Performance evaluation of groundwater drainage in two types of PP450 synthetic filters and natural filtering in Sugarcane Farms: A Case Study of Salman Farsi Cultivation and Industry

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

خسرو غربالی ¹ , علی عصاره ² , مهدی اسدی لور ³

1 - دانشجوی ارشدگروه مهندسی علوم آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.
2 - استادیار گروه مهندسی علوم آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران
3 - استادیار گروه مهندسی علوم آب، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران.

تاریخ دریافت : 1396/03/24 تاریخ پذیرش : 1396/05/29 تاریخ انتشار : 1396/04/10

کلید واژه: نیشکر, sugar cane, فیلترطبیعی, فیلتر مصنوعی, راندمان تخلیه, مقاومت ورودی جریان, natural filter, synthetic filter, discharge efficiency, resistance to flow,

چکیده مقاله :

Sand coverings account for a large part of the cost of a project. The purpose of this study is to evaluate the performance of different coatings for filtration of underground drains and reduce the cost of cornfield farms. The experiments were carried out in farm in Salman Farsi. The subsoil drainage was fitted to each test piece with a length of 120 meters, a diameter of 100 mm, and a distance of 30 meters from each other. The experiments were carried out in 3 treatments and 3 replicates in 9 parts. In each treatment, three underground drainage systems were installed and the middle drainage was measured as experimental drainage. Underground drainage treatments were: C treatment: synthetic drainage pipes PP450, treatment D: sand and gravel-bearing drainage pipes and treatment E: uncoated drainage pipes. In each experimental part, two rows of wells were observed at zero, 4 /, 1.5, 15, 30 and 45 meters from the central drainage. Irrigation depth was considered at 25 centimeters. During the experiment, 14 irrigation intervals were performed at a depth of 3.5 meters. It should be noted that the land was irrigated in experimental fields. In order to evaluate the performance of the coatings used for groundwater drainage filtration, the results of lateral discharge (H), resistance to flow (re) and cumulative constants of flow resistance to underground lateral flow (eα) were used. Estimated cost of artificial filter and natural filter was calculated based on irrigation and drainage price list of year 94 and adjusted modalities. The results of the experiment showed that PP450 synthetic filter and sand filter showed good and acceptable results on all parameters related to drainage quality, such as drainage effluent, flow resistance and cumulative constant. The drainage without filtering was not good in any of the desired parameters, and had no acceptable results. Also, the results showed that artificial filters had a 25 percent reduction in costs compared to natural filters; the resulting income also increased by 17 percent due to a decrease in the amount of salinity due to the use of artificial filters in comparison with the natural filter. In other words, the use of PP450 synthetic filters in comparison with the natural filter of sand and mass gives 42% more revenue.

چکیده انگلیسی:

پوشش های شن و ماسه قسمت زیادی از هزینه اجرایی یک طرح را به خود اختصاص می دهند. هدف ازاجرای این تحقیق ارزیابی عملکرد پوشش های مختلف جهت فیلتراسیون زهکش های زیرزمینی و کاهش هزینه در مزارع نیشکرمی باشد. آزمایشات مورد نظر درمزرعه آزمایشی در کشت و صنعت سلمان فارسی انجام شد. زهکش زیرزمینی مربوط به هر قطعه آزمایشی به طول 120 متر،  قطر 100 میلیمتر و فاصله 30 متر از یکدیگر نصب شدند. آزمایش های مورد نظر در 3 تیمار و 3 تکرار جمعا در 9 قطعه انجام شد. در هر تیمار 3 رشته زهکش زیرزمینی نصب گردید و زهکش میانی به عنوان زهکش آزمایشی مورد اندازه گیری واقع گردید. تیمار های زهکشی زیرزمینی عبارت بودند از: تیمارC: لوله های زهکش با پوشش از نوع سنتتیک PP450 ، تیمارD: لوله های زهکش با پوشش از نوع شن و ماسه و  تیمارE: لوله های زهکش بدون پوشش. در هر قطعه آزمایشی، 2 ردیف چاهک مشاهده ای در فاصله صفر، 4/.، 5/1، 15، 30 و 45 متری از زهکش مرکزی قرار گرفت. عمق آبیاری در هر نوبت 25سانتیمتر در نظر گرفته شد. در طول مدت آزمایش 14 بار آبیاری با عمق معادل 5/3 متر صورت گرفت. لازم به ذکر است زمین در مزارع آزمایشی بصورت نکاشت آبیاری شد. به منظور ارزیابی عملکرد پوشش های به کار رفته جهت فیلتراسیون زهکش های زیرزمینی از شاخص های راندمان تخلیه لترال(H)، مقاومت در برابر ورود جریان(re) و ثابت تجمعی مقاومت ورود جریان به لترال زیرزمینی(eα) استفاده شد. برآورد هزینه تمام شده فیلتر مصنوعی و فیلتر طبیعی بر اساس فهرست بهای آبیاری و زهکشی سال 94 و تعدیل متعلقه انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد فیلتر مصنوعی PP450 و فیلتر طبیعی شن و ماسه در کلیه پارامترهای مربوط به کیفیت زهکشی، نظیر راندمان تخلیه زهکشی، مقاومت در برابر ورود جریان و نیز ثابت تجمعی مقاومت نتایج خوب و قابل قبولی از خود نشان داده اند، درصورتیکه زهکش بدون فیلتر در هیچکدام یک از پارامترهای مورد نظر خوب نبوده و فاقد نتایج قابل قبول می باشد.  همچنین نتایج تحقیق نشان داد فیلتر مصنوعی نسبت به فیلتر طبیعی به میزان 25 درصد کاهش هزینه داشته است؛ همچنین درآمد حاصله ناشی از کاهش میزان شوری ناشی از کاربرد فیلتر مصنوعی نسبت به فیلترطبیعی به میزان 17 درصد  افزایش داشته است. به عبارتی در مجموع استفاده از فیلتر مصنوعی PP450 نسبت به فیلتر طبیعی شن و ماسه 42درصد در آمد بیشتری حاصل می نماید.

