کانالت کانال پیش ساخته بتنی با مقطع نیم بیضی و یا نیم دایره

کانال پیش‌ساخته بتنی با مقطع نیم بیضی و نیم دایره

مهندسی انتقال آب از دیرباز موردتوجه بوده و در تمدن‌های ایران باستان، مصر، چین، هند و یونان نمونه‌هایی از شاهکارهای مهندسی درزمینهٔ انتقال آب دیده می‌شود. پیشینیان ما در عهد باستان، نام‌آور بهره‌برداری آگاهانه از منابع آب، کشاورزی و آبیاری پیشرفته در عصر خود بوده‌اند که آثار بسیاری از آن‌ها مانند قنات، بند، مقسم و غیره هنوز در سراسر کشور به‌ویژه در استان‌های خوزستان، فارس و اصفهان مورد بهره‌برداری است.

جهت دستیابی به راندمان مطلوب آبیاری، علاوه بر طراحی و پیاده‌سازی شیوه صحیح آبیاری در مزرعه، انتخاب روش مناسب انتقال و توزیع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. شبکه آبیاری مجموعه تأسیساتی هستند که برای انتقال و توزیع آب احداث می‌شوند و به دو دسته شبکه اصلی (برای انتقال و توزیع آب تا ابتدای مزارع) و شبکه‌های فرعی (جهت توزیع آبداخل مزارع) تقسیم می‌شوند. شبکه‌های آبیاری به دو شکل شبکه لوله‌های توزیع و شبکه کانال‌های روباز ساخته می‌شوند. شبکه‌های روباز ازنظر اجرا به دو صورت کانال‌های درجا و کانال‌های پیش‌ساخته که از مهم‌ترین شکل‌های انتقال و توزیع آب می‌باشند.

- مقطع ذوزنقه‌ای که متداول‌ترین نوع مقطع است. عمدتاً برای کانال‌های درجه ۱ و ۲ به کار می‌رود؛ مقطع مستطیل در موارد خاص (نظیر ناو زمینی و ناو پایه‌دار) برای کانال‌های درجه ۱ و ۲ استفاده می‌شود؛ مقطع نیم‌دایره و نیم بیضی معمولاً برای کانال‌های درجه ۲ و ۳ بکار برده می‌شود؛ مقطع مثلثی تنها در شرایط خاص و برای کانال‌های درجه ۳ و ۴ می‌تواند مورداستفاده قرار گیرد.

عواملی چون جنس خاک، شیب زمین، دمای هوا، قیمت اراضی، محدودیت زمین، مشکلات اجرایی، اقتصاد پروژه و… می‌تواند در انتخاب نوع شبکه روباز مؤثر باشد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که در اغلب موارد اجرای مقطع پیش‌ساخته نیم بیضی و نیم‌دایره برای کانال‌های درجه ۳ نسبت به مقاطع ذوزنقه مناسب‌تر و ازنظر اقتصادی به‌صرفه‌تر می‌باشد، بنابراین در استفاده از کانال‌های روباز برای اجرای طرح‌های عمرانی و شبکه فرعی، گزینه پیشنهادی استفاده از کانال‌های بتنی با مقطع نیم بیضی یا نیم دایره یا به اصطلاح کانالت (Prefabricated canal ) است.

