4.3. روش‌های اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری در عرصه پخش سیلاب 69

4.3.1. اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم در عرصه پخش سیلاب 70
4.3.2. اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش غیر مستقیم در عرصه پخش سیلاب 79
4.4. روش اندازه‌گیری میزان تخلخل خاک در عرصه پخش سیلاب 88
4.5. تعیین محل‌های نمونه‌برداری و اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری 89
4.6. زمان‌ نمونه‌برداری خاک و اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری 95
4.7. آنالیز داده‌های جمع‌آوری شده 95
4.7.1. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها (Statistical Data Analysis) 96
4.7.2. تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌ها (Mapping Data Analysis) 98
4.8. روش‌های آنالیز دانه‌بندی خاک و ترسیم منحنی دانه‌بندی 102
4.9. روش تهیه نقشه بافت خاک 107
4.10. روش تهیه نقشه توپوگرافی و هم‌پتانسیل آب‌های زیرزمینی عرصه پخش سیلاب 108
4.11. روش تعیین معادله تجربی بین نفوذپذیری با پارامتر‌های دانه‌بندی خاک 110
فصل پنجم : نتایج 112
5.1. نتایج حاصله از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم در عرصه پخش سیلاب 114
5.2. نتایج حاصله از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش غیر مستقیم در عرصه پخش سیلاب 116
5.3. نتایج حاصله از تجزیه و تحلیل آماری داده‌های میزان نفوذپذیری در روش مستقیم 120
5.4. نتایج حاصله از تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌های میزان نفوذپذیری در روش مستقیم 126
5.5. نتایج حاصله از آنالیزهای دانه‌بندی خاک 132
5.6. نقشه‌های توپوگرافی و هم‌پتانسیل آب‌های زیرزمینی عرصه پخش سیلاب 144
5.7. معادله بین میزان نفوذپذیری و ضریب خمیدگی دانه‌بندی 152
فصل ششم : نتیجه‌گیری و بحث 154
پیشنهادها 171
منابع 173
فهرست پیوست‌ها
عنوان صفحه
پیوست1: آمار هواشناسی سنتز شده حوضه آبخیز روتک پسکوه 180
پیوست2: منحنی‌های دانه‌بندی خاک به دست آمده در دو دوره نمونه‌برداری 181
پیوست3: ریز داده‌های حاصل از آنالیز الک و هیدرومتری در دوره اول 199
پیوست4: ریز داده‌های حاصل از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری با استفاده از استوانه‌های مضاعف در دوره اول 243
پیوست5: معادلات مختلف خطی و غیرخطی انجام شده به منظور ترسیم بهترین منحنی 331
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول1.1. میزان نفوذپذیری خاک‌های مختلف (اقتباس از فریز و چری 1979) 22
جدول1.2. میزان نفوذپذیری بر اساس نوع بافت خاک (اقتباس از کلاپ و هومبرگر 1978) 22
جدول1.3. میزان نفوذپذیری بر اساس اندازه ذرات خاک (U.S.EPA 1986) 23
جدول3.1. متوسط بارندگی سالانه حوضه روتک 40
جدول3.2. بارندگی ماهانه حوضه روتک 40
جدول3.3. رژیم بارندگی فصلی حوضه روتک 40
جدول3.4. آبدهی متوسط ماهانه رودخانه روتک (لیتر بر ثانیه) 40
جدول3.5. آبدهی متوسط سالانه رودخانه روتک به روش جاستین 41