منابع و مأخذ:

ارواحی، ع.(1384). ارزیابی فنی و اقتصادی کاربرد فیلتر مصنوعی در سیستم زهکشی زیرزمینی و مقایسه آن با فیلترهای متداول شن و ماسه در نخیلات آبادان. پایان نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی چاپ نشده، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بو علی سینا همدان.
اکرم، م. ؛ پذیرا، الف.؛ لیاقت، ع. ؛ دربندی، ص و لیاقت، ز. (1383). مواد و مصالح سامانه‌های زهکش زیرزمینی. کمیته ملی آبیاری و زهکشی ایران.
شیری، ج. ؛ فاطمی، الف. و صدرالدینی، ع. (1387). کاربرد نرم افزارهای جدید در محاسبات مربوط به سامانه های زهکشی زیرزمینی. دومین همایش ملی مدیریت شبکه‌های آبیاری و زهکشی. دانشگاه شهید چمران اهواز. صص. 18-9.
شیری، ج . (1389). تاثیر مقاومت ورودی بر مشخصه های هیدرولیکی جریان در زهکش زیرزمینی. مجله دانش آب و خاک .جلد 1/.20 شماره 4.
عزیزی، ج. ( 1386) . ارزیابی عملکرد پوشش مصنوعی زهکشی در مقایسه با پوشش معدنی در لوله های زهکش. دانشگاه شهید چمران اهواز. پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آبیاری و زهکشی.
قانع، الف. (1385). ارزیابی مدل فیزیکی تانک خاک و شن جهت مطالعه عملکرد فیلتر‌های مصنوعی در سیستم زهکشی زیرزمینی . پایان نامه کارشناسی ارشد، چاپ نشده، دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز.
کریمی، ب. (1387). ارزیابی عملکرد سه نوع پوشش مصنوعی زهکشی در مقایسه با پوشش رایج معدنی در شرایط آزمایشگاهی. پایان نامه کارشناسی ارشد چاپ نشده ، دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران.
ناصری، ع. و ارواحی ، ع. (1388). استفاده از مبانی جدید در طراحی سیستم ‌های زهکشی زیرزمینی و تاثیر آنها روی روش های اجرایی در خوزستان. ششمین کارگاه فنی زهکشی و محیط زیست، صص.81-67.
نژادیانی، م. (1387). ارزیابی آزمایشگاهی کاربرد یک نوع پوشش مصنوعی در زهکش‌های زیرزمینی و مقایسه آن با پوشش معدنی. مجله علوم خاک و آب ، جلد 22 شماره 1 صص. 125-113.
Cavelaars, J.C. , Voltman, W.F. and Spoor,G. (1994).Subsurface drainage system, in drainage principles and application Ed. By H.P. Ritzema , ILRI publication 16,second edition, 913-927.
Dieleman, P. J. and B.D. Trafford. (1976). Drainage testing FAP irrigation and drainage paper 28.rome, Italy.
Maas E.V. and Hoffman G.J. (1976). Crop salt tolerance: evaluation of existing data. Proc. International salinity conference, Lubbock, Texas, PP. 187-198.
Raval, A. and R. Anadjiwala.(2007). Comparative study between needle punched nonwoven geotextile structure made from flax and polyester fibers. J. of Geotext. and Geomem. 4: 61-65.