اجزای کانال‌های درجه ۳ با مقطع نیم بیضی

Prefabricated canals

نتانیل پی ترنر را می‌توان بنیان‌گذار طراحی و ساخت کانال‌های هوایی انتقال آب دانست. ساختار اصلی کانال ایجادشده توسط ترنر از چوب و مصالح معدنی مانند شن و ماسه تشکیل شده بود و از میله‌های فولادی دست‌ساز برای اتصال قطعات چوبی استفاده کرده بود. وی با طراحی و احداث ۱۰ مایل کانال با ۱۷ درصد شیب، در مدت سه سال (از ۱۸۸۹ تا ۱۸۹۱ میلادی) توانست آب رودخانه سن میگوئل را به یک معدن که اختلاف ارتفاع ۹۰ فوتی باهم داشتند انتقال دهد. هم‌اکنون بقایای این طرح در حاشیه جاده لانگ پارک در ایالت کلرادو قابل‌رؤیت است. با رشد چشمگیر علم در قرن بیستم و ابداع مصالح و روش‌های نوین، فرایند ساخت کانال‌های هوایی دچار تغییراتی شد. از بتن مسلح به‌جای چوب به‌عنوان مصالح ساخت کانال‌ها استفاده شد و به‌واسطه تغییر ماده اصلی، روش ساخت کانال‌ها نیز تغییر پیدا کرد و با گذر زمان و توسعه کارخانه‌های تولید قطعات پیش‌ساخته، کانالت‌ها به شکل صنعتی و پیش‌ساخته تولید شد. احداث کانال‌های پیش‌ساخته بتنی در شبکه‌های فرعی آبیاری بیش از سه دهه است که در کشورمان رواج یافته‌است. ساخت شبکه‌های پیش‌ساخته دشت فومنات در گیلان، دشت مغان در آذربایجان شرقی و دشت‌های بهبهان، عقیلی گتوند و سبیلی دزفول در استان خوزستان نمونه‌هایی از آن می‌باشد. اجرای پروژه‌های شبکه آبیاری در کشور ما سابقه‌ای ۵۰ ساله دارد که در آن کانال‌های بتنی از سال ۱۳۴۰ و کانال‌های بتنی پیش‌ساخته از سال ۱۳۶۵ و پس از بازدید هیئت ایرانی از آبیاری مزارع ذرت در استان عثمانیه ترکیه مورداستفاده قرارگرفته است.

در اجرای طرح‌های عمرانی نظیر شبکه‌های آبیاری و زهکشی بین جنبه‌های مختلف فنی، اقتصادی و اجتماعی ارتباط تنگاتنگی وجود دارد به‌گونه‌ای که تصمیم‌گیری در یک بخش، جنبه‌های دیگر را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. اساسی‌ترین محور طراحی کانال‌های آب، انتقال آب از محل استحصال تا مصرف، با حداقل تلفات و کمترین هزینه ساخت و بهره‌برداری می‌باشد و در آن، انتخاب جنس و نوع کانال از مواردی است که می‌تواند تأثیر مستقیم و بسزایی در تشدید یا کاهش مشکلات اجرایی و بهره‌برداری در شبکه‌های آبیاری داشته باشد.

مشکلات اجرایی ساخت و بهره‌برداری از کانال‌های فرعی درجا (با مقطع ذوزنقه‌ای شکل و با پوشش بتنی) بخصوص در مناطق با خاک‌های مسئله‌دار و دشت‌هایی که در آن‌ها تهیه خاک مناسب بسیار مشکل است ضرورت به‌کارگیری روشی جایگزین را مطرح کرده‌است. یکی از گزینه‌های جایگزین، استفاده از کانال‌های بتنی پیش‌ساخته یا کانالت می‌باشد. در این سیستم کانالت‌های بتنی پیش‌ساخته با مقطع نیم بیضی به‌صورت هوایی اجرا می‌شود و در مواقعی که شرایط محیطی باعث محدودیت در ساخت کانال‌های بتنی به‌صورت پوشش درجا می‌گردد (مانند سرما و گرمای شدید، شرایط نامساعد خاک همچنین محدودیت‌های زمانی کار در محل اجرای شبکه‌های آبیاری و …)، مورداستفاده قرار می‌گیرد. ازلحاظ اصول هیدرولیکی و محاسباتی بهترین سطح مقطع برای احداث کانال‌های آبیاری، سطح مقطع دایره‌ای و بیضی‌شکل مورداستفاده در کانالت است که به ازای مساحت ثابت دارای کمترین محیط خیس شده می‌باشد که بخصوص در مناطق گرم باعث کاهش تبخیر می‌شود. نشت آب و باتلاقی شدن زمین‌های مجاور کانال، شکسته شدن کانال‌ها توسط کشاورزان، کم بودن ظرفیت آزاد کانال‌ها و سرریز آب از اطراف آن، کنده شدن لاستیک‌های آب‌بندی قطعات کانال توسط کشاورزان و نیاز به وسایل و ماشین‌آلات خاص برای نگهداری می‌تواند از معایب استفاده از این نوع کانال‌ها باشد. مهم‌ترین مزایا، محدودیت‌ها و معایب استفاده از کانال پیش‌ساخته بتنی به شرح زیر می‌باشد.