جدول3.6. دبی پیک در رودخانه روتک (متر مکعب بر ثانیه) 41
جدول3.7. مقادیر حجم سیلاب در رودخانه روتک (هزار متر مکعب) 41
جدول4.1. ارزش‌های C برای خاک‌هایی با مشخصات مختلف (هازن 1892) 81
جدول4.2. سیستم طبقه‌بندی استاندارد ونتورث 107
جدول5.1. زمان‌ اندازه‌گیری نفوذپذیری و نمونه‌برداری خاک 113
جدول5.2. زمان‌ وقوع سیل در محل پخش سیلاب بر آبخوان پسکوه سراوان 113
جدول5.3. مقادیر نفوذپذیری به دست آمده بر حسب سانتی‌متر بر ساعت در دو دوره برداشت 114
جدول5.4. مقادیر تخلخل به دست آمده خاک در دو دوره برداشت 117
جدول5.5. مقادیر نفوذپذیری به دست آمده از فرمول‌های تجربی مختلف در دوره اول برداشت 118
جدول5.6. مقادیر نفوذپذیری به دست آمده از فرمول‌های تجربی مختلف در دوره دوم برداشت 119
جدول5.7. مقادیر میانگین نفوذپذیری هر یک از مستطیل‌ها جهت انجام عملیات آماری 120

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

جدول5.8. وضعیت نرمال بودن داده‌ها 121
جدول5.9. مقادیر میانگین نفوذپذیری بعد از عمل رنکینگ جهت انجام عملیات آماری 121
جدول5.10. وضعیت نرمال بودن داده‌ها بعد از عمل رنکینگ 122
جدول5.11. تجزیه واریانس میزان نفوذپذیری 122
جدول5.12. میانگین تیمارهای آزمایش (دوره زمانی یا سیکل) در میزان نفوذپذیری 123
جدول5.13. مقایسه میانگین تیمارهای آزمایش (دوره زمانی یا سیکل) در میزان نفوذپذیری 123
جدول5.14. میانگین بلوک‌های آزمایش (مستطیل‌های تکرارها) در میزان نفوذپذیری 124
جدول5.15. مقایسه بلوک‌های آزمایش (مستطیل‌های تکرارها) در میزان نفوذپذیری 124
جدول5.16. تغییرات نسبت حجمی میزان نفوذپذیری خاک کل عرصه در دو دوره 128
جدول5.17. مقادیر به دست آمده پارامترهای دانه‌بندی خاک در طول دو دوره 133

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

جدول5.18. درصد دانه‌های مختلف خاک در طول دو دوره 134
جدول5.19. نوع بافت خاک در محل‌های نمونه‌برداری 139
جدول5.20. مقایسه میزان نفوذپذیری بدست آمده از روش کوستیاکوف و کلاپ – هومبرگر 142
جدول5.21. مقادیر رسوبات نهشته‌ شده در شبکه‌های پخش سیلاب بر حسب میلی‌متر 143
جدول6.1. مقادیر میانگین میزان نفوذپذیری نوارها بر حسب سانتی‌متر بر ساعت 157
جدول6.2. مقادیر رسوبات نهشته‌ شده و میزان نفوذپذیری 159
جدول6.3. میانگین‌های میزان نفوذپذیری بدست آمده از روش کوستیاکوف و کلاپ – هومبرگر 164
فهرست تصاویر

عنوان صفحه
تصویر1.1. منحنی‌های نفوذ برای یک خاک مشخص به ازاء درصدهای مختلف رطوبت اولیه خاک 25
تصویر3.1. موقعیت حوضه آبخیز روتک 35
تصویر3.2. فسیل نومولیت واقع در سنگ‌های آهکی حوضه 43
تصویر3.3. سنگ‌های آهکی با گسترش نسبتاً فراوان در حوضه 47
تصویر3.4. حاصل پدیده تخریب مکانیکی در حوضه 47
تصویر3.5. لایه‌های شیل واحد سراوان 48
تصویر3.6. نمایی از رودخانه روتک 49
تصویر3.7. موقعیت جغرافیایی شهرستان سراوان و روستای پسکوه 51
تصویر3.8. نمای کلی از حوضه آبخیز روتک، محدوده عرصه پخش سیلاب، روستاها و مزارع پایین‌دست 52
تصویر3.9. نمای کاملی از محدوده عرصه پخش سیلاب 53
