بخشی از مقاله
خلاصه
در شبکه پایاب سد سبلان واقع در 30 کیلومتری شهرستان مشکین شهر از استان اردبیل با سطح زیر کشت 8000 هکتار ، عملیات اجرای شبکه بارانی به میزان 1200 هکتار و شبکه توزیع داخل تاکستان به میزان 2000 هکتار همچنین احداث تعداد 900 دستگاه سازه بتنی آبگیر مجهز به سیستم اندازه گیری جریان آب - سرریز و روزنه - در داخل تاکستان از دی ماه 1387 شروع و در سال 1394 به پایان رسیده و اجرای تعداد 750 سازه آبگیر هنوز باقیمانده است.
با التفات به محدودیت عرض اجرائیو صعوبت تردّد ماشین آلاتی مثل جرثقیل در داخل تاکستان و زمانبر و هزینه بر بودن اجرای این سازه ها ، گزینه های جایگزین آبگیرهای اجرا شده ، در قالب مهندسی ارزش به لحاظ هیدرولیکی و اقتصادی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
براساس نتایج حاصله می توان با تجدید نظر در نوع کنترل دبی و نحوه مدیریت توزیع آب ، هزینه اجرائی 750 دستگاه سازه بتنی باقیمانده را به میزان 2,1 میلیارد تومان 53 - درصد هزینه طرح مشاور - و مدت زمان اجرای سازه ها را نیز به میزان 5 ماه تقلیل داد. از میان گزینه های ارزیابی شده ، طرح پیشنهادی "سازه فلومتر درخروجی مخزن ها و سازه مستهلک کننده انرژی آب درمحل آبگیرها"در مقایسه با سایرگزینه ها ، مناسب ترین جایگزین برای اجرای سازه های آبگیر می باشد.
- 1 مقدمه
کشور ایران جزو مناطق خشک و نیمه خشک بوده و با محدودیت منابع آب و همچنین تغییرات اقلیمی و خشکسالی ها مواجه می باشد.به دلیل اختصاص بیشترین مصرف آب به بخش کشاورزی و عدم وجود فرهنگ درست آبیاری و پایین بودن فاحش راندمان آبیاری و عدم توسعه کامل سیستم نوین آبیاری ، امنیت غذائی درکشور به مخاطره افتاده است.
یکی از راهکارهای کاهش اثرات منفی مشکل کم آبی ، ارتقاء راندمان آبیاری و استفاده بهینه از منابع آب و افزایش بهره وری آب می باشد. تقلیل هزینه های اجرائی و در عوض تجهیز شبکه های آبیاری و زهکشی به سیستم های نوین و مدرن آبیاری نیز جزو ضرورت ها و اولویت های کاری بوده و مستلزم بازنگری و تجدید نظر در طرح های آبی در فازهای مختلف علی الخصوص فاز اجرا در قالب مهندسی ارزش و تقلیل هزینه های بهره برداری و نگهداری می باشد.
- 2 پیدایش مهندسی ارزش
روش مهندسی ارزش در سالهای پایانی دهه ی 1940 میلادی و به واسطه پیامدهای جنگ جهانی دوم و پس از مواجهه صنایع با کمبود شدید منابع مطرح گردید. پس از پایان جنگ جهانی دوم ، شرکت جنرال الکتریک پیشتاز توسعه و کاربرد مهندسی ارزش در صنعت بوده است.
در کشور ایران نیز از اواخر دهه 1370هجری شمسی قابلیت های مهندسی ارزش مورد توجه جدّی قرار گرفت و به دنبال آن تدوین مستندات مرتبط و مورد نیاز مطالعات مهندسی ارزش در برنامه کاری قرارگرفته است.
- 3 موقعیت شبکه پایاب سد سبلان
شبکه آبیاری پایاب سد سبلان با سطح خالص 8000 هکتار در 30 کیلومتری شمال غرب شهرستان مشکین شهر در موقعیت جغرافیایی 47 - درجه و 42 دقیقه - تا - 47 درجه و 58/5 دقیقه - طول شرقی و 38 - درجه و 29/5 دقیقه - تا - 38 درجه و 42/5 دقیقه - عرض شمالی واقع شده است.
- 4 الزام درکنترل دبی ورودی به واحدهای آبیاری تاکستان
به تأسّی از نوع طراحی شبکه ، آب پس از خروج از سد و ورود به کانال ، توسط ایستگاه های پمپاژ اصلی و فرعی به رزروارهای واقع در خط الراسها پمپاژ و از طریق اختلاف ارتفاع هیدرواستاتیکی به سازه های آبگیر اجرا شده در داخل تاکستان انتقال می یابند . واحدهای آبیاری تاکستان ها بصورت ثقلی و با دبی عموما 25 لیتر در ثانیه آبیاری می شوند. دبی تحویلی به کشاورزان به دو روش قابل کنترل است :
-1تعریف یک سازه کنترل دبی در خروجی رزروار - مخزن آب -
-2 تعریف سازه کنترل دبی در آبگیرها ضرورت برقراری تعادل بین دبی ورودی و خروجی رزروارها جهت جلوگیری از سرریز آب از رزروارها و یا ورود هوا به داخل سیستم خطوط لوله اجرا شده در داخل تاکستان ها ، ایجاب می کند که دبی ورودی وخروجی رزروارها با احداث سازه هائی کنترل شود.