مزایای و معایب استفاده از کانال‌های پیش‌ساخته

منابع قرضه خاک و عملیات خاکی

اجرای کانال درجا نیازمند عملیات خاکی (و متعاقباً آن استفاده از انواع ماشین‌آلات سنگین خاکی) و معدن قرضه خاک می‌باشد درحالی‌که اجرای کانالت، به دلیل انجام حداقل عملیات خاکی، کمترین دخل و تصرف را در محیط‌زیست داشته، نیازمند عملیات سنگین خاکی نیست و به معدن و هزینه تهیه خاک (و از بین بردن اراضی کشاورزی به‌عنوان قرضه) نیاز ندارد.

مستقل بودن از توپوگرافی زمین

با توجه به این‌که کانال‌ها بر روی پایه نصب می‌شوند و ارتفاع پایه‌ها نیز ممکن است متغیر باشد، اجرای این نوع کانال‌ها اغلب مستقل از عوارض اراضی موجود در واحدهای آبیاری است و با شیب مناسبی می‌توان نسبت به طرح و اجرای آن‌ها حتی قبل از تسطیح اراضی اقدام کرد.

قابلیت برداشت آب با سیفون

آبگیری از کانال‌های پیش‌ساخته توسط سیفون به‌اندازه‌ای آسان است که آبگیری غیرمجاز را تسهیل می‌کند ولی بهر حال سهولت آبگیری می‌تواند به‌خودی‌خود عیب تلقی نشده و از محاسن آن به‌شمار آید.

عدم رویش گیاهان

ریشه گیاهان به‌طور معمول در کانال‌های خاکی و حتی در کانال‌های با پوشش بتنی باعث ایجاد مشکلات هیدرولیکی شده یا در مواردی موجب تخریب کانال می‌شود و چون کانالت‌ها در ارتفاع بالاتری نسبت به سطح زمین نصب می‌گردند و تماس مستقیم با خاک ندارند، خطر نفوذ ریشه گیاهان خودرو و رشد آن‌ها ناچیز می‌باشد.

تولید کانالت و ابنیه فنی و اجرای آن در فصول غیر کاری

ساده بودن و تولید اکثر ابنیهٔ فنی، کانالت و متعلقات آن به‌صورت پیش‌ساخته و امکان کنترل کیفیت به دلیل نظارت مستمر در کارگاه موجب می‌گردد که اولاً عمر مفید آن‌ها بیشتر شود، ثانیاً تولید در زمان غیرمعمولی فصل کار هم متوقف نگردد و درنهایت امکان اجرای آن در تمام فصول سال فراهم‌شده و در کل موجب کاهش مدت‌زمان انجام پروژه می‌شود.

عبور و حفظ نهرهای سنتی

در مواردی که حفظ نهرهای سنتی در طول مدت عملیات اجرایی شبکه آبیاری الزامی باشد به‌ویژه در مناطق با تراکم زیاد نهر، لازم است در محل تقاطع کانال‌های آبیاری با نهرهای سنتی، تأسیسات عبوری ازجمله سیفون وارونه و آبگذر (کالورت) احداث شود، درحالی‌که در مورد کانال‌های پیش‌ساخته به علت چگونگی اجرای آن‌ها، این مسئله اغلب منتفی است.

استحصال کمتر اراضی

با توجه به این‌که کانالت‌ها اغلب در بالای سطح زمین نصب می‌شوند، حریم موردنیاز آن‌ها در مقایسه با کانال‌های ذوزنقه‌ای درجا به‌مراتب کمتر است. به‌طور متوسط حریم ساخت کانال‌های درجه سه پیش‌ساخته با احتساب عرض جاده سرویس، حدود پنج‌متر کمتر از عرض مشابه در کانال‌های درجا است؛ بنابراین با توجه به طول زیاد این کانال‌ها، سطح اراضی ازدست‌رفته در کانال‌های پیش‌ساخته، کمتر می‌باشد.