تصویر4.1. تعیین میزان نفوذپذیری با استفاده از آزمون بار ثابت 58
تصویر4.2. تعیین میزان نفوذپذیری با استفاده از آزمون بار افتان 59
تصویر4.3. تعیین میزان نفوذپذیری با استفاده از آزمون تحکیم 60
تصویر4.4. دستگاه نفوذسنج سانتریفیوژ 61
تصویر4.5. تعیین میزان نفوذپذیری با استفاده از آزمون پمپاژ در آبخوان آزاد 65
تصویر4.6. تعیین میزان نفوذپذیری با استفاده از آزمون پمپاژ در آبخوان تحت فشار 65
تصویر4.7. تعیین میزان نفوذپذیری عمودی با استفاده از آزمون گمانه‌ای دو مرحله‌ای – مرحله 1 66
تصویر4.8. تعیین میزان نفوذپذیری افقی با استفاده از آزمون گمانه‌ای دو مرحله‌ای – مرحله 2 67
تصویر4.9. نصب نفوذسنج گمانه‌ای دو مرحله‌ای 67
تصویر4.10. نفوذسنج گوالف 68
تصویر4.11. استوانه‌های مضاعف به منظور اندازه‌گیری نفوذپذیری (Double-Ring) 74
تصویر4.12. نمای شماتیک از اساس کار نفوذ‌سنج استوانه‌های مضاعف (Double-Ring) 74
تصویر4.13. نحوه ریختن آب در داخل استوانه‌ها به منظور جلوگیری از بهم خوردگی ساختمان خاک 75
تصویر4.14. اندازه‌گیری نفوذپذیری با سه تکرار در اطراف هر اشل 76
تصویر4.15. روش بدست‌ آوردن ثابت‌های تجربی معادله کوستیاکوف 77
تصویر4.16. تصویری از محیط نرم‌افزار Infiltration 78
تصویر4.17. ارتباط میزان نفوذپذیری با اندازه متوسط ذرات (اقتباس از شفرد 1989) 83
تصویر4.18. پلان کامل پخش سیلاب پسکوه با موقعیت محل‌های اندازه‌گیری 90
تصویر4.19. موقعیت محل‌های نمونه‌برداری خاک و اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری (سه نوار تکرار) 91
تصویر4.20. سه مستطیل تهیه شده در نوار دوم به منظور اندازه‌گیری نفوذپذیری خاک 92
تصویر4.21. نمای شماتیک محل‌های اندازه‌گیری نفوذپذیری در شبکه مستطیل شکل 93
تصویر4.22. مستطیل تهیه شده به منظور اندازه‌گیری نفوذپذیری خاک 93
تصویر4.23. اندازه‌گیری نفوذپذیری با سه تکرار در اطراف هر اشل 94
تصویر4.24. تصویری از محیط نرم‌افزار SigmaStat نسخه 3.5 97
تصویر4.25. نمای شماتیک از نسبت‌های حجمی 99
تصویر4.26. نمای شماتیک از نسبت‌های حجمی میزان نفوذپذیری 100
تصویر4.27. تصویری از محیط نرم‌افزار RockWorks14 نسخه 2008.4.3 101
تصویر4.28. مجموعه لوازم آزمایشگاهی مورد نیاز جهت آنالیز دانه‌بندی خاک 103
تصویر4.29. آزمایش دانه‌بندی الک 104
تصویر4.30. آزمایش دانه‌بندی هیدرومتری 105
تصویر4.31. تصویری از محیط نرم‌افزار WinSieve نسخه 1.17 106
تصویر4.32. برداشت مختصات نقاط به منظور ترسیم نقشه 109
تصویر4.33. برداشت سطح ایستایی چاه‌های مشاهده‌ای به منظور ترسیم نقشه هم‌پتانسیل آب زیرزمینی 109
تصویر4.34. تصویری از محیط نرم‌افزار FindGraph نسخه 1.860 111
تصویر5.1. هیستوگرام مقایسه‌ای میزان نفوذپذیری در دو دوره 115
تصویر5.2. نمودار مقایسه‌ای میزان نفوذپذیری در دو دوره 116
تصویر5.3. نقشه توزیع و پراکنش میزان نفوذپذیری خاک در دوره اول 126
تصویر5.4. نقشه توزیع و پراکنش میزان نفوذپذیری خاک در دوره دوم 127
تصویر5.5. نقشه مقایسه میزان نفوذپذیری تکرارها در دوره اول 129
