بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
ارزیابی و پهنهبندی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش دامنههای شمالی آلاداغ
(مطالعه موردی: حوضه زهکشی چناران در استان خراسان شمالی)
چکیده
این تحقیق به منظور ارزیابی و شناخت مکانیزم عوامل موثر در وقوع زمین لغزشهای حوضه چناران و پهنهبندی این پدیده بر اساس عوامل اثر گذار با مدلLIM انجام شد. ابتدا با انجام مطالعات و بررسیهای میدانی عوامل موثر در وقوع زمین لغزشهای حوضه شناسایی و با استفاده از مدل »روش شاخص زمین لغزش(LIM)«1 ارزیابی و بر اساس وزن هر یک در مدل، پهنهبندی خطر زمین لغزش صورت گرفت. سپس از طریق انقطاع نقشه پراکنش زمین لغزشهای موجود با نقشه پهنهبندی پتانسیل خطر زمین لغزش در حوضه، کارایی این مدل در پهنهبندی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که، به دلیل وجود لایههای غیر قابل نفوذ رسی، مارنی و تبخیری و سیمان انحلال پذیر کربناته در سازند شوریجه (Ksh)، این واحد سنگی با دارا بودن بیشترین وزن((Lnwi=2/3341، عامل اساسی در لغزش خیزی حوضه می باشد. سپس لایههای آبدار زیر زمینی ،افزایش وزن ناشی از رشد درختان تنومند در باغات ، اثر غیر مستقیم طیف ارتفاعی((1570-1715 و فرایندهای حاصله، شیب مناسب(38-78/7درجه)، زیربری دامنه توسط رودخانه چناران و نقاط با برف ماندگار در قالب عوامل موثر در کاهش و افزایش تنش برشی، به ترتیب بیشترین تأثیر را در زمین لغزش حوضه دارند. حدود89/35 درصد از لغزشهای حوضه در مناطق با پتانسیل خطر زمین لغزش خیلی زیاد واقع شدهاند که قابلیت این مدل در پهنهبندی زمین لغزش را نشان می دهد.
کلیدواژهها: حوضه چناران، آلاداغ، ارزیابی عوامل، پهنهبندی زمین لغزش، مدل . LIM
مقدمه
حرکت تودهای مواد عبارت از جابجایی مواد هوازده و سنگها روی دامنه ها تحت تاثیر نیروی ثقل است. شناخت و تشخیص انواع حرکات تودهای حداقل به سالهای 186 میلادی در چین باز می گردد(برآب1991 2؛ .(52درباره فرایندها و نحوه حرکت تودهای مواد در دامنهها طبقه بندیهای متعددی ارائه شده است.کارسون و کرکبای حرکات
تودهای مواد روی دامنه را به سه طبقه لغزشی، جریانی و خزشی تقسیم می کنند. از نظر آنها در لغزش کامل(ویژه)
سرعت حرکت مواد در همه نقاط از بالا تا پایین یکسان و از نوع انتقالی است. در جریان کامل(خالص) سرعت حرکت مواد در بخش بالایی توده جریانی بیشتر از بخش زیرین و از نوع انتقالی است ولی در خزش(جابجایی)
حرکت به صورت قائم است شکل.(1)
شکل 1 طبقه بندی فرایندهای حرکت توده ای کارسون و کرکبای (1972)، (ترجمه معتمد و مقیمی، 1379؛ .(64
طبقهبندی وارنز((1978از حرکات تودهای مواد،بیشتر از سایرین توسط محققین مورد استفاده قرار گرفته است.این تقسیم بندی،بر اساس نوع حرکت از جمله سقوط آزاد، فرو ریختن، لغزش، پخش و جریان و نیز نوع مواد موجود ارائه شده است(جدول.(1
