مقاله بررسی زمینه های استفاده از رسوبات لایروبی شده رودخانه کارون

بخشی از مقاله

بررسی زمینه های استفاده از رسوبات لایروبی شده رودخانه کارون

چکیده :
آمار نشان می دهد که هر ساله بالغ بر 15 تا 20 میلیارد تن رسوب توسط رودخانه های جهان حمل میشود . رسوبات رودخانه ها در واقع مخلوطی از خاک زراعی و غیر زراعی فرسایش یافته حوضه آبخیز است و بخش عمده ای از مواد حمل شده توسط رودخانه در واقع خاک با ا رزش و فرسایش یافته و نیز حاوی مواد غذایی حاصل از فرسایش اراضی بالادست می باشد . استفاده از رسوبات لایروبی شده راهی جهت استفاده مجدد از خاک حاصلخیز فرسایش یافته مناطق بالادست و جلوگیری از هدررفت و انباشت آنها در رودخانه و حل مشکل نگهداری از رسوبات لایروبی ش ده می باشد . بسته به بافت ، غلظت آلاینده ها و سایر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی رسوبات لایروبی شده از آنها می توان در زمینه های مختلفی چون ساخت و توسعه زیستگاههای حیات وحش ، خاک سطحی برای کشاورزی ، زیباسازی و فضا سازی شهری ، اراضی تفریحی ، میادین ورزشی ، ساخت ، تغذیه و حفاظت سواحل جهت جبران فرسایش های موجود و آتی و به عنوان مصالح ساختمانی استفاده کرد .

کلمات کلیدی : رسوب - رودخانه - لایروبی - استفاده مجدد

1 -مقدمه :

بررسی آمار نشان میدهد که سالیانه مقدار متناسبی رسوب وارد حوضه کارون میشود ، وجود سدهای بزرگی چون سد شهید عباسپور بر روی رودخانه کارون تقریباً کل رسوبات ناشی از فرسایش حوضه های بالادست را در خود نگه میدارد ، معهذا با توجه به فاصله نسبتا ً زیاد این سد با دشت خوزستان و خصوصیات بارندگی منطقه و روانابهای ناشی از بارندگی ، مقدار قابل توجهی از رسوبات ناشی از فرسایش این منطقه توسط رودخانه به پایین دست منتقل میشود ، ضمن آنکه فرسایش سواحل رودخانه نیز در جهت ازدیاد بار رسوبی رودخانه عمل میکند . مواد رسوبی یا تا انتهای مسیر حمل شده و از سیستم خارج میشوند و یا اینکه در طول رودخانه رسوب نموده و منجر به ایجاد جزایری در بستر رودخانه میگردد .

2 -مشکلات حاصل از رسوبگذاری در رودخانه ها :

از اهم مشکلاتی که رسوبگذاری می تواند بوجود آورد عبارتند از : ایجاد جزایر در مسیر رودخانه و در نتیجه کاستن از ظرفیت انتقال جریانهای سیلابی ، رسوبگذاری در رودخانه و در نتیجه کم شدن عمق رودخانه و از سوئی دیگر این رسوبات

میتوانند منبع آلایندگی به شمار آیند چرا که آلاینده هایی که پس از ورود به منابع آب نمی توانند بصورت محلول باقی بمانند ، سریعاً جذب ذرات رسوبی شده و تحت شرایط خاص فیزیکی و شیمیایی مواد آلوده دفن شده در رسوبات آزاد گشته و سبب
آلودگی مجدد رودخانه و اکوسیستم آن میشود .
طبق نظریه بنت 3 در شرایط بهینه و با بکار بردن روشهای مناسب کاشت ، داشت و برداشت و در خاکهای عمیق و حاصلخیز هر 30 سال در حدود 25 میلیمتر خاک تولید می شود ، یعنی حدود 12/5 تن در هکتار که این به عنوان حد فرسایش قابل قبول در خاکهای عمیق و حاصلخیز می باشد . ولی در خاکهای کم عمق و با حاصلخیزی کم میزان فرسایش قابل قبول خیلی کمتر از 12/5 تن درهکتار است . (1)