تصویر5.6. نقشه مقایسه میزان نفوذپذیری تکرارها در دوره دوم 130
تصویر5.7. نقشه مقایسه میزان نفوذپذیری تکرارها با هم‌پوشانی دوره اول بر دوره دوم 131
تصویر5.8. نقشه مقایسه میزان نفوذپذیری تکرارها با هم‌پوشانی دوره دوم بر دوره اول 132
تصویر5.9. مثلث بافت خاک در دوره اول 135
تصویر5.10. مثلث توزیع بافت خاک در دوره اول 136
تصویر5.11. مثلث بافت خاک در دوره دوم 137
تصویر5.12. مثلث توزیع بافت خاک در دوره دوم 138
تصویر5.13. نقشه توزیع و پراکنش بافت خاک در دوره اول 140
تصویر5.14. نقشه توزیع و پراکنش بافت خاک در دوره دوم 141
تصویر5.15. نقشه توپوگرافی سه نوار عرصه پخش سیلاب پسکوه 144
تصویر5.16. نقشه هم‌پتانسیل آب‌های زیرزمینی عرصه در دوره اول 146
تصویر5.17. نقشه هم‌پتانسیل آب‌های زیرزمینی عرصه در دوره دوم 147
تصویر5.18. نقشه جریان‌ آب‌های زیرزمینی عرصه در دوره اول 148
تصویر5.19. نقشه جریان‌ آب‌های زیرزمینی عرصه در دوره دوم 149
تصویر5.20. نقشه نفوذپذیری افقی عرصه پخش در دوره اول 150
تصویر5.21. نقشه نفوذپذیری افقی عرصه پخش در دوره دوم 151
تصویر5.22. منحنی بدست آمده بین میزان نفوذپذیری و ضریب خمیدگی دانه‌بندی خاک 152
تصویر6.1. تعدادی از سازه‌های هیدرولیکی پخش سیلاب مؤثر در تبدیل جریان 161
تصویر6.2. نمایی از سد فهره در حوضه بالادست پخش سیلاب 166
تصویر6.3. سنگ‌های آهکی غالب در حوضه بالادست پخش سیلاب مربوط به ائوسن 167
تصویر6.4. حاصل پدیده تخریب مکانیکی و فرسایش واحدهای سنگی 168
تصویر6.5. لایه‌های نازک‌لایه آبرفتی سخت شده با سیمان آهکی 170
چکیده
یکی از روش‌های تغذیه مصنوعی سفره‌های آب زیرزمینی، پخش ‌سیلاب بر روی اراضی هموار دشت‌ها و ذخیره آن در آبخوان‌ها، می‌باشد که در دهه اخیر توجه خاصی در کشور ما بدان مبذول شده است. یکی از اهداف عمده این طرح‌ها استفاده از سیلاب‌های فصلی می‌باشد که در مناطق خشک و نیمه‌خشک رخ می‌دهند. ورود حجم زیادی از سیلاب محتوی املاح و بار معلق فراوان با منشأ‌های متفاوت با برجای گذاردن رسوبات فراوان و نفوذ‌ مواد محلول و ریزدانه‌‌ همراه سیلاب در آبرفت‌ها، به مرور زمان‌ سبب تغییراتی در نفوذ‌پذیری خاک عرصه‌ پخش می‌شود. هدف اصلی این تحقیق بررسی میزان و روند تغییرات نفوذپذیری، تحت تأثیر عملیات پخش سیلاب از دیدگاه زمین‌شناسی مهندسی می‌باشد. در این پژوهش سعی گردیده است که میزان این تغییرات با استفاده از اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری به روش مستقیم – به وسیله نفوذسنج استوانه‌های مضاعف (Infiltrometer Double-Ring) و روش غیرمستقیم – با استفاده از فرمول‌های تجربی ارائه شده برای تخمین میزان نفوذپذیری از روی خصوصیات فیزیکی خاک (از جمله آنالیز دانه‌بندی و تخلخل خاک) در دو دوره زمانی مجزا و مقایسه آن با زمین شاهد مورد بررسی قرار گیرد. نتایج این آزمون، بررسی روند تغییرات نفوذپذیری خاک در اثر پخش سیلاب را عملی می‌سازد. لذا در این تحقیق به بررسی تغییرات نفوذپذیری و علل آن در ایستگاه پخش سیلاب بر آبخوان پسکوه سراوان پرداخته ‌شد.
