مزايا وعيوب شبكات الصرف المركبة

تُعدّ شبكة الصرف المركبة مادة شائعة الاستخدام في مشاريع الطرق، ومدافن النفايات، وتطوير المساحات تحت الأرض، وغيرها من المشاريع. فما هي مزاياها وعيوبها؟

أولاً: المزايا الأساسية لشبكة الصرف المركبة

1- أداء تصريف ممتاز

تعتمد شبكة التصريف المركبة على بنية أساسية ثلاثية الأبعاد (بسماكة تتراوح عادةً بين 5 و8 مم)، حيث يشكل الضلع الرأسي الأوسط قناة تصريف متصلة مع دعامة مائلة، وتزيد كفاءة التصريف من 5 إلى 8 أضعاف كفاءة طبقة الحصى التقليدية. يستطيع نظام صيانة المسام فيها تحمل أحمال عالية (حمل ضغط يصل إلى 3000 كيلو باسكال) مع الحفاظ على نفاذية هيدروليكية مستقرة، ويمكن أن يصل معدل الإزاحة لكل وحدة زمنية إلى 0.3 م³/م²، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للظروف الجيولوجية الخاصة مثل المناطق ذات التربة المتجمدة ومعالجة الأساسات الرخوة.

2- قوة عالية ومقاومة للتشوه

يتكون هذا المنتج من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، ويتميز قلب الشبكة المدعم بألياف البولي بروبيلين بقوة شد ثنائية الاتجاه تتراوح بين 20 و50 كيلو نيوتن/متر، كما يتجاوز معامل الضغط فيه معامل الشبكة الجيولوجية التقليدية بأكثر من ثلاثة أضعاف. وفي القياسات الفعلية على مقاطع الطرق ذات حركة المرور الكثيفة، انخفض هبوط الطبقة التحتية المُغطاة بشبكة الصرف المركبة بنسبة 42%، وانخفضت نسبة حدوث تشققات الرصف بنسبة 65%.

3- تصميم متكامل متعدد الوظائف

من خلال النسيج الأرضي (200 جم/م² قياسي) والبنية المركبة للقلب الشبكي ثلاثي الأبعاد، يتم تحقيق الوظائف الثلاثية المتمثلة في "الترشيح العكسي - التصريف - التقوية" في آن واحد:

(1) حجم جزيئات الاعتراض الفعال للطبقة العلوية من النسيج غير المنسوج > 0.075 مم جزيئات التربة

(2) تعمل النواة الشبكية على تصدير المياه النفاذة بسرعة لمنع ارتفاع المياه الشعرية

(3) تعمل الأضلاع الصلبة على تعزيز قدرة تحمل الأساس وتقليل تشوه الطبقة التحتية.

4- القدرة على التكيف مع البيئة والمتانة

تتراوح مقاومة المادة للأحماض والقلويات بين 1 و14 درجة حموضة، وضمن نطاق حراري من -70 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية، مما يحافظ على استقرار الأداء. بعد 5000 ساعة من اختبار التقادم المُعجّل بالأشعة فوق البنفسجية، بلغت نسبة الاحتفاظ بالقوة أكثر من 85%، ويمكن أن يصل عمر الخدمة إلى أكثر من 50 عامًا.

ثانيًا: قيود تطبيق شبكة الصرف المركبة

1- مقاومة غير كافية للثقب

يبلغ سمك قلب الشبكة عادةً 5-8 مم، ويمكن اختراقه بسهولة على السطح الأساسي الذي يحتوي على حصى حاد.

2- قدرة محدودة على تنقية المياه

في ظل ظروف تدفق المياه عالية السرعة (السرعة > 0.5 م/ث)، بالنسبة للمواد الصلبة العالقة (SS)، فإن كفاءة الاعتراض لا تتجاوز 30-40%، ويجب استخدامها مع خزانات الترسيب أو طبقات الترشيح في مشاريع معالجة مياه الصرف الصحي.

3- متطلبات صارمة لتكنولوجيا البناء

(1) يجب ضبط استواء السطح الأساسي بحيث لا يتجاوز 15 مم/م

(2) متطلبات عرض التداخل 50-100 مم، استخدام معدات لحام خاصة بالذوبان الساخن

(3) يجب أن تتراوح درجة الحرارة المحيطة بين -5 درجة مئوية و40 درجة مئوية، حيث يمكن أن يؤدي المناخ القاسي بسهولة إلى تشوه المادة.

4- ارتفاع تكلفة الاستثمار الأولي

بالمقارنة مع طبقة الصرف التقليدية المصنوعة من الرمل والحصى، تزداد تكلفة المواد بنحو 30٪، ولكن يتم تقليل تكلفة دورة الحياة الكاملة بنسبة 40٪ (مما يقلل من وتيرة الصيانة ومعدل إصلاح الأساس).

ثالثًا: التطبيقات الهندسية

1- خطة تحسين الطرق البلدية

في بنية رصف الأسفلت، يمكن أن يؤدي وضع شبكة تصريف مركبة بين طبقة الماكادام المتدرجة والطبقة التحتية إلى تقصير مسار التصريف إلى سمك الطبقة الأساسية وتحسين كفاءة التصريف.

2- نظام منع التسرب في مكب النفايات

اعتماد "شبكة تصريف مركبة" + غشاء البولي إيثيلين عالي الكثافة غير المنفذ "هيكل مشترك:

(1) شبكة الصرف توجه الرشاحة، معامل النفاذية ≤1×10⁻⁴ سم/ث

(2) يوفر غشاء البولي إيثيلين عالي الكثافة بسمك 2 مم حماية مزدوجة ضد التسرب

3- مشروع بناء مدينة الإسفنج

يمكن أن يؤدي وضع الخزانات المعيارية ثلاثية الأبعاد في حدائق المطر والمساحات الخضراء المنخفضة، بالتعاون مع PP، إلى تقليل معامل الجريان السطحي من 0.6 إلى 0.3 وتخفيف غمر المياه في المناطق الحضرية.