شبکه­ های زهکشی سیستم­های مصنوعی هستند که فقط زمانی­که زهکشی طبیعی برای یک شکل مطلوبی از کشاورزی کافی نیست، اجرا می­شوند. نواحی که از نظر زهکشی طبیعی دارای محدودیت بوده و نیازمند زهکشی مصنوعی می­باشند؛ معمولاً در دشت­های ساحلی، دره­های رودخانه­ای و جلگه­هایی که در مناطق مرطوب میزان بارش از تبخیر بیشتر است یا در مناطق خشک که استفاده از آب آبیاری به صورت بی­رویه موجب آب ماندگی و شوری ثانویه می­گردد، واقع شده ­اند. سیستم­های زهکشی لوله ای به عنوان یک روش نسبتاً ارزان و ضروری، برای بهبود حاصلخیزی اراضی کشاورزی به خصوص در نواحی خشک و نیمه خشک مورد توجه می­باشد(پذیرا ۱۳۸۷).
شبکه زهکشی زیرزمینی در جهت نیل به اهداف زیر مورد استفاده قرار می­گیرند:

جهت دانلود متن کامل این پایان نامه به سایت jemo.ir مراجعه نمایید.

احیای اراضی جدید که سطح آب زیرزمینی و شوری خاک خیلی بالا است.

کنترل تراز سطح آب زیرزمینی در عمق مناسب و شوری خاک در حد مناسب.

بهبود وضعیت حاصلخیزی در اراضی شور و ماندابی در حد پتانسیل آنها.

تحت شرایط خاص، اهداف زیر نیز مورد توجه می­باشد:

تردد در مزرعه برای بهره ­برداری مکانیزه تسهیل می­ شود.

محصول بیشتری در سال می ­تواند تولید شود.

تنوع کشت امکان­ پذیر می­گردد.

محصولات با ارزش­تری می ­تواند کاشته شود.

و در نهایت از مزایای ثانویه سیستم­های زهکشی کشاورزی عبارتند از:

خروج فاضلاب­ها: پایین آوردن تراز سطح آب زیرزمینی در منطقه، موجب ارتقاء سطح بهداشت مراکز جمعیتی می­ شود.

بهداشت محیط: پایین آوردن سطح آب زیرزمینی و از بین بردن آب­های راکد می ­تواند تحت شرایط خاص بیماری­های مالاریا و … را کنترل نماید.

بهبود دسترسی و رفت و آمد به اراضی: پایین آوردن سطح آب زیرزمینی و دفع آب سطحی دسترسی به اراضی را بهبود خواهد داد.

بهبود شرایط محیط زیست: پایین آوردن سطح آب زیرزمینی و کاهش شوری در اراضی تخریب محیط زیست را از بین برده یا کاهش خواهد داد(پذیرا،۱۳۸۷).
عکس مرتبط با محیط زیست
۱-۲-نیاز به زهکشی
به منظور تضمین سرمایه ­گذاری در آبیاری و حفاظت منابع اراضی، زهکشی به عنوان یک مؤلفه ضروری محسوب می­ شود. در طی نیمه دوم قرن بیستم در حدود ۱۵۰ میلیون هکتار از اراضی تحت کشت و اراضی ماندابی و شور عمدتاً در اروپا، شمال آمریکا و خاورمیانه و محدوده کوچکی در آسیا زهکشی اجرا شده و این امر منجر به پیشرفت قابل توجهی در تولید مواد غذایی شده است. زهکشی همچنین به دگرگونی و تقویت کشاورزی کمک خواهد کرد به طوریکه بخش کشاورزی، پایداری اقتصادی و قابلیت رقابت بیشتری را بدست می­آورد. با این حال در مقیاس جهانی هنوز زهکشی به میزان کافی به انجام نرسیده است. از بیش از ۱۵۰۰ میلیون هکتار از اراضی کشت شده (آبی یا دیم) در سطح جهان فقط در حدود ۱۴ درصد به برخی از انواع زهکشی مصنوعی مجهز شده ­اند (شکل(۱-۲)- الف.) در نتیجه، بخش­های وسیعی از اراضی کشاورزی موجود هنوز از زهکشی ناکافی یا شوری رنج می­برند. به عنوان مثال در نواحی خشک و نیمه خشک در حدود ۲۰ تا ۳۰ میلیون هکتار دارای محدودیت­های زهدار بودن و شوری زیاد خاک ناشی از آبیاری هستند(پذیرا، ۱۳۸۷).
عکس مرتبط با اقتصاد
برای تأمین غذای جمعیت در حال رشد جهان و دور کردن گرسنگی از جهان، نیاز به تولیدات غذایی در ۲۵ سال آتی دو برابر خواهد شد. بخش اعظمی از این افزایش از طریق سرمایه ­گذاری در اراضی در امر آبیاری و زهکشی در نواحی کشاورزی موجود تأمین خواهد شد (شکل(۱-۲)- ب). این سرمایه ­گذاری شامل احیای اراضی که در حال حاضر به تجهیزات آبیاری مجهز شده ­اند می­ شود که با بهره گرفتن از سیستم­های زهکشی زیرزمینی لوله­ای و بهبود مدیریت آب، صورت خواهد گرفت و می ­تواند با هزینه نسبتاً کمی، امکان بهره ­برداری از این اراضی در حدود پتانسیل تولید آنها را فراهم سازد. برای رسیدن به این هدف، برآوردها نشان می­دهد که بایستی در حداقل ۱۵-۱۰ میلیون هکتار زهکشی به انجام برسد(پذیرا، ۱۳۸۷).