به منظور تجزیه و تحلیل داده‌های روش مستقیم از دو روش آماری و نقشه‌ای استفاده شد. در روش تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها، تجزیه واریانس برای داده‌های برداشت شده با استفاده از روش دو عامل تجزیه واریانس (Two Way ANOVA) و گروه‌بندی میانگین تیمارهای آزمایشی با استفاده از آزمون آماری دانکن (Duncan’s Method) در سطح احتمال 5 درصد انجام گرفت. همچنین برای تجزیه و تحلیل نقشه‌ای داده‌ها از روش تهیه نقشه‌های نفوذپذیری و بافت خاک استفاده شد و نهایتاً نتایج هر دو روش مورد مقایسه قرار گرفتند. به ‌طور خلاصه در روش آماری نتایج حاکی از آن بود که:
1- بین دو دوره برداشت میزان نفوذپذیری، تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد.
2- دو عرصه شاهد شرقی A-E و همچنین شاهد غربی A-W با تمامی مستطیل‌های عرصه پخش به جز R1A2 و R2B1 تفاوت معنی‌داری را از خود نشان داده‌اند.
به عبارت دیگر میزان نفوذپذیری از زمان احداث عرصه پخش سیل (سال 1370) تا مورخ 10/8/1385 به مقدار 94/55 درصد و تا مورخ 5/8/1386به مقدار 34/57 درصد کاهش یافته است. همچنین نسبت میانگین تغییرات میزان نفوذپذیری عرصه‌ پخش در دوره دوم نسبت به دوره اول در طول بازه زمانی یکساله به میزان 23/3 درصد کاهش داشته است.
در روش تجزیه و تحلیل نقشه‌ای نیز نتایج نسبت‌های حجمی حاکی از آن بود که میزان نفوذپذیری کل عرصه پخش در طول دو دوره برداشت به میزان کم، حدود 41/2 درصد در دوره دوم نسبت به دوره اول کاهش یافته است و تفاوت عمده در نوارهای تکرار مشاهده می‌شود.
مقایسه نتایج بدست آمده میزان نفوذپذیری در روش مستقیم و غیرمستقیم نشان داد که روند کاهش یا افزایش میزان نفوذپذیری در تمامی روش‌های غیرمستقیم تقریباً مشابه روش مستقیم است. همچنین از لحاظ کمی، روش شفرد (Shepherd) برابری بهتری را با روش مستقیم از خود نشان داد. روش‌های هیزن (Hazen) و بی‌یر (Beyer) به ترتیب در حدود 3 و 4 برابر روش مستقیم، مقادیر نفوذپذیری را نتیجه دادند. تمامی روش‌های دیگر اعداد بسیار پایینی را برای میزان نفوذپذیری بدست آوردند. همچنین مشخص شد در صورتی‌ که در معادله تجربی، دامنه ریز‌دانه‌ها تا درشت‌دانه‌ها لحاظ شده باشد نتایج قابل قبولی بدست می‌آید.