سرعت‌بالا در ساخت و اجرا

کانال‌های پیش‌ساخته، در کارگاه تولید و به محل نصب منتقل می‌شوند. این مسئله امکان برنامه‌ریزی دقیق‌تر برای زمان‌بندی تولید و نصب را فراهم می‌نماید. همچنین کنترل کیفیت کار نسبت به کانال‌های درجا با سهولت بیشتری انجام می‌شود. افزون بر این، به دلیل سادگی نسبی فناوری مورداستفاده برای تولید کانال‌های پیش‌ساخته، می‌توان پس از اتمام کار، از امکانات و دستگاه‌های کارگاهی موجود در دیگر مناطق استفاده کرد. بر اساس محاسبات انجام‌شده در تعدادی از طرح‌های اجراشده، در شرایط مساوی، یک پیمانکار می‌تواند به‌طور متوسط روزانه دویست و پنجاه متر کانال درجا احداث کرده و سیصد و پنجاه متر کانال پیش‌ساخته را نصب نماید.

سهولت نسبی در عملیات نگهداری کانال‌ها

با توجه به این‌که کانال‌های پیش‌ساخته به‌صورت کامل در معرض دید قرار دارند، کنترل نوع آسیب واردشده به بدنه یا نشت از کانال به‌راحتی میسر بوده و امکان تعمیر و تعویض قطعات به‌سادگی صورت می‌گیرد. این مسئله برنامه‌ریزی برای تعمیر و مرمت کانال‌ها را ساده‌تر می‌کند و تا حدودی مشکلات دوران بهره‌برداری و نگهداری را کاهش می‌دهد.

قابلیت کاربرد در خاک‌های مسئله‌دار

از مهم‌ترین دلایل کاربرد این نوع کانال‌ها، استفاده از آن‌ها در مناطقی است که دارای خاک‌های مسئله‌دار نظیر خاک‌های سولفاته و شور، روان گرا و رمبنده می‌باشند. خوردگی بتن در خاک‌های سولفاته و لزوم تعویض یا بهسازی خاک جهت اجرای کانال‌های درجا از مشکلاتی است که به‌سادگی و با کمک کانال هوایی می‌توان بر آن‌ها غلبه کرد.

ضرورت دقت زیاد جهت ساخت و نصب قطعات پیش‌ساخته

کارگذاری و نصب کانال‌های پیش‌ساخته از حساسیت و دقت زیادی برخوردار است. بی‌دقتی در این زمینه به نشت آب از محل اتصالات منجر خواهد شد.

انعطاف‌پذیری کمتر در برابر افزایش دبی جریان

انعطاف‌پذیری کانال‌های پیش‌ساخته در مقابل افزایش دبی، کمتر از کانال‌های درجا است. این مسئله موجب می‌شود اجرای الگوهای زراعی تعیین‌شده و استفاده از حداکثر ظرفیت کانال بر اساس هیدرومدول پیش‌بینی‌شده اهمیت یابد. افزایش دبی در این کانال‌ها به سرریز آب از آن‌ها منجر خواهد شد و افزون بر رشد علف‌های هرز در مسیر کانال، تخریب بخش‌هایی از جاده سرویس را نیز به دنبال خواهد داشت. بدیهی است با افزایش عمق آزاد کانال، انعطاف‌پذیری کافی برای انتقال دبی‌های بیشتر فراهم خواهد شد.

آسیب‌پذیری کانالت‌ها

کانال‌های پیش‌ساخته به دلیل نداشتن حفاظ در اطراف خود، از آسیب‌پذیری بیشتری برخوردارند. ضربه ناشی از برخورد ماشین‌آلات یا کامیون‌های حمل محصولات کشاورزی، سوءاستفاده دامداران جهت سیراب نمودن دام با تخریب کانال یا واشر آب‌بند آن، عدم رعایت حریم کانالت‌ها و کشاورزی در حریم آن‌ها و مشکلات اجتماعی و فرهنگی ساکنین منطقه همگی از مسائلی هستند که موجب آسیب به این کانال‌ها می‌گردند.

فنّاوری پیچیده جهت احداث کارخانه

جهت احداث کارخانه تولید کانالت‌های پیش‌ساخته نیاز به فنّاوری و سرمایه‌گذاری اولیه نسبتاً پیچیده و زیاد است و لذا ساخت کارگاه تولید کانالت برای طرح‌های کوچک توجیه اقتصادی ندارد.

