■ تاریخچه زهکشی بخش عمران

تاریخچه زهکشی

زهکشی کشاورزی،‌ بنا به عقیده سازمان خواربار و کشاورزی جهانی، نه هزار سال پیش در بین‌النهرین آغاز شد. در آن هنگام لوله به کار برده نمی‌شده بلکه به احتمال زیاد از سنگ و سنگ‌ریزه و شاخ و برگ گیاهان بهره‌گیری می‌شد. اولین لوله‌های زهکشی حدود چهار هزار سال قدمت دارند. در اروپا، اولین زهکشی زیرزمینی حدود دو هزار سال پیش نصب شده‌است.

در کتابی که در حدود سه هزار سال پیش در چین نگاشته شده، نقشه‌هایی از سیستم زهکشی مشاهده می‌شود. هرودت،‌ در حدود ۲۴۰۰ سال قبل،‌اشاره‌هایی به کاربرد زهکشی در درّه نیل دارد.

اولین مدارک ثبت شده زهکشی بوسیله شخصی به نام کاتو در دو سال ق . م .ثبت شده است .

یک سال ق. م . شخصی به نام پلینگ، سیستم زهکشی خندقی را پیشنهاد کرد که از ریگ و شاخ و برگ پر شده بود و به عنوان یک زهکش زیرزمینی عمل میکرد.البته قنات که ابداع آن در حدود سه هزار سال قبل توسط ایرانیان صورت گرفته است یکی از قدیمیترین سیتمهای زهکشی محسوب میشود و در اینجا بد نیست اشاره ای نیز به سیستم زهکشی تخت جمشید کرد که این سیستم در نوع خود در جهان از نظر تاریخی بی نظیر است .

زهکشی مدتی در جهان به فراموشی سپرده شد تا اینکه در ۱۵۴۴ میلادی در انگلستان دوباره زندگی جدیدی یافت. اولین تنبوشه ساز سفالی در ۱۸۴۰ در انگلستان به کار گرفته شد. در امریکا زهکشی لوله‌ای در دو سدة پیش آغاز شد..

زهکشی در ایران :

احداث اولین شبکه‌های نوین آبیاری و زهکشی در دهه ۱۳۱۰ در جنوب کشور صورت گرفت و اولین زهکش روباز با استفاده از ماشین در حوالی سال ۱۳۳۵ در شاوور خوزستان ساخته شد.
در سال‌های ۱۳۴۱ و ۱۳۴۲ اولین شبکه زهکشی زیرزمینی با استفاده از لوله‌های سفالی در دانشکده کشاورزی دانشگاه جندی شاپور (شهید چمران) واقع در ملّاثانی (رامین) اهواز در وسعتی حدود ۵۰۰ هکتار با نیروی کارگری به اجرا در آمد. در همین سال‌ها بود که اولین ماشین زهکشی وارد کشور شد. اولین طرح بزرگ زهکشی به وسعت ۱۱۰۰۰ هکتار در هفت تپه به اجرا درآمد. سپس زهکشی اراضی شرکت کشت و صنعت کارون و همزمان با آن زهکشی اراضی آبخور سد وشمگیر در گرگان آغاز شد. دشت‌های مغان، دالکی در بوشهر،‌ زابل، میان‌آب، بهبهان، طرح‌های هفت‌گانه توسعه نیشکر در خوزستان از جمله طرح‌های بزرگ دیگری هستند که اجرای آنها به اتمام رسیده است.

تعاریف:

زهکشی Drainage : خارج نمودن آب و املاح اضافی از پروفیل خاک که اینجا منظور از پروفیل خاک ، محدوده توسعه ریشه گیاه می باشد .

زه آب : زه آب یا آب مازاد بخشی از منابع آب سطحی و زیرزمینی حوزه است که سبب زهدار شدن اراضی میشود و باید از طریق زهکشی تخلیه گردد.

آب سطحی : تمامی آبهای ساکن و جاری در سطح الارض که به بطن خاک نفوذ مینمایند.

آب خاک: آبی که از طریق نفوذ سطحی به بطن خاک وارد شده وبه صورت رطوبت در آن نگهداری میشود .

آب زیرزمینی : بخش اشباع شده خاک را که از لحاظ هیدرولیکی شرایط متفاوتی نسبت به محیط غیر اشباع دارد ، آب زیرزمینی می نامند.

سطح ایستابی : حد فوقانی آب زیرزمینی و فصل مشترک بین محیط اشباع و غیر اشباع .

زهکشی سطحی : تخلیه آب مازاد از سطح خاک

زهکشی زیر سطحی : تخلیه آب مازاد از بطن خاک

زهکشی قائم : تخلیه سریع از اعماق زیاد بوسیله پمپاژ از چاه زهکش

نهر زهکش: مجرای روباز حفر شده در خاک که ضمن جمع آوری زه آبهای سطحی و زیر سطحی انتقال آب رانیز بر عهده دارد .