جدول1 طبقه بندی مختصری از حرکات تودهای(اقتباس از وارنز،(1978
همانطور که اشاره شد،یکی از انواع حرکات تودهای مواد روی دامنهها زمین لغزشها هستند. زمین لغزش عمدتاً براساس تلفیقی از فرایندهای مختلف در مناطق با توپوگرافی کوهستانی و با لیتولوژی رسوبی رخ میدهد. این حرکات ممکن است به صورت آرام و کند صورت گیرد(چند میلیمتر در سال) و یا ناگهانی و سریع بوقوع میپیوندد(160کیلومتر در ساعت)که در بسیاری موارد حوادث تاسف باری را نیز موجب می شود(سلبی19701؛ .(57
وقتی مواد دامنه قادر نباشند در برابر نیروی جاذبه مقاومت کنند،زمین لغزه صورت می گیرد. علت این کاهش مقاومت می تواند برش داخلی یا خارجی باشد. علل داخلی معمولا شامل شرایط ذاتی و بنیادین نظیر جنس مواد و لایههایی مانند رسها که با افزایش میزان آب، مقاومت برشی آنها کاهش می یابد، تغییرات فیزیکی یا شیمیایی مواد و آب محتوای آنهاست.نیروهای خارجی که موجب افزایش تنش برشی دامنه می شود معمولا به نوع به هم ریختگی-
که امکان دارد طبیعی یا حاصل کار انسان باشد - مانند حذف حایل و حامی جانبی یا زیرین،افزایش بار دامنه و تنشهای انتقالی زمین بر اثر زمین لرزه و عبور دائم وسایل نقلیه سنگین،بستگی دارد. به طور کلی،پایداری یک دامنه توسط عامل ایمنی( (Fs تعریف می گردد که به صورت ساده زیر می باشد:
:s جمع نیروهای مقاوم در برابر سقوط دامنه(نیروهای مقاومت برشی) و :t مجموع نیروهای محرک گسیختگی
(نیروهای موثر در افزایش تنش برشی)است. اگرFs>1باشد پایداری برقرار است، و اگرFs<1 باشد ناپایداری به وجود میآید (قریبالوقوع است) (کوک و دورکمپ؛ ژئومورفولوژی و مدیریت محیط، ترجمه گودرزینژاد،1377؛ .(213
استان خراسان شمالی که در زون کپه داغ واقع است به دلیل شرایط خاص لیتولوژیکی، ساختاری و آب و هوایی همه ساله شاهد زمین لغزشهای متعددی است که گاه با خسارات مالی و جانی فراوانی همراه است. در این بین شهرستانهای بجنورد و شیروان جزو نواحی هستند که تقریباً همه ساله شاهد زمین لغزشهایی در ابعاد مختلف می باشند.
بروز این حوادث که عمدتاً مربوط به نواحی کوهستانی و روستایی است با خسارات گوناگونی در اراضی کشاورزی، خانههای مسکونی، جادههای مواصلاتی و درنهایت تلفات جانی و مالی همراه میباشد(غفوری وعاشوری، 1376؛ .(2
زمین لغزش از مهمترین فرایندهای شکلزایی حوضه چناران بوده و مانند سایر حوضههای خراسان شمالی، حالت تنگنای محیطی به خود گرفته است(زمردیان، (1373، به نقل از علایی طالقانی،1384؛ .(194 براساس بررسی میدانی13
مورد زمین لغزش بزرگ و اصلی با سرعت نسبتاً آرام در سطح حوضه شناسایی شد. به عنوان نمونه در تیر ماه1371،
در جنوب شرقی روستای اسفیدان واقع در این حوضه زمین لغزش بزرگی رخ داد که بر اساس نظر کارشناسان کمیته آبخیزداری جهاد استان خراسان سابق، 3000 اصله نهال وچندین هکتار از باغات و زمینهای زراعی کشاورزان تخریب وحدود 100 میلیون تومان (مبنای محاسبه1371می باشد) خسارت وارد کرده است(غفوری و آشوری ،1376؛ .(94
