بخشی از مقاله
چکیده
خشکسالی و کم آبی در ایران یک واقعیت اقلیمی است و باتوجه به روند روز افزون نیاز بخشهای مختلف به آب، مشکل خشکسالی در سالهای آینده حادتر نیز خواهد شد. به طوری که بر اساس گزارش موسسه بین المللی مدیریت - IWMI - کشور ایران برای حفظ وضع فعلی خود تا سال 2025 باید بتواند 112 درصد منابع آب قابل استحصال بیفزاید. این امر باتوجه به پتانسیلها و نیازهای روز افزون بخشهای کشاورزی، شرب، صنعت و حفاظت از سایر منابع زیستی بسیار مشکل و حتی ناممکن است. لذا در چنین شرایطی یکی از راهکارهای موثر و عملی استفاده بهینه و صرفه جویی در مصرف آب است. در این میان، مدیریت مصرف آب در بخش کشاورزی که بخش عمدهای از مصارف آب در ایران و جهان را نیز شامل میشود، میتواند بسیار موثر و راهگشا باشد. در این پژوهش به برسی سازههای انتقال، کنترل و توزیع شبکههای آبیاری و مقایسه گزینههای مختلف پرداخته میشود.
نتایج نشان داد که مدلهای ریاضی شبیه سازی سیستمهای انتقال و توزیع آب، قابلیت بسیار ارزشمند در زمینه مطالعات علمی و دقیق بهره برداری - اعم از ارزیابی سیستمها، تعیین راهحلهای کارآمد برای افزایش بهرهوری سیستمها، روشهای بهره برداری و سیستمهای کنترل بهینه و... - دارا میباشد.کمبود محسوس منابع آب که بحران ساز سالهای آتی خواهد بود، و ارزش حیاتی و استرتژیک توان استفاده بهینه از منابع، بکارگیری گسترده چنین تکنیکهای مطالعاتی به ویژه برای کشوری نظیر ایران با رشد قابل توجه جمعیت، رو به زوال رفتن منابع سوخت های فسیلی و درآمد ناشی از آن امری ضروری می باشد.
-1 مقدمه
در ایران بخش کشاورزی با اختصاص 88/88 درصد بیشترین درصد مصرف در طبقه بندی مصارف آب را دارا می باشد. این بدان معنی است که بایستی بیشترین توجه به امر آبرسانی برای استقرار نظام پایدار کشاورزی شود، در این میان شبکه های آبیاری به عنوان سازه هایی مکانیکی نقش اصلی را در تامین این نیاز بر عهده دارند. مفهوم شبکههای آبیاری عبارت است از بکار گرفتن فن آوری به منظور استحصال آب از جایگاه طبیعی آن با هدف تحویل و استفاده از آن و یا قصد تولید محصولات کشاورزی و دفع آب و نمک مازاد از خاک - کهریزی و سندگل، - 1380 .برای تحویل و انتقال آب از مبدا به مقصد، وجود تاسیساتی که بتواند به طور صحیح و متناسب با ظرفیت دلخواه آب را به دست زارع برساند، امری ضروری می نماید.
تاسیسات مذکور، مجموعه ای از سازه های توزیع و انتقال را که از سد انحرافی شروع و تا شبکه کانال ها و سازه های مستقر تنظیم و انحراف آب و کانال های درجات پایین و فرعی را شامل می شود، در بر میگیرد. درخطوط انتقال آب و در شبکه های آبیاری سازه های هیدرولیکی فراوانی به کار گرفته می شود. که در اینجا به پاره ای از سازه های خطوط انتقال آب و ویژگی های آنها و موارد کاربرد آنها پرداخته میشود.
شکل .1 سازههای انتقال آب
سازه ای که برای انتقال آب کانال از زیر جاده، از زیر کانال دیگر یا از زیر راه آهن بکار گرفته می شود.که ممکن است به صورت مجرای با جریان پر یا به صورت مجرای با جریان روباز طراحی شود. معمولا" برای دبیهای تا حدود 3 مترمکعب بر ثانیه استفاده از سازه آبگذر زیر جاده اقتصادی تر از احداث پل است و درمورد دبی های بیشتر از 10مترمکعب برثانیه احداث پل ضرورت خواهد داشت. ساختمان آبگذر زیر جاده در مقایسه با ساختمان پل کمتر موجب قطع راه می گردد. این ساختمانها با مجرای مستقیم، با جریان آزاد یا با فشار کم طراحی می شوند معمولا" ارتفاع هیدرولیکی موجوددر ابتدای سازه و همچنین هزینه ها و امکانات اجرایی، توجیهی برای انتخاب سازه تقاطع کانال با جاده ، در مقایسه با استفاده از پل روگذر ماشین رو می باشد.
ناو کانال - فلوم - : برای انتقال آب از جاهایی که فضا کم است استفاده می شود.یا جاهایی که ارتفاع داشته باشد یا دامنه تپه از این سازه استفاده می شود. فلوم ها به سه دسته تقسیم می شوند: فلوم زمینی ، فلوم هوایی، ناوسمان.فلوم زمینی به کانالی گفته می شود که در امتداد دامنه کوه یا کوهپایه یا تپه و بر روی زمین احداث می شود. از آنجا که این این نوع کانال در دل خاک قرار نمی گیرد، معمولا" دارای مقطع مستطیلی می باشد.
فلوم هوایی به کانالی گفته می شود که بر روی پایه و در هوا قرار بگیرد. همچنین برای انتقال آب کانال از روی زهکش و دره عمیق بکار میرود.ناو سمان برای انتقال آب زهکش از روی کانال آبیاری استفاده می شود.مقطع ناو کانال مستطیلی است پس دیواره عمودی آن باید با بتن مسلح ساخته شودزیرا باید فشار هیدرواستاتیک را تحمل کنداما در مقطع ذوزنقه ای یکی به خاطر زاویه و دیگری هم به خاطر خاکریزی در کناره ها خودش این فشار را تحمل می کند.
ناو کانال - فلوم -
شیب شکن: چنانچه درفواصلی از مسیر انتخاب شده برای احداث کانال ، شیب طبیعی زمین از شیب لازم برای کف کانال تندتر باشد، برای انتقال آب از سطح بالاتر به پایین تر ممکن است از شیب شکن یا تند آب استفاده شود که باعث پراکنده کردن انرژی اضافی که در نتیجه سقوط آب ایجاد می شود، می شوند. در جاهایی که شیب زیاد است اگر از کانال استفاده کنیم باعث جریان فوق بحرانی در کانال می شود و به دلیل شیب زیاد فرسایش زیادی در کانال های خاکی ایجاد می شود.
پس باید از سازه ای استفاده کنیم که باعث افت انرژی شود. شیب شکن ها معمولا" به سه دسته تقسیم می شوند : شیب شکن های قائم، شیب شکن های مایل و شیب شکن های لوله ای. شیب شکن قائم برای اختلاف ارتفاع تا 1/5 متر و شیب شکن های مایل و لوله ای برای اختلاف ارتفا تا 5 متر به کار گرفته می شوند. در انتهای این سازه برای کنترل پرش هیدرولیکی و تلفات انرژی باید از حوضچه آرامش استفاده شود.