شکل ۱- ۲زهکشی به عنوان یک بخش ضروری برای تولید مواد غذایی عمل میکند، الف: نواحی کشاورزی در سطح جهانی مجهز شده با، یا بدون آبیاری یا زهکشی ب: تولیدات زراعی حاصل از اراضی کشاورزی با یا بدون شبکه های زهکشی و آبیاری در سال ۲۰۰۰ و ۲۰۲۵ (براساس آمار ICID ،۲۰۰۳).
۱-۳-انواع روش­های زهکشی
در مناطق مرطوب هدف اولیه از زهکشی کشاورزی پایین آوردن سطح ایستابی از ناحیه توسعه ریشه­ها است تا تهویه کافی پس از بارندگی و آبیاری فراهم شود. دومین هدف، فراهم آوردن امکان دسترسی به مزرعه و تردد در آن برای کاشت و برداشت به موقع است. تحت این شرایط سیستم­های زهکشی روباز بیشتر معمول هستند، اما عملیات کشاورزی در بیشتر حالات ترکیب آن با زهکشی زیرزمینی را برای پایین آوردن سریع سطح آب زیرزمینی بعد از بارندگی یا در پایان فصل بارندگی ضروری می­سازد. در نواحی خشک و نیمه خشک، هدف اولیه از زهکشی کشاورزی، دفع نمک­های تجمع یافته در ناحیه توسعه ریشه­ها و کنترل شوری ثانویه با پایین آوردن سطح آب زیرزمینی می­باشد. این اهداف می ­تواند هم با زهکش لوله­ای و هم روباز بدست آید. اما در بیشتر موارد زهکشی لوله­ای راه حل عملی­تری است(پذیرا ۱۳۸۷).
سیستم­های زهکشی بر دو نوع شبکه اصلی و زهکش­های مزرعه هستند. سیستم زهکشی مزرعه سطح آب زیرزمینی را در مزرعه کنترل می­ کند و آب مازاد حاصل از آبیاری و بارندگی را خارج می­ کند. سیستم­های زهکشی اصلی آب را به خروجی حوضه هدایت می­ کنند. سیستم­های زهکشی مزرعه هم می­توانند شبکه زهکشی سطحی باشند و هم زیرزمینی که سیستم­های زهکشی سطحی زمانی­که جریان­های سطحی یا آب ماندگی در سطح خاک اتفاق می­افتد به کاربرده می­ شود (شکل(۱-۱)- الف.( سیستم­های زهکشی زیرزمینی معمولاً زمانی­که مشکلاتی از نظر سطح آب زیرزمینی خیلی کم عمق یا شوری ثانویه وجود دارد به کار برده می­ شود (شکل(۱-۱)- پ):
زهکشی زیرزمینی به صورت چهار نوع زیر احداث می­شوند ( شکل(۱-۳)) :

زهکشی با چاه (زهکشی عمودی)

زهکشی مول (زهکشی افقی)

زهکشی روباز (زهکشی افقی، نهر زهکشی نیز نامیده می­ شود)

زهکشی لوله­ای (زهکشی افقی و زهکشی تنبوشه­ای هم نامیده می­ شود)