لغات کلیدی: سیلاب، تغذیه مصنوعی، پخش سیلاب، عرصه پخش، نفوذپذیری، استوانه مضاعف، رسوب، پسکوه، سراوان.

فصل اول
کلیات
کلیات
1.1. مقدمه
در کشور ایران که در بخش خشک و نیمه‌خشک کره زمین قرار دارد، آب دارای اهمیت زیادی است. هم‌اکنون تقاضای آب از امکانات منابع قابل استحصال تجاوز نموده و یا در حال گذر از این مرحله است. بنابراین در آینده‌ای نه چندان دور، محدودیت منابع آب از ابعاد مختلف و از جمله برای تولید مواد غذایی، تولیدات صنعتی، تأمین آب شرب و بهداشتی، محیط زیست و حتی ابعاد سیاسی و اجتماعی مشکلات متعددی را مطرح خواهد نمود و این در‌حالی است که از 400 میلیارد متر مکعب بارش سالانه کشور تنها 35 میلیارد مترمکعب آن به مصرف تغذیه آبخوان‌ها می‌رسد (کوثر 1372). بنابراین تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی یکی از مهمترین موارد در امر توسعه پایدار محسوب می‌شود.
در ایران، تغذیه مصنوعی و ذخیره آب سطحی در زمین‌ها با ساختن بندسارها و دگارها سابقه‌ای طولانی دارد. در شرایط حاضر از منابع آب زیرزمینی کشور حداکثر استفاده به عمل می‌آید به طوری که به سبب برداشت اضافی از این منابع در 163 دشت کشور، سطح آب زیرزمینی افت پیدا کرده است و مشکلاتی را برای ادامه حیات کشاورزی و توسعه اقتصادی این نواحی فراهم آورده است (برزگر ریحانی 1376). با توجه به این که منابع آب‌های زیرزمینی ایران 8/77 درصد مصارف شرب، صنعت و کشاورزی را تأمین می‌کنند، ارائه طرح‌هایی که موجب استفاده بهینه منابع آبی موجود و تغذیه آبخوان‌ها گردد، دارای ضرورتی اساسی و اولویتی انکارناپذیر است (همتی‌نژاد 1376). از آنجایی‌که منابع آبی در دسترس انسان برای مصارف شرب، بهداشت، کشاورزی، صنعت و غیره محدود می‌باشد و به تناسب شرایط خاص اقلیمی هر منطقه از کره زمین متفاوت است، لذا هرگونه اقدام برای کنترل و مهار آب و استفاده بهینه از آن می‌بایستی مورد توجه برنامه‌ریزان و متولیان امور آب در کشور قرار گیرد. این مهم در کشورهای جهان سوم و در حال توسعه و به‌ویژه در مناطق با اقلیم آب و هوای خشک که از ریزش‌های جوی محدود و با پراکنش نامناسب برخوردارند، بیشتر خودنمایی می‌کند. چه در این مناطق نوع ریزش‌های جوی عموماً به صورت رگبارهای شدید بوده و باعث به وقوع پیوستن سیلاب‌های سهمگین و خسارت‌زا می‌شود، به ‌طوری‌که بعضاً در مدت زمانی کوتاه، بارشی بیش از میانگین سالانه منطقه اتفاق می‌افتد. ملاحظه می‌شود در این مناطق، که به علت تبخیر زیاد و قلت بارندگی سالانه، نیاز به وجود آب بسیار ضروری و بلکه حیاتی است، در مدت زمانی بسیار کوتاه از دسترس خارج شده و بدون استفاده به هامون‌های کویری منتهی می‌گردد.