فشار در آبگیرها متاثر ازوضعیت توپوگرافی واحدهای آبیاری داخل باغات - اختلاف ارتفاع هیدرواستاتیکی - ، متغیر و اغلب پایین تر از یک آتمسفر می باشد معذالک عدم تعبیه سیستم کنترل دبی در بالادست - خروجی رزروارها - یا پایین دست - محل آبگیرها - و بازشدن کامل شیرفلکه های تعبیه شده در داخل آبگیرها ، منجر به تغییر در دبی خروجی از آبگیرها و اخلال در مدیریت توزیع آب خواهد شد . تابحال 900 سازه بتنی آبگیر با دیدگاه کنترل دبی در محل آبگیرها ، اجرا شده و حدود 750 دستگاه آبگیر نیز اجرا نشده است . نوع دیدگاه کنترل دبی تاثیر بسزایی در هزینه و مدت زمان اجرا دارد .
- 5 تشریح سازه های آبگیر اجرا شده و پیشنهادی برای اجرا
5- 1 طرح اولیه مشاور
جنس سازه ، بتنی و اجرا بصورت درجا می باشد.کنترل دبی در پایین دست و در داخل تاکستان با استفاده از سیستم روزنه و با نصب اشل در داخل آبگیرها و با تنظیم تعداد دور شیرفلکه انجام می پذیرد. فقط درمسیرهای قابل تردّد ، امکان اجرا میسر می باشد. در شبکه پایاب سد سبلان فقط 4 دستگاه اجرا گردیده است. Q=cd*A* - 2*9.81*y1 - ^0.5 ، cd=0.6 ، Q لیتر در ثانیه ، A سطح تنگ شدگی - مترمربع - ، D قطر تنگ شدگی - متر - ،y1 ارتفاع آب در پشت روزنه - سانتیمتر - . آب با فشار به داخل باکس برخورد کرده و انرژی آن مستهلک می گردد.
5-2 طرح سرریز مشاور
جنس سازه ، بتنی و اجرا بصورت پیش ساخته می باشد .کنترل دبی در پایین دست و در داخل تاکستان با استفاده از سیستم سرریز لبه پهن و با نصب اشل در داخل آبگیرها و با تنظیم تعداد دور شیرفلکه انجام می پذیرد. در شبکه پایاب سد سبلان حدودا 700 دستگاه اجرا شده است. در این سازه پس از باز شدن شیرفلکه ، آب با فشار به داخل باکس برخورد کرده و انرژی آن مستهلک می گردد.
5-3 طرح سازه مجهز به کنتور آب
جنس سازه ، هم بتنی و هم پلی مری و اجرا بصورت پیش ساخته می باشد .کنترل دبی در پایین دست و در داخل تاکستان با استفاده از نصب کنتور و بصورت حجمی انجام می پذیرد. جنس بتنی فقطدر مسیرهای قابل تردّد وجنس پلی مری در تمامی مسیرها قابلیت اجرایی دارد .
5 - 4 طرح سازه روزنه ای پلی مری
جنس سازه ، منهول پلی مری به وزن 130 کیلوگرم و اجرا بصورت سفارش ساخت در کارخانه می باشد. کنترل دبی در پایین دست و در داخل تاکستان با استفاده از سیستم روزنه و با نصب اشل در داخل آبگیرها و تنظیم تعداد دور شیر فلکه انجام می پذیرد. در این سازه پس از باز شدن شیرفلکه ، آب با فشار به داخل باکس برخورد کرده و انرژی آن مستهلک می گردد. Q=cd*A* - 2*9.81*y1 - ^0.5 ، cd=0.6 ، Q لیتر در ثانیه ، A سطح تنگ شدگی - مترمربع - ، D قطر تنگ شدگی - متر - ، y1 ارتفاع آب در پشت روزنه - سانتیمتر - . یک دستگاه در شبکه نصب شده است. X=V0* - 2*Y/9.81 - ^0.5 ، X فاصله پرتاب آب ،Y ارتفاع پرتاب آب ، V0 سرعت خروجی آب ، ابعاد متریک می باشد. فقط یک دستگاه از این سازه اجرا شده است.
5 - 5 طرح سازه منهول پلی مری و فلوم L.T.F
جنس سازه ، منهول پلی مری واجرا بصورت پیش ساخته پلی مری در کارخانه می باشد. کنترل دبی در پایین دست و در داخل تاکستان با استفاده از سیستم فلوم گلوبلند ، با نصب اشل و با تنظیم تعداد دور شیرفلکه انجام می پذیرد. در این سازه پس از باز شدن شیرفلکه ، آب با فشار به داخل باکس برخورد کرده و انرژی آن مستهلک می گردد. فرمول اندازه گیری جریان Q=857,2*h1^1,885 ، - Q لیتر درثانیه - ،h1 - متر - .
این فرمول پس از طراحی با نرم افزار winflume بدست آمده است. نرم افزار winflume کارائی خوبی در طراحی سازه های اندازه گیری جریان آب در انواع کانالهای روباز با اشکال هندسی مختلف مثل ذوزنقه ای ، مثلثی ، دایروی ، سهموی و ترکیبی دارد.