۱-۳-۱-زهکشی بوسیله چاه
زهکشی بوسیله چاه شامل شبکه­ ای از چاه­ها برای پایین آوردن سطح ایستابی می­باشد. همچنین در این روش امکاناتی برای پمپ و زهکشی سطحی به منظور دفع آب پمپاژ شده مورد نیاز است. این روش در نواحی با نفوذپذیری بالا و آب زیرزمینی بدون شوری که می ­تواند مجدداً برای آبیاری استفاده شود، به کار می­رود. این روش به عملیات بهره ­برداری و نگهداری منظم و فشرده و منبع قدرت الکتریکی یا دیزلی به صورت مستمر نیاز دارد.
۱-۳-۲-زهکشی به روش مول
زهکشی مول یا لانه موشی عبارت از یک مجرای پوشش نشده زیرزمینی است که با کشیدن یک شیء صلب که معمولاً یک استوانه به شکل گوه در انتها است، در داخل خاک در شیب و عمق مناسب، بدون حفر ترانشه ایجاد می­ شود. زهکشی مول فقط تحت شرایط خیلی خاص به خصوص در خاک­های رسی پایدار به کار می­رود. در زهکشی مول اثر تخلیه سریع آب مازاد از لایه ­های سطحی بیشتر از کنترل سطح ایستابی به تنهایی مورد نظر است. زهکش­های مول دارای عمر مفید در حد فقط چند سال هستند و می­بایست متناوباً بازسازی شوند.
۱-۳-۳-شبکه زهکشی روباز
زهکش روباز عبارت از کانالی است که هم جریانات سطحی و هم زیرزمینی را به صورت روباز هدایت می کند. زهکش­های روباز وظیفه زهکشی سطحی و زیرزمینی را بطور توأم به انجام می­رسانند. مهمترین معایب شبکه زهکشی روباز عبارتند از:

تلفات زمین ۲- تداخل با شبکه آبیاری ۳-تقسیم کردن اراضی به واحدهای کوچک ۴- مزاحمت برای عملیات زراعی (مکانیزه) و ۵-نیاز به نگهداری دایمی

۱-۳-۴- شبکه زهکشی لوله­ای
زهکش لوله­ای عبارت از لوله مدفونی است (بدون توجه به جنس، اندازه و شکل آن) که آب زیرزمینی اضافی را برای کنترل سطح ایستابی در یک عمق مناسب منتقل می­ کند. سیستم­های زهکشی لوله­ای در لایه زیرین خاک (معمولا در عمق بیش از ۷/۰ متر) نصب می­ شود. بنابراین مزیت آن عدم تداخل با عملیات زراعی بوده و اراضی می­توانند در بالای زهکش کشت شوند. در این روش تلفات اراضی وجود نداشته و چنانچه سیستم­ها به طور صحیح ساخته شوند، نیازهای نگهداری حداقل خواهند بود. چنانچه رواناب سطحی ایجاد شوند، به زهکش­های روباز کم­عمق نیز علاوه بر زهکش­های زیرزمینی نیاز خواهد بود(اکرم،۱۳۸۱).

شکل ۱- ۳روش های چهارگانه زهکشی، شامل الف: زهکشی با چاه، ب: زهکشی لانه موشی، پ: زهکشی روباز، ت: زهکشی لوله ای
سیستم­های زهکشی لوله­ای زیرزمینی به صورت دو نوع زیر احداث می­شوند:

شبکه­ های منفرد و ۲- شبکه­ های مرکب

در سیستم­های زهکشی لوله­ای منفرد، زهکش­های مزرعه، لوله­های زیرزمینی هستند که به داخل زهکش­های جمع کننده روباز تخلیه می­شوند (شکل(۱-۴)- الف) درسیستم­های زهکشی لوله­ای مرکب، زهکش­های جمع کننده شامل لوله­های سوراخ­دار یا بسته هستند که به داخل یک زهکش اصلی روباز بطور ثقلی یا توسط پمپ تخلیه می­شوند. سیستم جمع­کننده به نوبه خود ممکن است ترکیبی از جمع­کننده­ های فرعی و یک جمع­کننده اصلی باشد (شکل(۱-۴)- ب).

