ارزیابی فیلتر-زهکش های ژئوکمپوزیت و امکان استفاده از آنها به عنوان جایگزینی برای زهکش های لوله ای مرسوم

کمبود منابع مناسب و مشکلات تهیه و اجرای پوششهای دانهای، استفاده از مواد مصنوعی مانند ژئوتکستایل ها و PLM را در پروژ ههای زهکشی گسترش داده است. پژوهش های متعدد نشا نگر عملکرد مناسب پوشش های مصنوعی بوده است اما هنوز کارایی این پوشش ها نسبت به پوشش های دانه ای کمتر م یباشد. ضخامت کمتر پوشش های مصنوعی نسبت به پوشش های دانه ای باعث کاهش شعاع موثر زهکشی می شود و نتیجه آن کاهش کارایی این پوشش ها نسبت به پوشش های دانه ای است. یکی از راه حل های کاهش اثر کم شدن ضخامت، افزایش سطوح باز لوله ی زهکشی است. از آنجایی که مقاومت ورودی وابسته به لوله زهکش است و به شکل و آرایش منافذ آن بستگی دارد، افزایش سطوح ورودی به زهکش کاهش مقاومت ورودی و کاهش افت بار کل در زهکش ها را در پی دارد. بنابراین افزایش سطوح ورودی آب به داخل زهکش میتواند به طور قابل ملاحظهای بر عملکرد زهکشی موثر باشد. هدف از این پژوهش، بررسی
کارایی فیلتر-زهکش های ژئوکمپوزیت در کاهش سطح ایستابی و استفاده از آن ها به جای زهکش لوله ای با پوشش های مرسوم میباشد. در پژوهش حاضر به منظور شبیه سازی شرایط طبیعی اراضی زهکشی شده در آزمایشگاه از یک مخزن آب و خاک (مدل آزمایشگاهی افقی) که علاوه بر تنظیم سطح ایستابی در ارتفاع مورد نظر، بخشی از یک ترانشه زهکشی
را شبیه سازی مینماید استفاده گردید. زهکش لولهای مرسوم با قطر ۱۰۰ میلیمتر و با پوشش دانهای، مواد سست پیش تافته PLM از نوع PP۴۵۰ و ژئوتکستایل، سه فیلتر-زهکش با سطح مقطع مستطیل و محیط برابر با زهکش لوله ای با سه ژئوتکستایل مختلف و دو فیلتر-زهکش دایرهای با قطر ۱۰۰ میلیمتر با دو ژئوتکستایل مختلف، زهکش های مورد آزمایش بودند. پارامترهای نیم رخ سطح ایستابی، دبی خروجی از زهکش و مقاومت ورودی، در بارهای آبی ۴۵، ۵۰، ۶۰، ۷۰، ۸۰، ۹۰، ۱۰۰ و ۱۱۰ سانتیمتری برای هشت زهکش مورد آزمایش در سه تکرار اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد، زهکش با پوشش دانه ای، فیلتر-زهکش های دایره ای، فیلتر-زهکش های مستطیلی، زهکش با پوشش ژئوتکستایل و PLM به ترتیب ذکر شده بالاترین و کمترین عملکرد را در تخلیه آب مازاد خاک و کاهش سطح ایستابی داشتند. اختلاف دبی و مقاومت ورودی فیلتر-زهکش های دایره ای با زهکش با پوشش دانهای معنیدار نبود، در حالی که متوسط دبی خروجی از فیلتر- زهکش های دایرهای از ۶۵/۷ تا ۳۴/۹ درصد بیشتر از دبی زهکش با پوشش PLM بود و متوسط مقاومت ورودی آنها از ۷۹/۴ تا ۹۰/۳ درصد کمتر از زهکش با پوشش PLM در بارهای آبی مختلف بود. افت سطح آب در مرکز زهکش در فیلتر-زهکشهای دایرهای از ۴۸/۶ تا ۴/۶۷ درصد در بارهای آبی مختلف کمتر از زهکش با پوشش دانهای و از ۷۸/۹ تا ۵۵/۹ درصد بیشتر از زهکش با پوشش PLM بود. افت سطح ایستابی در فیلتر-زهکش های مستطیلی از ۷۳/۶ تا ۱۴/۳ درصد کمتر از زهکش با پوشش دانه ای و از ۵۲/۸ تا ۵۰/۱ درصد بیشتر از زهکش با پوشش PLM بود. دبی خروجی در فیلتر-زهکش های مستطیلی ۴۶/۷ تا ۴۲/۰ درصد کمتر از زهکش با پوشش دانه ای و ۵۲/۸ تا ۱۸/۴ درصد بیشتر از زهکش با پوشش PLM بود. اختلاف مقاومت ورودی فیلتر-زهکش های مستطیلی با زهکش با پوشش دانه ای معنی دار نبود ولی مقاومت ورودی از ۷۲/۲ تا ۹۰/۵ درصد کمتر از زهکش با پوشش PLM بود. فیلتر-زهکش های ژئوکمپوزیت در بارهای آبی مختلف دارای مقاومت ورودی کمی بوده و در شرایط آزمایشگاهی عملکرد قابل قبولی از نظر دبی خروجی و کاهش سطح ایستابی داشتند.