امروزه روش‌های متفاوتی برای کنترل و مهار سیلاب‌ها در کشورهای دنیا بر حسب مناطق مختلف یک حوضه آبخیز مورد توجه است. احداث سدهای مخزنی طی سال‌های گذشته مخصوصاً مورد توجه دولت‌مردان قرار گرفته که همواره با هزینه‌های بسیار بالای احداث، نگهداری و تصفیه آب همراه بوده است. امروز با نگاه علمی و جامع به مدیریت منابع آب، شناسایی آبرفت‌های درشت‌دانه با ضخامت مناسب مورد توجه قرار گرفته است، تا بتوان با هزینه‌های اندک و اجرای بسیار ساده و سریع، سیلاب‌های مخرب را بر روی دشت‌های آبرفتی گستراند، و با ایجاد آرامش به آن فرصت نفوذ و تغذیه آبخوان را فراهم کرده و آب را در لابلای آبرفت‌های درشت‌دانه و به دور از طبیعت خشن و گرم مناطق کویری که تبخیر آب را موجب می‌شود و به دور از عوامل آلوده کننده، نگهداری و بهره‌برداری از آن را به سهولت امکان‌پذیر نمود.

1.2. ضرورت اجرا
یکی از ویژگی‌های اقلیمی مناطق خشک و نیمه‌خشک، علاوه بر کمی نزولات جوی، وقوع رگبارهای شدید و کوتاه مدت می‌باشد، که در بیشتر موارد سبب وقوع سیلاب‌های فراوان می‌شود. استفاده از سیلاب‌های فصلی و نزولات جوی علاوه بر تغذیه سفره‌های آب زیرزمینی سبب بهبود خواص خاک و احیاء مراتع می‌شود. به گونه‌ای که در حال حاضر در بسیاری از نقاط ایران طرح‌های بهره‌وری از سیلاب و تغذیه آبخوان‌ها به مرحله اجرا یا بهره‌برداری درآمده است. ورود حجم زیادی از سیلاب محتوی املاح و بار معلق که اغلب دارای برخاستگاه متفاوتی از لحاظ خاک‌شناسی و زمین‌شناسی می‌باشند، به مرور زمان‌ سبب بروز تغییراتی در خواص مختلف خاک می‌شود. بررسی روند این تغییرات و اندازه‌گیری پاره‌ای از متغیرهای خاک در طول زمان‌، تأثیر پخش سیلاب را بر خصوصیات فیزیکی خاک مشخص می‌نماید. به‌ طوری‌که نتایج حاصل از آن در میزان نفوذپذیری خاک، نگهداشت آب در خاک، قابلیت انتقال آب در خاک و غیره تأثیرگذار است. لذا به نظر می‌آید در طول زمان‌، این پارامترها تغییر یابد. همچنین در خاک‌های با بافت درشت، ذرات معلق موجود در سیلاب ممکن است سبب کاهش نفوذپذیری خاک گردد. با توجه به برآیند نتایج متفاوت حاصل از پروژه‌های پخش سیلاب در نقاط مختلف، ضرورت دارد میزان متوسط این تغییرات و روند آن در طول زمان‌ بررسی گردد و با استفاده از نتایج بررسی‌های به عمل آمده روش یا روش‌های مناسبی در جهت افزایش بهره‌وری این طرح‌ها و ارائه پیشنهادات راهبردی مهندسی و بهینه‌سازی طراحی شبکه‌ها ارائه گردد.

1.3. هدف
از جمله اهدافی که بعد از کسب نتایج حاصله از این طرح انتظار می‌رود، می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
1- تعیین میزان کل تغییرات نفوذپذیری خاک در شبکه‌های پخش سیلاب در دوره‌های زمانی طولانی مدت و کوتاه مدت.
2- تشخیص نواحی با نفوذپذیری غیر متعارف(Abnormal Permeability) در عرصه پخش و تعیین علل آن(Alquhtani 1998) .
3- ارزیابی روش‌های مختلف اندازه‌گیری میزان نفوذپذیری (روش‌های مستقیم و غیر مستقیم).
4- مقایسه روش‌های مختلف تجزیه و تحلیل داده‌ها (روش‌های آماری و نقشه‌ای).