لوله زهکش :لوله سفالی ، بتونی و یا پلاستیکی منقطع یا یکپارچه ، سوراخدار و یا فاقد سوراخ که زیر زمین کار گذاشته میشود و وظیفه جمع آوری زه آبها را از بطن خاک بر عهده دارد.

خروجی زهکش:نقطه پایانی سیستم زهکشی که در آنجا زه آب جمع آوری شده به خارج از منطقه زهکشی تخلیه میشود.

حوضچه تبخیر : حوضچه ای با کف نفوذ ناپذیر که در آن زه آبهای جمع آوری شده ذخیره و به مرور تبخیر میگردد .از این حوضچه ها برای جلوگیری از بروز مسائل زیست محیطی به واسطه زه آبهای بی کیفیت استفاده میشود .

اهمیت زهکشی : هر وقت زمین را آبیاری میکنیم سطح آب سفره زیرزمینی بالا می آید و امر تهویه در منطقه ریشه با مشکل مواجه میشود ضمنا تجمع املاح نیز باعث ایجاد شوری در خاک میگردد . در حقیقت زهکشی دو هدف را دنبال میکند .

الف: ایجاد وضعیت مناسب برای رشد گیاه ب : ایجاد شرایط لازم برای کاربرد ماشین آلات کشاورزی

مسائلی که به خاطر عدم تهویه در خاک بوجود می آیند :

۱-کاهش تنفس ریشه و موجودات زنده ۲-کاهش نفوذپذیری و حرکت کند املاح در خاک۳- تشکیل ترکیبات سمی در خاک ( انجام عملیات احیا به جای اکسیداسیون)۴-کاهش تولید مواد غذایی در خاک

بعضی از زمینها بصورت طبیعی زهکشی شده اند ( به علت وجود شیب و با کمک نیروی ثقل )و در بعضی از موارد زهکشی بصورت مصنوعی انجام میشود مانند کانال یا لوله .

اهداف زهکشی :

۱-جمع آوری و خارج کردن املاح اضافی ۲-جمع آوری آبهای سطحی ناشی از روان آب ،که این مساله بیشتر در مناطق مرطوب کاربرد دارد و لازم به ذکر است در مناطق مرطوب کانالهای سطحی زهکش را بصورت عریض میسازند.۳-ایجاد تهویه مناسب در محیط خاک ریشه ۴-بهبود کارایی ماشین آلات ( مخصوصا کشاورزی ) ۵ –استحکام بخشیدن به ساختمان خاک و …

فواید زهکشی :

از فواید زهکشی میتوان جلوگیری از وقوع سیل ، به زیر کشت بردن اراضی جدید، زودتر گرم شدن خاک در فصل بهار ، شروع زودتر عملیات کشاورزی ، کیفیت و کمیت بهتر محصولات ، شستشوی املاح اضافی و بهتر شدن وضعیت مسائل بهداشتی را نام برد .در تعریفی جامع تر از این فواید میتوان گفت فواید زهکشی به شرح زیر است .

۱-کنترل و جلوگیری از ماندابی شدن ، ۲.کنترل و جلوگیری از شورشدن اراضی ، ۳.کنترل فرسایش ، ۴.کنترل سیل ، ۵.حفاظت محیط زیست ، ۶.سلامت عمومی و بهداشت ، ۷.جلوگیری از راکد شدن آب و ایجاد بوی تعفن و نامطبوع در محیط مزرعه ،۸.حفاظت از ابنیه و تاسیسات عمومی و ۹.توسعه روستایی و امنیت غذایی

معایب زهکشی :

۱-شستن و خروج بعضی از املاح مفید خاک به همراه املاح مضر ۲- هزینه بر بودن مطالعه و اجرا ۳-ازبین بردن اکوسیستم طبیعی منطقه به علت کم کردن رطوبت و نتیجتا غیر قابل زیست شدن آن منطقه برای بعضی از موجودات مانند پرندگان به علت کم شدن رطوبت ۴- ازبین رفتن علفهای طبیعی منطقه ۵- اشغال بخشی از زمین زراعی و تقسیم زمین به قطعات جداگانه ۶- افزایش خطر آتش سوزی

منشاء زه آب:

زه آب ممکن است ناشی از بارندگی ، ذوب برف ، آب آبیاری ، جریانات سطحی و نشت زیر سطحی از اراضی مجاور ، سریز و طغیان رودخانه ها، نشت از کانالهای آبیاری و صعود سطح ایستابی باشد.

در نواحی مرطوب بارندگی های مداوم ؛ در نواحی سردسیرتغذیه ناشی از ذوب برف و در نواحی سردسیر تغذیه ناشی از ذوب برف و در نواحی خشک ونیمه خشک ، آبیاری طغیانهای فصلی ، آبشویی اراضی و صعود سطح ایستابی ، منشآ اصلی زه آبها به دشمار میروند.با توجه به موارد ذکر شده ، عواملی چون روش آبیاری ( ثقلی – تحت فشار)، فیزیوگرافی (توپوگرافی، شکل زمین)، شبکه آبراهه ، عمق لایه نفوذ ناپذیر ،لایه بندی خاک، ویژگیهای هیدرودینامیکی خاک (نفوذ پذیری سطحی ، هدایت هیدرولیکی) و خصوصیات شیمیایی خاک( شوری ،کسر آبشویی ، قلیائیت)بطور غیر مستقیم بر زهدار شدن اراضی موثرند.

