بررسی تغییرات سطح ایستابی و تخلیه زهکشها با سیستم زهکشی پلکانی در خاک مطبق

سیستم زهکشی پلکانی، نوعی سیستم زهکشی زیرزمینی است که در آن خطوط زهکش مجاور هم، در دو عمق متفاوت نصب می شوند. در مدلی که در آزمایشگاه هیدرولیک گروه مهندسی آب دانشگاه فردوسی مشهد ساخته شد، از یک مخزن مکعب مستطیل به طول 2 متر و عرض و ارتفاع 1 متر از جنس آهن گالوانیزه استفاده گردید. در این مدل، دو ردیف زهکش با فاصله 20 سانتی متر از یکدیگر نصب گردید. زهکش ها از یک لوله سه جداره به قطر خارجی 16 میلی متر و از جنسpvc تهیه شدند. خاک داخل مدل به صورت سه لایه ریخته شد به طوری که یک لایه خاک کم نفوذ پذیربه ضخامت 20 سانتی متر و با هدایت هیدرولیکی 1.15 سانتی متر بر ساعت در بین دو لایه خاک با نفوذپذیر به ضخامت های30 سانتی متر برای لایه زیرین و 20 سانتی متر برای لایه بالایی با هدایت هیدرولیکی 1.55 سانتی متر بر ساعت قرار گرفت. تعدادی پیزومتر با فاصله 10 سانتی متر از یکدیگر در کف مدل نصب گردید. پس از تجهیز مدل به شیرهای قطع و وصل جریان زهکش ها، آزمایش ها با یک آبیاری سنگین برای فواصل مختلف بین زهکش ها در اعماق 30 و 50 سانتی متر صورت پذیرفت و مقادیر ارتفاع سطح ایستابی به عنوان مقادیر مشاهده شده از مدل آزمایشگاهی استخراج گردید. نتایج نشان می دهد در حالتی فاصله زه کش ها 25 سانتی متراست حداکثر ارتفاع سطح ایستابی با گذشت زمان به زهکش کم عمق نزدیک می شود و در مدت زمان حدود 24 ساعت به زهکش کم عمق می رسد و از آن زمان به بعد دبی زهکش کم عمق به صفر می رسیده و عملاً این زهکش از کار افتاده و تنها زهکش عمیق به کار خود ادامه می دهد. این مدت زمان برای حالتی که زهکش ها در فاصله 35 سانتی متری از یکدیگر قرار داشته باشند به 40 ساعت و برای فاصله های 60 و 75 سانتی متر به 48 ساعت افزایش می یابد. یافته ها با یک حل تحلیلی (آپادهیایا و چوهان، 2000) مقایسه و تنها در محدوده کمی از پروفیل سطح ایستابی، که بیشتر منطقه بین دو زهکش را شامل می شود، همخوانی داشته و با بیشتر شدن فاصله بین زهکش ها، زمان افت سطح ایستابی افزایش می یابد. بیش ترین ناهماهنگی مربوط به شرایط مرزی در محل زهکش عمیق تر بود. چند معادله ی تجربی برای شرایط مرزی و برای زمان های مختلف پیشنهاد شد به طوری که همخوانی قابل قبول گردید. درستی چنین معادلاتی باید برای شرایط متفاوت دیگر بررسی شود.