در نقاط مختلف جهان، به ویژه کشورهای اروپایی نظیر هلند، به دلیل شرایط اقلیمی و جغرافیایی، زهکشی، به خصوص زهکشی زیرزمینی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است؛ چراکه اگر آب‌های ناشی از بارندگی‌ها جمع‌آوری نشده باشند و سطح آب پایین نیاید، اراضی به زیر آب فرو خواهند رفت. علاوه‌بر این موضوع، کمبود آب و اهمیت بالای حفاظت از منابع آب موجود و استفاده صحیح از آب‌های در دسترس در راه تولید غذای مورد نیاز افراد و متناسب با جمعیت، از اهمیت بالایی برخوردار است.
علاوه‌بر ذخیره منابع آبی، زهکشی از منظر آسیب نرسیدن به اراضی کشاورزی نیز حائز اهمیت است. زهکشی در زمین‌های کشاورزی برای خارج نمودن آب و املاح باقی مانده برای جلوگیری از وارد شدن زیان در مزارع کشاورزی، باغ ها و غیره می باشد. با توجه به پیشرفت‌هایی که در طی سالیان اخیر در زمینه خاک و گیاهان رخ داده است، برنامه‌ریزی و طراحی سیستم‌های زهکشی به علت متغیر بودن خاک طبیعی همچنان دقیق نخوهد بود اما استفاده از یکسری اصول اولیه و اساسی، برنامه ریزی برای اجرا این عمل را آسان‌تر خواهد کرد. به‌طور کلی زهکشی به‌عنوان یکی از ضرروی‌ترین عوامل موثر در حفظ و بهبود یافتن عملکرد در واحد سطح و برای توسعه پایدار در آبیاری و عامل مهمی در راه حفاظت از منابع خاک است. در ادامه این مقاله نکات مهم و اساسی که در پیاده سازی یک سیستم زهکشی زیر سطحی بروز و کارآمد استفاده خواهد شد، مورد بررسی قرار می‌دهیم.
محل قرار گیری سیستم زهکشی
بطور کلی سیستم های زهکشی زیر سطحی شامل بر شبکه ای از لوله های زهکشی‌اند که در عمق 1 تا 2 متری سطح زمین نصب شده‌اند و این شبکه باعث خواهد شد که سطح ایستابی تا زیر منطقه توسعه ریشه‌ها پایین آورده خواهد شد و پتانسیل آب در لوله‌های زهکشی صفر اعلام شده است، پس تمام آب‌هایی که از نظر ارتفاع بالاتر از سطح آب در لوله زهکش می‌باشند، دارای پتانسیل بالاتری بوده و یک طرف زهکش‌ها جریان پیدا خواهد کرد.
در این سیستم با انتخاب و طراحی فواصل و عمق زهکش ها قادر هستید که سطح ایستایی را تا عمق مورد نظر پایین بیاوردید و اگر نفوذ اب با مانعی برخورد نکند و رطوبت خاک در بالای لوله زهکش تا حد ظرفیت مزرعه تخلیه شده باشد، این امکان وجود دارد که زهکش‌های مزرعه لوله‌هایی طراحی شده باشند که در زمین نصب شده‌اند و یا طراحی آنها شبیه یه کانال‌های عمیق روباز باشد، که نوع زه اول را زهکش‌های سرپوشیده و نوع زه دوم را زهکش های روباز نامیده‌اند.
سطح ایستایی را با پمپ هم می‌توان پایین آورد،که این نوع زهکشی را زهکشی عمودی نامیده‌اند، برخلاف روش اول که زهکشی افقی خوانده می‌شود؛ در اراضی آبی، بسته به شرایط محلی این امکان وجود دارد که هم از زهکشی افقی و هم از زهکشی عمودی استفاده شود، اما در اراضی دیم فقط از زهکشی افقی استفاده خواهد شد.
سیستم زهکشی زیر سطحی به شکل کانال روباز عمیق تا عمق نزدیک 2 متر و یا لوله‌گذاری زیرزمینی است. زهکشی زیر سطحی بصورت عمودی می‌توانند طراحی شده باشد که لوله های زهکش زیر زمینی بصورت قطعه قطعه‌اند که یا یه شکل ساده است و یا شکل نرومادگی.
