بررسی 10 مرحله برای طراحی سیستم زهکشی

طراحی سیستم زهکشی پیچیدگی‌های خودش را دارد. اما با رعایت یک سری از اصول می‌توانید آن را برای خود ساده کنید. اگرچه که چنین سیستمهایی از قدیم الایام در ساخت آثار تاریخی تمدنهای قدیم، قابل مشاهده هستند. ولی امروزه نقش بی بدیلی را برای تضمین خارج‌سازی آبهای مازاد، ساماندهی آبهای سطحی، زیرسازی جاده‌ها و چمنهای اماکن ورزشی-تفریحی، امور زراعی و… ایفا میکنند.

مقاله حاضر می‌تواند به‌عنوان راهنمای طراحی این سیستم‌ها مورد استفاده قرار بگیرد. با دنبال‌کردن ده‌مرحله‌ای که در ادامه با شما به اشتراک خواهیم گذاشت، فرایند طراحی سیستم زهکشی برای شما نسبتاً آسان خواهد بود. تا انتهای مقاله ما را دنبال کنید تا با مهم‌ترین نکات در این زمینه آشنا شوید و همچنین نحوه طراحی را به‌خوبی فرا بگیرید.

جامع‌ترین نکات به‌عنوان راهنمای طراحی سیستم مرتبط با زهکشی

قبل از اینکه طراحی سیستم مرتبط با زهکشی را شروع کنید، باید 4 نکته بسیار مهم را به‌خاطر بسپارید که شامل گزینه‌های زیر هستند:

• آب اضافی همواره در پایین‌ترین ارتفاع جمع می‌شود.
• همیشه فرایند زهکشی باید برای بدترین شرایط طراحی شود.
• جهت سرازیرشدن آب به سمت پایین است.
• به‌عنوان یکی از مهم‌ترین نکات در راهنمای طراحی سیستم زهکشی، باید بگوییم که بهتر است فضای گسترده‌ای را بدین منظور در نظر بگیرید. در واقع نقاط ایجادشده باید اندازه بزرگی داشته باشند تا کارایی نیز افزایش پیدا کند.

برای اینکه از طراحی سیستم مرتبط با زهکشی درک بهتری داشته باشید و راحت‌تر بتوانید مراحل را پشت سر بگذارید، پیشنهاد می‌کنیم به مثال زیر توجه داشته باشید:

پیمانکاری قصد دارد در حیاط‌خلوت خانه خود در آتلانتا، جورجیا یک سیستم زهکشی نصب کند. این حیاط‌خلوت تشکیل‌شده از سه محوطه مختلف است که شامل یک بستر باغچه، یک محوطه چمنزار و یک عرشه بتنی می‌شوند. هر کدام از این محوطه‌ها دارای مساحت مختلف هستند که در فهرست زیر می‌توانید آن‌ها را مشاهده کنید:

• مساحت بستر محوطه باغچه: 120 فوت مربع
• مساحت محوطه چمنزار: 480 فوت مربع
• مساحت عرشه بتنی: 800 فوت مربع

همچنین لازم به ذکر است از حیاط‌خلوت تا خیابان فاصله‌ 100 دقیقه‌ای به چشم می‌خورد. حالا به‌منظور طراحی یک سیستم زهکشی کارآمد باید مراحل مختلفی را پشت سر بگذارید که در ادامه به شرح آن‌ها خواهیم پرداخت.

محصول جدید: تریلی حمل اسید

بررسی مهم‌ترین نکات در زمینه سیستم زهکشی

تعیین سختی و شدت بارندگی محل مورد نظر

هر منطقه‌ای دارای شدت بارندگی متفاوتی است. در حال حاضر از جدول شماره 1.1 برای تعیین شدت بارندگی (I) ملک استفاده می‌شود. نکته مهمی که باید با شما به اشتراک بگذاریم این است جدولی که در این قسمت آورده شده، کاملاً ساده است؛ به همین علت اگر به دنبال داده‌های پیچیده‌تر هستید، می‌توانید از منابع موجود در وب بهره ببرید که شامل نقشه‌های بارندگی در 100 سال اخیر است.

جدول شماره 1.1

همان‌طور که مشاهده کردید، طراحی سیستم زهکشی در این مقاله برای آتلانتا، GA است؛ ازاین‌رو منطقه A مورد نظر است. یعنی در هر ساعت 5 اینچ بارندگی رخ می‌دهد.