آنبالاگان(1992)1، به شناسایی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش ناحیه کوهستانی کاتگودام- ناینیتال در کومان هیمالایا و پهنهبندی آن با استفاده از فاکتور ارزیابی خطر زمین لغزش(LHEF) 2 پرداخت که پارامترهای لیتولوژی، ساختار زمینشناسی، شیب و پوشش-کاربری اراضی با 2 امتیاز بیشترین نقش را در وقوع لغزشهای این ناحیه کسب کردهاند(آنبالاگان، 1992؛ .(269-277
اوکاک اوغلو و همکاران(2001) 3، نیز در ناحیه داگوی ترکیه در غرب دریای سیاه، به مطالعه دینامیک حرکات تودهایپیچیده ناشی از بارش سنگین پرداختند.تحلیل داده های بارش برای دورههای طولانی و کوتاه روزانه و ساعتی توسط آنها به وضوح دلالت بر این دارد که بارش سنگین در زمین لغزش به عنوان یک عامل محرک نقش دارد.سپس توپوگرافی،شیب لایهبندی مارن،تراکم زیاد درختان و افق خاک ضخیم بر روی زمین مارنی، نقش موثری در وقوع انواع زمین لغزشها داشتهاند.(اوکاک اوغلو،گوکه اوغلو و ارکان اوغلو، 2001؛ .(329-341
اسپیزوآ و بنگوچه آ(2002) 4، خطر زمین لغزش در حوضه ریوگرانده آندهای مرکزی آرژانتین را پهنهبندی
کردند.آنها ضمن مطالعات خود به ارتباط نزدیک بین سنگ شناسی با مقاومت زیاد و لایه بندی ضخیم در بخش فوقانی ،جهت شیب غالب جنوبی و غربی،ذوب برفها، بارشهای رگباری و وقوع زمین لغزشها دست یافتند. به علاوه با بررسی تصاویر ماهواره یی به فعالیت مجدد یک لغزش قدیمی بر اثر تشکیل یک سد و فشار آب متخلخل ناشی از آن پی بردند(اسپیزوآ و بنگوچه آ، 2002؛ .(177-185
گرارد و گاردنر(2002) 1، به بررسی ارتباط بین زمین لغزش و تغییر کاربری اراضی حوضه زهکشی لیخوکولا، در تپه ماهورهای میانی نپال در شمال کاتماندو پرداختند. نتایج تحقیقات سه ساله آنها((1991-1993 روی چهار زیر حوضه از حوضه نامبرده، ثبت 381 مورد زمین لغزش بود که غالباً به شکل گسیختگی در خیز تراسهای آبیاری شده(اصطلاحا (Khetland بود. تحقیقات آنها نشان داد که بیشترین معناداری بین گسیختگیهای بزرگ روی تراسهای رها شده و جنگلهای تخریب یافته وجود دارد. برآورد آنها نشان داد که بیشترین میزان فرسایش خاک ناشی از لغزش مربوط به جنگلهای تخریب شده و زمینهای رها شده است(23/95تن در هکتار). نهایتا آنها به این نتایج دست یافتند که صرفاً جنگلزدایی منجر به فرسایش شدید خاک از زمین لغزش نمی شود بلکه نحوه مدیریت بعد از آن است که منجر به فرسایش شدید خاک بر اثر زمین لغزشها می شود(گرارد و گاردنر،2002؛ .(48-55
گابت و همکاران(2004) 2، با استفاده از داده های بارش و بار رسوبی روزانه حوضه آناپورنای هیمالایای نپال، به اثرات بارش و ویژگیهای شیب دامنه درشروع زمین لغزشها در دوره بارشهای موسمی این حوضه پی بردند. آنها دریافتند که هر زمان طی دوره بارشهای موسمی آستانه بارش به بیش از 860 میلیمتر برسد، حرکات لغزشی به وقوع خواهد پیوست(گابت، بوربانک و همکاران،2004؛ .(131-143