در ایران طبق برآورد فائو درسال 1980 بیش از 56 میلیون هکتار 1/3) سطح کشور ) فرسایش آبی بالاتر از 10 تن در هکتار داشته است که معادل 1/5 میلیارد و تن فرسایش در سال می باشد . طبق همین گزارش در سال 1350 میزان فرسایش 1 میلیارد تن ، در سال 1360 حدود 2/5 میلیارد تن و در سال 1375 حدود 5 میلیارد تن خاک در حوضه های آبخیز کشور برآورده شده است ، که رقمی بالاتر از میزان استاندارد فرسایش طبیعی در جهان می باشد . حجم این مقدار خاک از دست رفته با وزن مخصوص 1/2 حدود 800 میلیون متر مکعب است که به لحاظ عمق متوسط خاک زراعی حدود 25 سانتی متر ، می توان ادعا نمود که معادل 320 هزار هکتار از بهترین اراضی زراعی و مرتعی در ایران برای همیشه از دسترس خارج شده اند . ( (1

3 -مسائل و مشکلات ناشی از رسوبگذاری در آبهای جاری:

رسوب حاصل از فرسایش هم نقش مثبت و هم نقش منفی را در سطح حوضه آبخ یز ایفا میکند . نقش مثبت آن در ایجاد تعادل و تناسب در بافت اراضی حاشیه رودخانه و بویژه اراضی که از بستر رودخانه بوجود آمده اند ، می باشد و از سوئی می تواند به صورتهای مختلف ایجاد خسارت کند که عبارتند از:

-1-3 کاهش حاصلخیزی خاک:

رسوب مواد فرسایش یافته در روی زمینهای زراعی در مواردی که میزان رسوب زیاد باشد ، میتواند تولید محصول را با مشکل مواجه کند . میزان اثر رسوبات در کاهش حاصلخیزی خاک با توجه به منشا آنها متفاوت است ،قرار گرفتن رسوبات حاصل از فرسایش مناطق کوهستانی در روی اراضی زراعی در اکثر موارد باردهی زمین را کاهش میدهد ، زیرا این مواد غالباً از نظر حاصلخیزی فقیر هستند . خاکی که بوسیله فرسایش سطحی انتقال یافته حاصلخیزی را کمتر ار رسوبات مناطق کوهستانی کاهش می دهد . . (7)

-2-3کاهش ظرفیت آبراهه ها:

رسوب مواد در رودخانه ها با کاهش عمق رودخانه و یا با ایجاد جزایری در مسیر رودخانه ظرفیت انتقال سیلاب را کاهش داده و بویژه در زمان طغیان و سیلابهای فصلی خسارات مالی و جانی فراوانی را به بار می آورد . با کاهش عمق رودخانه و بنادر در اثر رسوبگذاری قابلیت کشتیرانی در این مناطق کاهش یافته و از سوئی هزینه نگهداری این مناطق بالا می رود . . (5 )

-3-3 اثر بر روی موجودات آبزی:

رسوبات معلق ، نفوذ نور را به درون آب کاهش میدهد . رسوبات ته نشین شده تعداد ماهیها و صدفداران را کاهش میدهد ،چرا که رسوبات ته نشین شده مخازن غذایی و زیستگاههای آنها را می پوشاند . (6) همچنین نفوذ رسوبات معلق به داخل آبشش ماهیان مانع از اکسیژن رسانی به آنها شده و تلف شدن سالانه هزاران قطعه ماهی را در پی خواهد داشت . (5)

-4-3 کاهش ظرفیت مخازن :

رسوبات مخازن را پر کرده و با کاهش ظرفیت آنها عمر سدها را کاهش میدهد . وجود ذرات معلق سیلت و رس در آب عبوری از دستگاههای مولد برق باعث فرسودگی توربین ها میشود . هزینه تصفیه آب را به منظور آب شرب بالا می برد . وجود رسوبات معلق در آب آبیاری ، آبیاری بارانی را با مشکل مواجه میکند زیرا سبب فرسودگی سیستمهای پخش و سایر وسایل میشود و با ریختن بر روی زمین زراعی نفوذ پذیری را مختل میکند(. (7

-5-3 آلوده شدن آبها:

بسیاری از مواد شیمیایی مانند کودها ، آفت کشها و سایر آلاینده هایی که پس از ورود به منبع آب نمی توانند بصورت محلول باقی بمانند سریعاً جذب رسوبات ، ذرات کلوئیدی معدنی یا آلی معلق در آب یا بستر رودخانه شده و بصورت رسوب در می آیند . در اکوسیستم رودخانه این آلاینده ها در بین موجودات آبزی ، مواد معلق و مواد محلول موجود در رسوبات در چرخش هستند . (8)

4 -مقدار رسوبات قابل برداشت از رودخانه :

حجم مصالح قابل برداشت بسته به نوع رودخانه ، ملاحظات مرفولوژیکی ، محل برداشت ، میزان آورد رسوب رودخانه و تجهیزات مکانیکی متفاوت است . طبق نظریه پرنیس4 میزان برداشت تا حد 25 الی 30 درصد بار بستر سالیانه ، مانع از افت بستر و تغییرات نامطلوب تراز آب در بالا دست و پایین دست می گردد . (2 )