محاسبه حداکثر جریان بالقوه رواناب برای هر منطقه

برای اینکه شبکه لوله‌های زهکشی به شکل صحیحی اندازه‌گیری شود، نیاز است در ابتدا حداکثر جریان رواناب هر منطقه را به‌صورت جداگانه محاسبه کرد. پرکاربردترین فرمولی که برای مناطق کمتر از 200 هکتار می‌توان به کار گرفت، شامل گزینه زیر می‌شود:

Q = اوج جریان رواناب (گالن در دقیقه)

C = ضریب رواناب

I = شدت بارندگی (اینچ در ساعت)

A = منطقه زهکشی (فوت مربع)

در مثالی که قصد داریم آن را بیان کنیم، مساحت (A) منطقه‌ای که باید زهکشی شود را از قبل به دست آورده‌ایم که بر اساس بخش بالا شامل 120، 480 و 800 فوت مربع هستند. در مرحله بعدی باید نسبت به تعیین ضریب رواناب (C) برای سطح هر منطقه که نیازمند زهکشی است، اقدام کرد. بدین منظور باید از جدول 2.1 استفاده کنید. براین‌اساس فهرست زیر به دست می‌آید:

• رواناب بستر باغچه: 45
• رواناب محوطه چمنزار: 35
• رواناب عرشه بتنی: 90

جدول 2.1

حالا به‌منظور محاسبه اوج جریان رواناب هر منطقه باید از فرمول استفاده کرد و به اعداد زیر دست پیدا کرد:

• اوج جریان رواناب محوطه باغچه: Q = (0.45 x 5.0 x 120) / 96 = 2.8 گالن در دقیقه
• اوج جریان رواناب محوطه چمنزار: Q = (0.35 x 5.0 x 480) / 96 = 8.8 گالن در دقیقه
• اوج جریان رواناب عرشه بتنی: Q = (0.90 x 5.0 x 800) / 96 = 37.5 گالن در دقیقه

اگر تمام اعداد محاسبه‌شده را با یکدیگر جمع کنیم، به مجموع حداکثر جریان رواناب منطقه خواهیم رسید که مقدار آن 49.1 گالن در دقیقه است.

فرمول‌های موردنظر برای محاسبه جریان رواناب

انتخاب تعداد مناطق زهکشی

در مقاله طراحی سیستم زهکشی قصد داریم به بررسی مرحله سوم بپردازیم. زمانی که می‌خواهید یک سیستم زهکشی طراحی کنید، باید به این موضوع توجه داشته باشید که از حداکثر ظرفیت جریان لوله زهکشی فراتر نرود. (این موضوع در جدول 3.1 نشان داده شده است.) در بیشتر پروژه‌های مسکونی و تجاری سبک باید از لوله‌هایی با اندازه 3، 4 و 6 اینچی بهره برده شود؛ زیرا این دست از لوله‌ها و اتصالات به‌راحتی در دسترس هستند و همچنین نصب آن‌ها نیز آسان است.

جدول 3.1

در مثالی که با شما به اشتراک گذاشتیم، مجموع جریان رواناب محاسبه شد که شامل 49.1 گالن در دقیقه بود. گاهی اوقات این امکان وجود دارد که از یک لوله 4 اینچی یا بزرگ‌تر بهره برده شود. همچنین امکان استفاده از دو لوله جداگانه 3 اینچی یا بزرگ‌تر با دو نقطه تخلیه متفاوت نیز وجود دارد.

در این منطقه از لوله 3 اینچی با دو نقطه تخلیه مستقل استفاده می‌کنیم؛ زیر نصب آن در مقایسه با لوله‌های 4 و 6 اینچی راحت‌تر و ارزان‌تر است. البته اگر در حال حاضر لوله 3 اینچی در دسترس نیست، مشکلی وجود ندارد و می‌توانید از لوله‌ها 4 و 6 اینچی نیز بهره ببرید.  