در ایران نیز تحقیقات زیادی در ارتباط با این موضوع انجام پذیرفته است. از آن جمله نیک اندیش((1378، نقش عوامل هیدرواقلیم در وقوع حرکات تودهای حوضه کارون میانی را با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و بر اساس تحلیلهای آماری مورد بررسی قرار داد. یافته های تحقیق ایشان نشان میدهد که تنوع توزیع مکانی و زمانی بارش، زمین لغزشها را کنترل می کنند. در سالهایی که بارش بیشتری در بهمن نازل می گردد، به دلیل تاثیر قاطع در رفتار دامنه،زمین لغزشهای زیادی رخ میدهد. بدین صورت که انباشت بیشتر برف در بهمن و ذوب سریع آن در اسفند و فروردین عامل مهمی در وقوع زمین لغزشهای این حوضه می باشد(نیک اندیش، 1380؛ .(152
طلایی دولق و غیومیان((1380در شناخت و بررسی عوامل موثر در لغزش خیزی روستاهای جنوب غرب خلخال به این نتیجه دست یافتند که، حضور رس در سازندهای حساس منطقه با جذب آب و بر اثر خاصیت تورم و خمیری به عنوان یکی از عوامل اصلی حرکات دامنهای است(طلایی دولق و غیومیان،1380؛ .(129-140
مهرنهاد((1380،نقش زمین ساخت جنبا در ایجاد زمین لغزشهای منطقه بهاباد را مورد بررسی قرار داد و به این
نتیجه دست یافت که وجود گسلهای لرزهزا و جوان در شرق دشت بهاباد و گسل دهبنان در غرب آن حاکی از زمین ساخت جنبا منطقه می باشد و زمین لغزشهای مورد مطالعه را می توان نتیجه عملکرد گسلهای فوق و زلزله های حاصل از حرکات آنها به شمار آورد(مهرنهاد،1380؛ .(267-277
مسگری وش و همکاران((1380، در بررسی عوامل موثر در وقوع زمین لغزش محمود آباد مسکون یافتند که تراکم زمین لغزشها در سنگهای تکتونیزه و به شدت هوازده با کانیهای سولفیدی بوده و بدین لحاظ نقش اساسی در رویکرد زمین لغزش ایفا نموده است. و تغییرات ساختاری نظیر احداث ترانشه جاده کرمان - جیرفت، خاکریزی مصنوعی، احداث کانال آبیاری در دامنه،آبهای نفوذی جوی و ناشی از کانال آب و ایجاد لرزههای طبیعی و مصنوعی مانند زمین لرزه و ارتعاشات ناشی از ترافیک ماشینهای سنگین، به عنوان عوامل ماشهای در وقوع زمین لغزش عمل کردهاند(مسگری وش و همکاران،1380؛ .(183-185
مهدویفر و جعفری((1380، ضمن مطالعه آماری عوامل و پهنهبندی خطر زمین لغزش استان لرستان با استفاده از شاخص درصد سطحی واحدهای درگیر لغزش((SP امتیاز هر یک از زیر عوامل و در نهایت وزن هر یک از عوامل کلی را به دست آوردند. در مطالعه ایشان شیلهای ائوسن بیشترین درصد سطحی((%26 و امتیاز و در نهایت عامل لیتولوژی بیشترین وزن را به خود اختصاص داد(مهدویفر و جعفری،1380؛ .(105-116
منطق و هاشمی طباطبایی((1380، پتانسیل زمین لغزش در ارتفاعات گستره تهران(محدوده لشکرک)را با مدل آماری رگرسیون چند متغیره مورد تحلیل و بررسی قرار دادند که در بین عوامل موثر پارامترهای فاصله از خط الراس، لیتولوژی و فاصله از گسل با ضریب زاویه و تاثیر منفی و پارامتر شیب با ضریب زاویه و تاثیر مثبت به ترتیب بیشترین تاثیر را در وقوع زمین لغزش های این حوضه داشتهاند(منطق و هاشمی طباطبایی، 1380؛ .(68