حجم برداشت سالانه شن و ماسه از بستر رودخانه باید معادل کسری از بار بستر رودخانه باشد . این کسر می بایست حداکثر برابر 13 تا 14 یا کمتر از بار بستر باشد و برداشت مقادیر بیشتر از این نسبت باعث ایجاد فرسایش ، افت بستر رود خانه و سطح آب در بالادست و پایین دست به میزان نامطلوبی خواهد داشت . . (9 )

5 -زمینه های استفاده از مواد لایروبی شده : -1-5 ساخت و توسعه زیستگاههای حیات وحش :

مواد لایروبی شده می توانند برای ساخت یا مرتفع ساختن زیستگاههای حیات وحش استفاده شوند . نمونه های زیادی
وجود دارد که از مواد لایروبی شده برای ساخت جزایری که محل زیست پرندگان و مرغهای آبزی است ، استفاده گردیده است (

( 10 یا اینکه میتواندر جزایری که قبلاً وجود داشته اند برای افزایش ارتفاع آنها ، توسعه پوشش گیاهی و یا ایجاد یک لایه مناسب برای آشیانه سازی پرندگان استفاده نمود . ( 17) یک گروه از مهندسان دو جزیره کوچک در دریاچه پیوریا 5 در ایالت متحده امریکا به عنوان بخشی از برنامه مدیریت محیط زیست ساخته اند . در ساخت این جزایر از رسوبات و ماسه های کف رودخانه استفاده گردیده است . این جزایر هنوز وجود دارند و سطح آنها پوشیده از گیاه است . (15)

-2-5 ترمیم اراضی مرطوب 6
مواد لایروبی شده درمقیاس وسیعی می توانند برای ترمیم اراضی مرطوب استفاده شوند . اراضی مرطوب ، زیستگاههایی هستند که قبلاً خاکریز بوده و حالا به زیر آب رفته اند .ترمیم اراضی مرطوب نسبتاً متداول است و نسبت به ساخت اراضی جدید پذیرفته تر است ، چرا که درساخت اراضی مرطوب جدید شرایط خاک ، شرایط هیدرولیکی مناسب و پوشش گیاهی مناسب ، باید همگی

رعایت شوند و این امر همواره باعث جایگزینی یک زیستگاه به جای دیگری می شود که این امری مطلوب نیست . (14)

-3-5 استفاده به عنوان خاک سطحی برای کشاورزی :

عملیات لایروبی در بندرها ، کانالهائی آبیاری و رودخانه ها می تواند مخلوطی از مواد رس ، ماسه ، سیلت و مواد آلی را فراهم سازد . برخی از مواد لایروبی شده ممکن است از نظر بافت ، درصد مواد آلی و عناصر غذایی برای کاربرد آنها به عنوان خاک سطحی برای اصلاح اراضی حاشیه ای در زمینه های کشاورزی ، باغبانی یا جنگلداری مناسب باشند . اما برخی از مواد لایروبی شده نیاز دارند که با مواد آلی مانند کودهای آلی مخلوط شوند تا بتوانند حاصلخیزی خاک را بالا ببرند . (18) زمانی که مواد لایروبی عاری از بذر علف هرز باشند و توازن مناسبی از نظر مواد غذایی داشته باشند می توانند مانند خاک کشاورزی حاصلخیز عمل کنند و برای افزایش تو لید محصولات استفاده شده و یا با نسبتهای مشخص با خاک مخلوط شوند . افزایش مواد لایروبی شده با بهبود قابلیت دسترسی آب و مواد غذایی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکهای حاشیه ای را بهبود می بخشند . (13)

در سال 2003 مطالعاتی در خصوص رسوبات لایروبی شده رودخانه ا یلینویز7 توسط دارمودی8 و همکارانش انجام گرفت و نتایج نشان داد که رسوبات این رودخانه بدلیل قدرت حاصلخیزی بالا و توانایی شان در جذب و نگهداری آب ، پتانسیل بالایی برای کشاورزی دارند و از نظر عناصر غذایی غنی هستند . . (12 )
مارلین9 و همکارانش در سال 2000 رسوبات لایروبی شده دریاچه پیوریا را به عمق 18 اینچ روی زمینهای قدیمی در دو
منطقه قرار دادند . بررسی ها نشان داد که در مکان اول 47 گونه گیاهی و در مکان دوم 53 گونه گیاهی رشد یافتند که این