پیدا کردن موقعیت توری

در منطقه موردنظر باید به دنبال نقاط کم‌ارتفاعی باشید که آب اضافی در آنجا جمع می‌شود. این نقاط تبدیل به بخش آبگیر خواهند شد. هر کدام از بخش‌های باغچه، چمنزار و عرشه بتنی یک حوض یا آبگیر حساب می‌شوند. هرکدام از نواحی مذکور دارای یک لبه پایینی هستند. اگر در هر منطقه تعداد لبه‌ها از یک عدد فراتر رود، تبدیل به مکانی برای جمع‌آوری آب خواهد شد.

انتخاب توری تخت یا گنبدی؟

اگر مناطقی برای تردد عابر پیاده، ویلچر و یا خودروهای سبک باشند، در آن‌ صورت باید از توری‌های تخت بهره برد. توری‌های گنبدی در جاهایی که ترافیک عابر پیاده وجود ندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین مالچ‌پاشی، برگ و سایر زباله‌ها می‌توانند باعث مسدودشدن توری تخت شوند؛ ازاین‌رو در این مناطق نیز باید از توری‌های گنبدی بهره برد.

در مثال قبلی فرض را بر این می‌گیریم که بستر باغچه مالچ‌پاشی شده است و همین موضوع امکان وجود برگ را افزایش می‌دهد؛ ازاین‌رو توری گنبدی مناسب است. در محوطه چمنزار نیز به توری تخت نیاز است؛ زیرا با کمک ماشین‌های چمن‌زنی آن بخش تمیز شده است. همچنین در سطح عرشه بتنی نیز باید از توری‌های تخت استفاده کرد.

انتخاب اندازه مناسب برای توری هر ناحیه

در طراحی سیستم زهکشی به‌اندازه توری نیاز است. برای به‌دست‌آوردن اندازه مناسب توری هر ناحیه، باید حداکثر جریان رواناب از هر منطقه را بر تعداد مکان‌های توری در آن منطقه تقسیم کنید. از این طریق می‌توانید متوجه شوید هر توری و شبکه چه میزان از جریان را می‌تواند تحمل کند. بعد از محاسبه می‌توانید از جدول 6.1 به‌منظور انتخاب توری‌های مورد نظر بهره ببرید:

جدول 6.1

اگر بستر ما باغچه‌ای با حداکثر جریان رواناب 2.8 گالن بر دقیقه باشد، یک توری گنبدی 3 اینچی را انتخاب می‌کنیم که حداکثر سرعت آن برابر با 12 گالن بر دقیقه است. بستر چمنزار نیز حداکثر جریان رواناب 8.8 گالن بر دقیقه دارد و بهترین انتخاب توری تخت 6 اینچی گرد است. برای بستر عرشه بتنی با حداکثر جریان رواناب 16 گالن بر دقیقه نیز انتخاب ما توری تخت 9 اینچی است. حداکثر سرعت جریان در بستر چمن و عرشه بتنی به ترتیب 37.5 و 50 گالن بر دقیقه است.

همان‌طور که در راهنمای طراحی سیستم زهکشی بیان کردیم، از لوله‌های 3 اینچی استفاده می‌کنیم که این لوله‌ها دارای توری‌های مختلف با اندازه‌های متفاوت هستند. برای توری‌های 3 یا 4 اینچی حوضه‌ای وجود ندارد؛ زیرا اتصال آن‌ها مستقیماً به خود لوله کاروگیت یا پلی اتیلن زهکشی است. با افزایش مساحت بستر، اندازه توری‌ها نیز باید بیشتر شوند. به‌عنوان‌مثال اگر توری مورد استفاده 3 اینچی است، باید آن را ارتقا دهید. اگر قصد تغییر اندازه 3 اینچ را ندارید، پیشنهاد می‌شود از دو نوع توری گنبدی‌شکل در مجاورت یکدیگر بهره ببرید.

محصول پیشنهادی: مخزن گالوانیزه

انتخاب رنگ توری

باتوجه‌به بستر، رنگ توری سیستم زهکشی می‌تواند متفاوت باشد. رایج‌ترین رنگ توری به‌منظور استفاده در چمنزارها، سبز است. چنانچه بستر بتنی باشد، ایده‌آل‌ترین رنگ ممکن خاکستری خواهد بود. در مناطق و بسترهای دیگر نیز انتخاب رنگ‌ها بر اساس اولویت‌های شخصی انجام خواهد شد. از سایر رنگ‌های توری می‌توانیم به سیاه و شنی اشاره کنیم.