5- تعیین معادله تجربی بین میزان نفوذپذیری و شاخص‌های دانه‌بندی خاک در محل عرصه پخش‌سیل، که محیطی کاملاً غیر یکنواخت را از نظر دانه‌بندی تشکیل می‌دهد و آن به دلیل قرار گرفتن آبرفت‌های درشت‌دانه در معرض سیل می‌باشد.
6- تهیه نقشه نفوذپذیری افقی آبخوان بر اساس گرادیان هیدرولیکی حاکم بر آن.
7- دسته‌بندی اطلاعات جمع‌آوری شده به عنوان بانک اطلاعاتی مورد استفاده در کارهای تحقیقاتی و اجرایی آتی.
8- از آنجایی که در اکثر پروژه‌های آبخیزداری مخصوصاً پروژه‌های موضوعی ذخیره آب، مشکل رسوب و پیرو آن کاهش میزان نفوذپذیری مطرح می‌باشد، لذا تعیین نرخ تغییرات نفوذپذیری خاک در شبکه‌های پخش سیلاب و مقایسه کلی آن با پروژه‌های مشابه می‌توان در انتخاب و پیاده نمودن نوع خاص پروژه اجرایی ویژه هر منطقه تصمیم‌گیری نمود.
9- با تعیین روند تغییرات بدست آمده کارآیی پخش سیلاب‌ها مهمترین موضوعاتی که در دهه اخیر به دلیل اهمیت منابع آبی، فکر سیاستمداران را به خود مشغول نموده است کاملاً آشکار گشته و راه‌کارهای مناسب جهت بهره‌وری بهتر از این پروژه‌های نوین ارائه خواهد گشت. ‌
1.4. تعریف نفوذپذیری
نفوذپذیری گویای توانایی محیط متخلخل مواد زمین (خاک و سنگ) در عبور دادن سیال می‌باشد. این عامل مربوط به محیط متخلخل دانه‌ای (Porous Medium) است و تعریف دیرینه آن عبارت است از :
مقدار جریان در واحد سطح مقطع عبور آب که تحت تأثیر شیب هیدرولیکی واحد باشد. واحد نفوذپذیری طول بر زمان بوده که گویای حرکت آب زیرزمینی در محیط متخلخل پیوسته است. در محیط متخلخل پیوسته آب زیرزمینی، عوامل طبیعی وابسته به خصوصیات سازند زمین‌شناسی آبدار وجود دارند که بر روی نفوذپذیری تأثیر می‌گذارند. صورت عمومی عوامل مؤثر بر نفوذپذیری در فرمول زیر آمده است:
(1.1)
که در آن نفوذپذیری، تخلخل، تخلخل مفید، ویسکوزیته دینامیکی و درجه حرارت محیط و سیال می‌باشد. در محیط‌های متخلخل پیوسته آب زیرزمینی به مناسبت حضور آب به عنوان سیال نفوذپذیری به نام هدایت هیدرولیکی هم نامیده می‌شود. همچنین اصطلاح دیگری به نام نفوذپذیری ذاتی (Intrinsic permeability) سازند وجود دارد که رابطه آن با نفوذپذیری عادی در فرمول زیر آمده است:
(1.2)
که در آن نفوذپذیری ذاتی، نفوذپذیری ، ویسکوزیته دینامیکی، وزن مخصوص سیال و شتاب ثقل می‌باشد.
در محیط‌های متخلخل ناپیوسته آب زیرزمینی حرکت آب در داخل درز و شکاف‌های سنگ‌های سخت انجام می‌گیرد و ماهیت ضریب نفوذپذیری آن با محیط‌های متخلخل پیوسته آب زیرزمینی تفاوت دارد. در این گونه محیط‌ها نفوذپذیری معادل وجود دارد و عوامل مؤثر بر آن عبارتند از:
(1.3)
که در آن نفوذپذیری معادل، شتاب ثقل، عرض دهانه درز یا شکاف، ویسکوزیته دینامیکی و فاصله میان درز و شکاف‌های موازی هم و درجه حرارت محیط و سیال می‌باشد (خورسندی‌آقایی 1380).


پاسخ دهید