ضریب زهکشی موضوعی، بحث برانگیز
ﺿﺮﻳﺐ زﻫﻜﺸﻲ ﻣﻴﺰان آب اﺿﺎﻓﻲ در نظر گرفته شده است ﻛﻪ در ﻣـﺪت زﻣـﺎنی مشخص از ﻧﺎﺣﻴﻪ ﺗﻮﺳﻌﻪ رﻳﺸﻪ ﮔﻴﺎه ﺧﺎرج ﺷﺪه و ﺑﻪ ﺳﻔﺮه آب زﻳﺮزﻣﻴنی وارد می‌شود. ضریب زهکشی تاثیر چشم‌گیری در ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ مقدار ﻓﺎﺻﻠﻪ زهکش زیر زمینی و قطر لوله‌های سیستم زهکشی زیر سطحی خواهد داشت.
ایده‌آل ترین روش تعیین ضریب زهکشی زیر سطحی، استفاده کردن از مزارع آزمایشی و اجرای طرح های نمونه و یا حتی اندازه گیری زه آب خروجی سیستم‌های زهکشی در مناطقی که برای کشت مشابه است. در مواقعی که مزارع آزمایشی و اطلاعات واقعی در دسترس ما قرار نداشته باشد، ضریب زهکشی محاسبه خواهد شد.
واحد اندازه گیری ضریب زهکشی زیرزمینی برطبق میلی متر، سانتی متر و یا متر محابه خواهد شد. برای محاسبه ضریب زهکشی در زهکش‌های زیر زمینی روش‌های متفاوتی وجود دارد اما بهترین راهنما برای محاسبه و تعیین ضریب زهکشی، اندازه گیری میزان تخلیه از مزرعه است.
زهکشی در جریان ماندگار و غیرماندگار
شدت تخلیه در طرح های زهکشی زیر سطحی برای جریان ماندگار و غیرماندگار مشخص خواهد شد پس در حالت جریان ماندگار فرض ما بر این موضوع است که جریان آبی که از درون نیمرخ خاک عبور کرده، مقدار ثابتی داشته و مقدار تغذیه مساوی مقدار تخلیه در نظر گرفته خواهد شد.
در حالت ماندگار سطح ایستایی با گذشت زمان تغییر نخواهد کرد. در جریان غیرماندگار کلیه عوامل نسبت به زمان متغیر خواهد بود و شدت تخلیه آب بر طبق شدت تغذیه آب زیرزمینی در فاصله آبیاری یا بارندگی و خیز سطح ایستابی ناشی از آن محابه خواهد شد.
در جریان غیرماندگار آب شدت تخلیه مورد نیاز باید با بررسی اثر هر نوع تغذیه بر نوسان سطح ایستایی در فصل آبیاری و محاسبه عمق سطح ایستابی در شروع کار و انتهای این فصل و همچنین بررسی تغییرات سطح ایستایی در دوره‌های طولانی تر چند ساله در نظر گرفته و مشخص شود.
شدت تخلیه در جریان ماندگار یا ضریب زهکشی به عوامل متفاوتی همچون بافت و ساختمان خاک، نوع کشت، محدوده توسعه ریشه گیاه، میزان آبیاری، فاصله آبیاری، شیب مزرعه، عمق زهکش، عمق لایه محدود‌کننده، شوری آب و خاک، نشت آب زیرزمینی از بالادست، نشت از آبراهه ها بستگی خواهد داشت که بسیاری از این عوامل به مدیریت آبیاری و برخی از آنها به موقعیت زهکش وابسته خواهد بود.
در مناطقی که دارای آب و هوای خشک و نیمه خشک هستند، که بارندگی در این مناطق اغلب ماه های فصلبسیار کم بوده و کشاورزی به آبیاری آن وابسته است، بارندگی به ندرت موجب تغذیه آب‌های زیرزمینی خواهد شد.
مزیت استفاده از سیستم زهکشی
همان‌طور که اشاره کردیم، استفاده از سیستم‌های زهکشی زیر سطحی، برای خاک، کشاورزی و ذخیره‌ی منابع آبی، حائز اهمیت است. از مهم‌ترین دلایل استفاده از زهکشی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- هوادهی مناسب خاک
- جلوگیری از فرسایش یافتن خاک
- استفاده از آب زهکشی در فصوب گرم و خشک
- کاهش یافتن خطرات ریزش زمین در دامنه تپه‌ها
- جلوگیری کردن از تجمع نمک ها در ناحیه ریشه گیاه
- زهکشی زیرسطحی چیست؟
- مزیت استفاده از زهکشی زیر سطحی چیست؟
- زهکش سر پوشیده و زهکش روباز چیست؟
