ های استخر، و تخریب­ های ناشی از فعالیت­ های انسانی در حین اجرا و بهره ­برداری است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of execution and operation Issues on the Efficiency of Geomembrane lining in Control of Water seepage (Case studies in Isfahan, Hamedan, Khuzestan, Semnan, Alborz provinces)

نویسندگان [English]

  • Reza Bahramloo 1
  • Nader Abbasi 2
  • Mohammad Movahhedan 3
  • Ali Ghadami Firoozabadi 4
  • Alireza Mamanpoush 5
  • syeed Hassan mousavifazl 6
  • Nader Salamati 7
1 science member, Agricultural Engineering Research Institute Department, Hamedan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Hamedan, Iran
2 Agricultural Engineering Research Institute, AREEO, Karaj, Iran
3 Phd of Hydraulic structures
4 Agricultural Engineering Research Institute Department, Hamedan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Hamedan, Iran
5 Agricultural Engineering Research Institute Department, EsfahanAgricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Esfahan, Iran
6 Agricultural Engineering Research Institute Department, Semnan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Semnan, Iran
7 Agricultural Engineering Research Institute Department, Khoozestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

Geomembranes is a kind of geosynthetics that is used to control water losses in water storage ponds.  and conveyance irrigation canals with a a fast growing rate. This lining material, in addition to the ease and speed of execution, can control water seepage losses completely. In this research, the role of execution and operation issues in control of water seepage losses in geomembrane linings  was investigated. For this purpose, in 5 provinces of Alborz, Isfahan, Khouzestan, Semnan and Hamedan, 15 cases (ponds) were selected. All of these ponds were lined with HDPE geomembrane sheets with a thickness of 1.5 mm , made in Iran, with a lifetime of 8 years and ponds depth was 3 meters. Total water losses in these ponds were determined in three stages of one crop year. . Based on the results, the amount of water seepage losses from geomembrane lining is between 0.1 to 37.6 and on an average 13.9 liters/m2/day, which is about 125 times lower than the seepage losses in concrete lining. The lowest seepage losses were in Hamadan and Khuzestan provinces with 0.3 and 0.2 liters/m2/day ,respectively, and the highest value belonged to Alborz, Isfahan and Semnan provinces with 23.1, 16.2 And 29.6 liters/m2/day, respectively. Due to the uniformity of the geomembrane sheets and the geometric conditions of the ponds, the difference in the amount of seepage losses  was found to be related to the quality of the execution and operation issues of geomembrane lining in the ponds. The most important issues in the ponds with high value of water seepage losses were the lack of attention to the slopes of the bed in design and execution, sediment accumulation and the need for dredging during operation, inadequate bed prepration and compaction, the presence of rocks and sharp objects under the lining, the formation of wave, the cuts due to the absence of under lining in the weld sides and the corners of the pond and human destruction during the lining.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Execution quality
  • geomembrane linings
  • Operation
  • seepage losses
  • ponding method

Akkuzu, E., Unal, H. B. and Karatas, B. S. 2007. Determination of water conveyance loss in the Menemen open canal irrigation network. Turk J. Agric. For. 31, 11-22.

Alavi, S. 1993. Distribution management of Zayandehrood based on estimation of conveyance efficiency in downstream canals. M. Sc.Thesis. Isfahan Technical University. Isfahan, Iran. (in Persian) 

 Anon. 2002. Canal-lining demonstration project year 10 final report. USBR. R-02-03.

Anon. 2003. Irrigation water conveyance ditch and canal lining, flexible membrane, conservation practice standard.  USDA. 428B.

Bahramloo, R. 2007. Evaluation of failure factor Causes of concrete lining in irrigation canals (case study in Hamean-Bahar plain). J. Agric. Eng. Res. 8(3): 81-92. (in Persian)

Bahramloo, R. 2013. Technical and economical assessment of geosynthetic lining of canals and reservoirs (case study in Hamedan). Research Report. No. 43813/63. Agricultural Engineering Research Institute (AERI). (in Persian)

Bahramloo, R., Movahhedan, M. and Abbasi, N. 2010. Evaluation of Seepage in concrete-lined small irrigation canals in cold climates and its effect on saving water resources (case study of Hamedan province). Iranian J. Irrig. drain. 1(5): 81-91. (in Persian)

Bahramloo, R., Moosavi-Fazl, S. H. and Abbasi, N. 2016. Reduction of water seepage in ponds of water storage with linings of geomembrane. J. Water Manage. Agric. 3(1): 49-58. (in Persian)

Bahramloo, R., Movahhedan, M., Akhavan, K., Mamanpoosh, A. R., Salamati, N., Moosavi-Fazl, S. H., Karamati, M. and Riahi, H. 2017. Technical and economical assessment of geosynthetic lining of canals and reservoirs (in provinces of Ardebil, Alborz, Isfahan, Khuzestan, Semnan, Qazvin, Hamedan and Kerman in Iran). Research Report. Agricultural Engineering Research Institute (AERI). No. 51389. (in Persian)

Fipps, G. 2000. Potential water savings in irrigated agricultural for the Rio Grande planning region. Final report. Department of agriculture engineering. Texas A&M. University.

Ivy, D. and Narejo, D. 2003. Canal lining with HDPE. GFR. 21(5): 1-4.

Mansorikiya, M. and Shahrokhniya, B. 2007. Physical and chemical quality control tests necessary for the application of geosynthetic insulation in irrigation canals and drainage. The FirstConference on Irrigation and Drainage. May 12-14. Ahvaz, Iran. (in Persian)

Movahhedan, M. and Abbasi, N. 2014. geosynthetic technical evaluation of economic performance coatings in the canals and water reservoirs Alborz province. Report Research. Agricultural Engineering Research Institute (AERI). (in Persian)

Movahhedan, M., Mamanposh, A. and Abbasi, N. 2011. Assessment of the amount of water leakage from canals and water storage pools with cover, geosynthetic. The 2nd National Seminar Irrigation and Drainage. 23 May. Karaj, Iran. (in Persian)

Rahimi, H. and Qbadinia, M. 2008. Application of geosynthetics in irrigation and drainage. Technical Report. National Committee of  Irrigation and Drainage. (in Persian).

Rahimi, H., Abbasi N. and Shantia, H. 2011. Application of geomembrane to control piping of sandy soil under concrete canal lining (case study for Moghan irrigation network). J. Irrig. Drain. 60, 330-337.

Scheirs, J. 2009. A Guide to Polymeric Geomembranes: A Practical Approach. John Wiley. UK.

Schultz, B. and Wrachien, D. 2002. Irrigation and drainage systems Research and development in the 21st century,  Irrig. Drain. 51, 311-327.

Valiant, J. 2000. Canal seepage reduction demonstratio using polyacrylamides in the ditch and water Arkansas river valley of Colorado. USBR.

Weber, C. T. 2008. Leakage through defects in geomembrane liners under high hydraulic heads. Ph.D Thesis. The University of Texas.