رنگ مناسب توری باید انتخاب شود

تصمیم مبنی بر انتخاب تغییر مسیر آب

برای تغییر مسیر آبی که در توری‌ها و لوله‌ها جمع شده‌اند، راه‌حل‌های مختلفی به چشم می‌خورد. حاشیه خیابان یا نقطه‌ای در همان محوطه، می‌توانند انتخاب‌های مناسبی برای مدیریت حجم آب تخلیه‌شده باشند. ما در این پروژه آب اضافی را به سمت حاشیه خیابان انتقال می‌دهیم. جریان آب تنها باید در قسمت سرازیری باشد. حتی وجود یک قسمت کوچک سربالایی باعث عدم تخلیه صحیح می‌شود.

مسافتی که آب رواناب باید طی کند، 100 فوت است. ازاین‌رو افت ارتفاع از هر شبکه تا نقطه تخلیه باید حداقل 2 یا حداکثر 24 اینچ باشد. برای به‌دست‌آوردن حداقل شیب مورد نیاز منطقه زهکشی‌شده به توپوگرافی طبیعی نیاز است. درغیر این صورت باید گودالی با حداقل شیب حفر کنید و از ترکیب:

• حوضچه‌هایی با مقطع عرضی کم و
• آبگیر،

بهره ببرید. همچنین برای اینکه از قرارگرفتن توری‌ها در بهترین سطح مطمئن شوید، به یک/یا چند خیزپله نیاز خواهید داشت.

طراحی توری و شبکه لوله‌کشی

برای طراحی توری یا شبکه لوله‌کشی 3 اینچی در بسترهای چمنزار و باغچه، دو گزینه مختلف وجود دارند. لوله‌کشی توری‌‌ها می‌تواند به‌صورت خطی یا با کمک دو لوله مجزای زهکشی 3 اینچی انجام شود. بدین منظور به این لوله یک لوله تخلیه 3 اینچی نیز متصل خواهد شد. لوله‌های زهکشی سطوح بتنی نیز 3 اینچی هستند که امتداد آن تا نقطه تخلیه است.

نکته: باتوجه به نوع سیستم زهکشی و کاربری مورد نظر، میتوان از تجهیزاتی همانند ژئوتکستایل، زئوممبران و… در امور زهکش بهره برد.

انتخاب دستگاه برای تخلیه نهایی رواناب زهکشی شده

در مقاله راهنمای طراحی سیستم زهکشی به آخرین مرحله می‌رسیم. برش قسمت انتهایی لوله‌های زهکشی باید همسطح با حاشیه خیابان انجام شود؛ بنابراین می‌توانیم این‌طور بیان کنیم که به قطعات اضافی نیازی نخواهد بود. البته در بسیاری از مواقع نیز لوله‌های زهکشی به داخل ملک مورد نظر ختم می‌شود؛ به همین علت به‌منظور جلوگیری از ورود زباله یا جوندگان باید آن را بسته نگه داشت که استفاده از توری انتخاب مناسبی است.

تخلیه نهایی باید انجام شود

سخن آخر در مورد طراحی سیستم زهکشی

در این مطلب سعی کردیم به بررسی نکاتی بپردازیم در طراحی بسترهای زهکشی بسیار کارآمد هستند. به‌طورکلی به‌منظور طراحی سیستم زهکشی، ده مرحله مختلف وجود دارند که با دنبال‌کردن آن‌ها می‌توانید با فرایند انجام کار آشنا شوید. برای زهکشی باتوجه‌به نوع بستر به لوله‌ها و توری‌های مختلف نیاز خواهد بود که سعی کردیم به صورت جامع آن‌ها را در قالب یک جدول با شما به اشتراک بگذاریم. اگر سؤالات بیشتری ذهن شما را درگیر کرده‌اند، می‌توانید آن‌ها را از کارشناسان مربوطه جویا شوید.

نکته: سیستمهای زهکش برای انواع محیط ها و کاربریها اجرا میشود. یعنی چه در کاربریهای خدماتی و رفاهی و مسکونی و چه در محیطهای صنعتی (فضاهایی با مصرف آب بالا، گردش بالای جریان سیال، استقرار مخازن غول پیکر همانند مخزن اسید و مخازن استیل و pe مرتفع) باشد، بایستی برای جمع آوری و تخلیه آبها فکری شود.