انواع سیستم های زهکشی :

از دیدگاههای متفاوت ، زهکشها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می نمایند .در صورتی که نوع زه آب از نظر سطحی یا زیر سطحی مورد توجه باشد ، زهکشها را به دو دسته زهکشهای سطحی و زیر سطحی تقسیم بندی می نمایند . در شرایطی که سازه های زهکشی مورد توجه باشند ،زهکشها را به دو دسته زهکشهای روباز و زهکشهای لوله ای(زیر زمینی) تقسیم بندی می نمایند که در مورد اخیر زهکشی قائم ( چاه زهکش )را نیز در بر میگیرد. توجه به این نکته ضروری است که زهکشهای روباز علاوه بر زه آبهای سطحی ،پروفیل خاک را نیز زهکشی می نمایند.هر سیستم زهکشی دارای اجزایی است که بسته به نوع سیستم ،ابنیه ابی متفاوتی را شامل میشود.

سیستم زهکشی سطحی : برای مناطق مرطوب بیشترین کاربرد را دارد و به خاطر اینکه بارندگی در سطح زمین تجمع پیدا میکند ، این سیستم بصورت کانالهای عریض و کم عمق( شبکه نهرهای قابل گذر) بکار میرود بطوریکه ماشین آلات هم میتوانند براحتی از روی آن حرکت کنند .
سیستم زهکشی زیرزمینی: بصورت کانال روباز عمیق تا عمق حدود ۲ متر و یا لوله گذاری زیرزمینی است . زهکشی زیر زمینی بصورت عمودی نیز میتواند باشد ( حفر چاه )

لوله های زهکش زیر زمینی بصورت قطعه قطعه می باشند که یا بصورت ساده است و یا بصورت نرو مادگی .
لوله های زهکش زیر زمینی

انواع زهکش:
۱-روباز
۲- لوله ای
۳-لانه موشی ( Mole drian )
۴-عمودی ( چاه )
۵-زهکش حائل

زهکش روباز : کانال با مقطع معمولا ذوذنقه ای شکلی است .
درکانال زهکشی به مراتب بیشتر از کانال آبیاری است .free board
نکته : کانال زهکشی در گودی و کانال آبیاری در ارتفاع است .
زهکش های لوله ای :
این زهکشها در سه نوع یافت میشوند :
الف : تن بوشه ای ( سفالی ) ب: پلاستیکی پ: سیمانی ، این لوله ها با قطرهای مختلفی تولید میشوند و معمولا روی لوله مشبک است .

لوله های سفالی معمولا در قطر های ۵، ۶٫۵،۸،۱۰،۲۰ سانتی متر و طول ۳۰ سانتی متر تولید میشوند. حسن این لوله این است که در برابر واکنش شیمیایی آب مقاوم است .
لوله های سیمانی معمولا به قطر ۱۰،۱۵،۲۰ سانتی متر و طول ۳۰ سانتی متر موجود است . باید توجه داشت در خاکهای سولفات دار باید در ساخت این لوله ها از سیمان ضد سولفات استفاده شود .

لوله های پلاستیکی ( پلی اتیلن و پی وی سی )به دو صورت صاف و موجدار تولید میشوند . در شرایط مساوی قطر لوله موجدار را باید ۲۰ درصد بیشتر از طول لوله صاف گرفت که این مساله به خاطر بوجود آمدن افت ناشی از موجهای لوله است .طول این لوله ها تا ۱۰۰ متر میرسد .

زهکش لانه موشی : شبیه زهکش لوله ای ( یک نوع تونل زیر زمینی ) که از عبور یک جسم مخروطی شکل در خاک بوجود میآید .این نوع زهکش معمولا در مناطقی بکار میرود که مواد آلی آن زیاد است و برای یک فصل زراعی کاربرد دارد.
زهکش عمودی : بصورت چاه عمل میکند و چنانچه تعداد چاهها در یک منطقه بیشتر باشد اثر زهکشی بیشتر است .ضمنا در این نوع زهکشی می بایست آب جمع شده در چاه مکش شده و به محل مناسبی انتقال یابد.به عمل تخلیه آب از جاه زهکشی را دیواترینگ (Dewatering) گویند.

زهکش حائل : بیشتر برای جدا کردن دو قطعه زمین بکار میرود تا آبی که از اراضی مجاور میآید وارد اراضی مورد نظر نشود . عمق این نوع زهکشها معمولا در حدود ۲ تا ۲٫۵ متر است و جهت کانال عمود بر آب زیر زمینی می باشد