معرفی کتاب

محمد رضا خواجه ساهوتیکتابی با عنوان کانالت ساخت، طراحی، اجرا، بهره‌برداری و نگهداری تهیه و تألیف نموده‌است که دران کتاب به‌طور کامل کلیه موارد اشاره شده را به صورت اجرایی شرح و توضیح داده‌است. فهرست کتاب به این شرح است:

فصل اول: کلیات	۴–۲ قطعه بندی و آرایش شبکه	۶–۳ تهیه جداول کارگاهی نصب کانالت و متعلقات
۱–۱ پیشگفتار	۴–۴ سازه‌های هیدرولیکی متداول شبکه فرعی آبیاری	فصل هفتم: متره و برآورد
۱–۲ ضرورت اجرای شبکه‌های فرعی آبیاری و زهکشی	۴–۵ طراحی سیمای شبکه آبیاری	۷–۱ مقدمه
۱–۳ مشکلات موجود در اجرای شبکه‌های فرعی آبیاری و زهکشی	۴–۶ ضوابط طراحی شبکه فرعی آبیاری	۷–۲ آیتم های مورداستفاده در شبکه فرعی آبیاری (کانالت)
۱–۴ سیستمهای انتقال و توزیع آب	۴–۷ حریم ها	فصل هشتم: اقدامات پس از اجرا و تحویل محور
۱–۵ کانال‌های پیش‌ساخته بتنی (کانالت)	۴–۸ طراحی سازه‌های آبی متداول در شبکه فرعی	۸–۱ آب اندازی کانالت‌ها
۱-۵-۱ مزایای و معایب استفاده از کانال‌های پیش‌ساخته	۴–۳ اجزاء شبکه آبیاری و زهکشی	۸–۲ تهیه نقشه‌های چون ساخت
فصل دوم: مواد، مصالح و کنترل کیفیت به هنگام ساخت	فصل پنجم: روش اجرا و نصب قطعات پیش‌ساخته	۸–۳ تحویل موقت و تضمین کار
۲–۱ مقدمه	۵–۱ کلیات	۸–۴ تحویل قطعی
۲–۲ بتن	۵–۲ تسهیل گری اجتماعی	۸–۵ تهیه گزارش ساخت
۲–۳ میلگرد	۵–۳ مسیر عملیات اجرایی	فصل نهم: بهره‌برداری و نگهداری
۲–۴ قالب‌ها	۵–۴ تحویل نقاط اصلی نقشه‌برداری	۹–۱ بهره‌برداری
۲–۵ واشرهای آب‌بندی و تکیه‌گاهی نیم‌لوله‌ها	۵–۵ بوته کنی و ریشه بری	۹–۲ نگهداری
فصل سوم: ساخت و کنترل کیفیت قطعات پیش‌ساخته	۵–۶ برداشت ارتفاعی و تسطیح مسیر	۹–۳ ایمنی و حفاظت
۳–۱ نیم‌لوله‌های بتن مسلح	۵–۷ پی‌کنی و نصب کفشک‌ها	۹–۴ نیروی انسانی و ساختار تشکیلاتی لازم تشکل‌های بهره‌برداری
۳–۲ زین	۵–۸ نصب پایه	۹–۵ ماشین‌آلات و تجهیزات موردنیاز
۳–۳ پایه‌های بتن مسلح	۵–۹ نصب زین	۹–۶ هزینه‌ها و درآمدهای بهره‌برداری و نگهداری
۳–۴ کفشک‌های بتنی	۵–۱۰ نصب نیم‌لوله	۹–۷ تهیه مستندات
۳–۵ کنترل کیفی کانالت و متعلقات	فصل ششم: نمونه کار طراحی و تهیه جداول کارگاهی کانالت	پیوست: نقشه‌های کانالت و متعلقات آن
فصل چهارم: طراحی	۶–۱ طرح مسئله و مشخصات آن
۴–۱ مقدمه	۶–۲ تهیه پلان و پروفیل مسیر با نرم‌افزار

This article "کانالت" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:کانالت. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.

📰 Article(s) of the same category(ies)

• مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی
• مؤسسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی

---

 Facebook Page

 Follow us on Twitter !

Read or create/edit this page in another language

• کانالت in English