شکل ۱- ۴انواع زهکش های لوله ای الف: شبکه منفرد( مانند هلند) ب: شبکه مرکب ( مانند مصر)
۱-۴- زهکشی در اراضی شالیزاری
اهداف زهکشی در اراضی شالیزاری شامل فراهم کردن شرایط برای آماده ­سازی زمین، استقرار گیاه، آماده ­سازی زمین برای برداشت، مقابله با مواد سمی تولید شده در اثر شرایط احیایی خاک (مسمومیت آهن، کمبود روی و…)، جذب بهتر مواد غذایی، جلوگیری از استغراق بیش از حد در هنگام بارندگی، توسعه کشت دوم، آماده کردن شرایط رطوبتی خاک برای حرکت ماشین­آلات در مرحله شخم و برداشت، تهویه خاک، بهبود شرایط فیزیکی خاک، فراهم کردن شرایط برای جوانه­زنی در کشت مستقیم و… می­باشد.
بارندگی زیاد در نیمه دوم سال در مناطق شالیکاری، سنگینی بافت خاک، ضریب آبگذری و نفوذپذیری کم، فقدان ساختمان و چسبندگی خاک­ها، ایجاد گلخرابی به عنوان شخم، ایجاد لایه هاردپن در عمق کم، شیب کم و نامناسب بودن زهکشی طبیعی از مختصات اراضی شالیزاری شمال کشور می­باشد. در سایر مناطق شالیکاری نیز بجز بارندگی سایر مختصات تقریبا مشابه می­باشند. بدیهی است که از دیدگاه زهکشی این خصوصیات خاکی موجب کم شدن شدید فاصله زهکش­ها و افزایش شدید هزینه خواهد گردید .در عین حال اجرای زهکش در شرایط خاک­های مرطوب و چسبنده بسیار مشکل و هزینه­برخواهد بود. همچنین وجود سخت لایه در عمق کم (حدود۳۰ سانتی­متر( موجب جلوگیری از نفوذ آب به لایه ­های پایین­تر خواهد شد که طبعاً حرکت آب در پروفیل خاک به سمت زهکش­ها را با اشکال مواجه خواهد ساخت(اکرم،۱۳۸۱).
اما مهمترین ویژگی این اراضی را می­توان نیاز به غرقابی و یا حالت­های نزدیک به اشباع در دوره کشت برنج برشمرد. به سخن دیگر، در دوره­ای از سال (بخشی از زمان کشت شالی ) خروج آب از سطح زمین و پروفیل خاک مطلوب نمی ­باشد. بنابراین سیستم زهکشی باید بتواند با این وضعیت (که ظاهرا متناقض است( سازگار باشد .این امر با مد نظر قرار دادن اهداف مختلف زهکشی و نحوه مدیریت زراعی برنج میسر خواهد بود. به دلیل مساعد بودن شرایط آب و هوایی، مناسب بودن بستر(کشت شالیزار) و نیروی کار فراوان در استان­های شمالی کشور، امکان کشت محصولات فصل خنک، خصوصا سبزیجات میسر می­باشد. از آنجایی که میزان بارندگی در نیمه دوم سال بالا بوده و به تبع آن عمق سطح ایستابی کم خواهد شد که برای اکثر محصولات مضر می­باشد لذا تجهیز این اراضی به سیستم زهکشی زیرزمینی ضروری می­باشد. (اکرم،۱۳۸۱).
انتخاب نوع سیستم زهکشی سطحی یا زیرزمینی با توجه به موارد فوق­الذکر بستگی به امکانات اقتصادی و فنی دارد. بدین دلیل سیستم­های زیرزمینی حتی در آن دسته از اراضی که طرح تجهیز و نوسازی در آنها انجام می­گیرد، تاکنون مورد توجه واقع نشده است. اما زهکشی سطحی به دلیل هزینه پایین­تر و نیاز به امکانات اجرایی ساده­تر بخصوص برای مقابله با بارندگی­های شدید از ابتدا مورد توجه کشاورزان بوده است. بخصوص در طرح­های تجهیز و نوسازی احداث آن در انتهای کرت­ها از قسمت ­های مهم هر طرح می باشد(اکرم،۱۳۸۱).
۱-۵ نیاز زهکشی اراضی شالیزاری
۱-۵-۱- زهکشی شالیزار در اواسط فصل رشد برنج
زهکشی شالیزارها به مدت ۷ تا ۱۰ روز در پایان دوره پنجه زنی و ابتدای رشد زایشی، اثرات مطلوبی بر افزایش عملکرد این محصول دارد. این عمل اجازه می­دهد تا زمین خشک شده و ترک­های مویی در سطح زمین ایجاد گردد. در این فرایند، ضمن تهویه خاک، سموم جمع شده (مانند سولفید هیدروژن) در منطقه توسعه ریشه گیاه برنج نیز از محیط خارج می­گردد. شکل(۱-۵) زمان­هایی که خاک­های شالیزاری به زهکشی نیاز دارند را نشان می­دهد.