شادفر و همکاران((1384، زمین لغزش در حوضه لاکتراشان تنکابن را با استفاده از مدل1LNRF مورد پهنهبندی قرار داد.نتایج تحقیق ایشان نشان می دهد که مدلLNRF کارایی بسیار خوبی برای پهنهبندی زمین لغزش به ویژه در نواحی مرطوب تا نیمه مرطوب دارد. در این تحقیق عوامل لیتولوژی(رس، سیلت با لایه هایی از ماسه سنگ زغالدار)،
شیب(30-40درجه) و جهت شیب شمال غربی به دلیل دریافت رطوبت زیادتر از دریای خزر بیشترین تاثیر را در وقوع زمین لغزشهای حوضه داشتهاند(شادفر، 1384؛ .(10
غفوری و آشوری((1376، به بررسی زمین لغزش به عنوان یکی از بلایای طبیعی شمال خراسان با دید کلی از بعد عوامل موثر محیطی با روش تحلیلی، نوع و میزان خسارات وارده پرداختهاند. آنها در این مطالعه توالی رسوبی کپه داغ در دو گروه کلی واحدهای صخره ساز و تشکیل دهنده ارتفاعات و واحدهای سنگی تشکیل دهنده مورفولوژیهای پست را، به عنوان عامل موثر معرفی کردهاند.از نظر آنها واحدهای صخره ساز با تشکیل ارتفاعات، شیب توپوگرافی لازم را برای زمین لغزهها به وجود میآوردهاند و واحدهای با مورفولوژی پست که عمدتاً از شیل و مارن تشکیل یافته
و نفوذ ناپذیرند، علاوه بر تامین تودههای خاکی سطوح لغزشی زمین لغزهها را تشکیل می دهند(غفوری و آشوری،
1376؛ .(92-93
آدابی و موسوی حرمی((1377،نیز به بررسی نقش لیتولوژی در رانش زمین در شمال شرق ایران به روش تحلیلی پرداختهاند و نتیجه گرفتهاند که؛ در شمال شرق ایران سنگهای غیر قابل نفوذ در تشکیل مواد رسی هوازده و رانش زمین که همه ساله خسارات مالی فراوانی را بار می آورند، نقشی اساسی دارند(آدابی و موسوی حرمی، 1377؛ .(88 با وجود تحقیقات انجام گرفته، تاکنون مطالعه جامعی از نظر عوامل ایجاد زمین لغزشهای حوضه چناران در قالب مدل و بررسی پتانسیل زمین لغزش در آن صورت نگرفته است. در این تحقیق بر آن هستیم که؛
-1 کدام عوامل محیطی بیشترین تاثیر را در رویکرد زمین لغزشهای حوضه ایفا نمودهاند و مکانیزم هر یک چگونه است؟
-2 مدلLIM تا چه حد در پهنهبندی نقاط با پتانسیل لغزش خیزی متفاوت کارآمد بوده و آیا نقاط با پتانسیل لغزش خیزی خیلی زیاد چه میزان منطبق بر زمین لغزشهای واقعی و موجود در حوضه هستند؟
حوضه زهکشی چناران با مختصات جغرافیایی 37 درجه و 13 دقیقه و 34 ثانیه تا 37 درجه و 28 دقیقه و 24 ثانیه عرض شمالی و 57 درجه و 25 دقیقه و 32 ثانیه تا 57 درجه و 39 دقیقه و 47 ثانیه طول شرقی و مساحت حدود 281/8
کیلومترمربع، در شرق بخش مرکزی شهرستان بجنورد مرکز استان خراسان شمالی و دامنههای شمالی رشتهکوه آلاداغ قرار دارد. این حوضه دارای ده سکونتگاه روستایی است و از نظر تولیدات باغی از مهمترین مناطق شهرستان بجنورد میباشد(شکل.(2
