بخشی از مقاله
بررسی عوامل موثر در مئاندری شدن رودخانه ها و راه حلهای آن
چکیده:
جلگه ها و دشتهای رسوبی پهنه های وسیعی از کشور هستند که بستر آبراهه ها ، مسیلها و رودهای کوچک و بـزرگ
را در بردارند جریان آب در این مجاری بدلیل شرایط فیزیکی و شیمیایی و مکانیکی مواد بـستری ، موجـب فرسـایش کناری و پدیده پیچان رودی در آنها می گردد . اکثر رودخانه ها در طول مسیر خود دارای پـیچ و خـم هـای فراوانـی میباشند و اگر چه این پیچ و خم ها منظم نیستند ولی ممکن است حالت قرینه ای در آنها دیده شود که بـه آن مئانـدر میگویند.تداوم فرسایش کناری توام با مهاجرت حلقه های پیچان رود ، هرسـاله موجـب تخریـب اراضـی کـشاورزی تاسیسات ساحلی و پلها و اماکن عمومی میگردد در سالهای اخیـر موضـوع اصـلاح مـسیر وکنتـرل فرسـایش کنـاری رودخانه ها بویژه در مناطق شهری ، روستایی و صنعتی اهمیت فراوان یافته است .از آنجا که اجرای هر گونه عملیـات جهت اصلاح مسیر ،کنترل فرسایش رودخانه ، احداث تاسیسات ، پلهـا و سـازه هـای آبـی بایـد مبتنـی بـر شـناخت صحیحی از رفتار رود خانه و ویژگیهای مواد بستری و عوامل و مکانیسم فرسایش کناری باشد لذا مطالب این مقاله به گونه ای نگارش یافته که ضمن تشریح مکانیسم مئاندری شدن رودخانه ها ، روشها و راه حلها نیز در این زمینـه ارائـه شده است.
واژه های کلیدی: فرسایش، پیچان رود،مئاندر، رودخانه
مقدمه :
خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است امروزه فرسایش خاک به عنوان خطری بـرای رفـاه انـسان وحتـی برای حیات او به شمار می آید درمناطقی که فرسایش کنترل نمی شود به تدریج فرسایش یافته و حاصلخیزی خـود را ازدست میدهند. فرسایش نه تنها سبب فقیر شدن خاک و متروک شدن مزارع شده و از این راه خسارات زیاد وجبـران ناپذیری به جای می گذارد بلکه با رسوب مواد در آبراهه ها ، مخازن سدها و کاهش ظرفیت آبگیری آنها نیز زیانهای فراوانی را سبب می گردد بنابراین نباید مسئله حفاظت و حراست خاک راکوچک و کم اهمیت شمرد.
امروزه حفاظت خاک و مبارزه با فرسایشخصوصاً فرسایش های آبی از ضروری ترین اقدامات یک کـشور درحـال توسعه می باشد برحسب شواهد موجود انجام عملیات حفاظت آب و خاک از قرنها پیش درجوامع بـشری هـر چنـد بصورتکاملاً ابتدایی متداول بوده است ولی گسترش آن در قرن حاضر بویژه در 40-50 سال اخیر رشد بسیاری یافته
ودر جهان دانش و فن آوری معمول و متداول است .
مواد و روشها:
تجربیات و مقالات متعددی در زمینه مکانیسم فرسـایش کنـاری و مئانـدری شـدن رودخانـه هـا وجـود دارد جریـان
چرخشی یا مارپیچی ( Helical Flow)در آب از عوامل اصلی مئاندری شدن یک آبراهـه و رودخانـه مـی باشـد بدین معنا که وقتی به دلایل مختلفی یک فرسایش جزئی در دیواره آبراهه مستقیمی ایجاد شد ،ذرات متحرک در آب ، در طول دیواره فرسایش یافته در یک وضعیت انحنائی قرارگرفته که منجر به تشکیل نیروی گریز ازمرکز مـی گـردد ، این نیرو یک حرکت مارپیچی در آن قسمت از دیواره فرسایش یافته ایجاد می کند . حرکت مارپیچی موجب بروز نیروی بالابرنده ذرات و کنش اولیه می گردد که بتدریج قسمت فرسایش یافته عمیق تـر شده و مواد فرسایش یافته از این دیواره در دیواره مقابل برجای می ماند.بطور کلی می توان دلایل زیر را بعنوان عوامل اصلی شروع مئاندری شدن بحساب آورد :
-1 تخریب موضعی دیواره ها که خود بدلیل حرکت مارپیچی ،تنش برشی جریان، عدم مقاومت کـافی تـنش برشـی دیواره ها یا اشباع شدن خاک دیواره ها، جریان آب اشباعی دیواره بطرف رودخانه، ایجاد حفره و لغزش دیوارهغیره و می باشد.
-2اثر حرکت دورانی زمین در تمایل به فرسایش جانبی درجهت شرقی غربی ویا غربی شرقی در برخی از رودخانه ها
-3اثرات متقابل تغییر در شرایط و شکل بستر رودخانه روی جریان آب ، فرسایش و رسوبگذاری . -4اثرات متقابل تغییر در شرایط و شکل بستر رودخانه روی جریان آب ، فرسایش و رسوبگذاری . -5 - ایجاد نیروهای ناگهانی و غیره در اثر عوامل مختلف مانند حرکت ایزوستازی .
به طور کلی متغیرهایی که در شکل هندسی بستر یک رودخانه موثرند عبارتند از :
V , D , S , P , g , d ,δ , Ps , Sp , Sc , Fs , Ct
سرعت v=، عمق = D ،شیب خط انرژی= S ، جرم مخلوط آب و رسوب= P، شتاب ثقل= G ، معرف اندازه های قطر برای سقوط مواد بستری d=، = δ معرف توزیع اندازه ذرات مواد بـستری،p = جـرم مخـصوص رسوبات، Ps = فاکتور شکل ذرات، Sp=فاکتور سطح رودخانه، Sc= فاکتور نشت در کف رودخانه، =Fs غلظـت دبی مواد بستری Ct با توجه به مباحث ذکر شده می توان گفت که نیروی گریز از مرکز که از طرف ذرات آب درحـال حرکـت در طـول مسیر انحنایی اعمال می شود عامل تعیین کننده شرایط جریان در قوسها می باشد .
جریان موجی در پیچ ها ناشی از اثر متقابل اصطکاک ، نیروی ثقل و نیروی گریز از مرکز و نیروهای فـشار و اینرسـی در مایع درحال عبور می باشد سرعت آب در نزدیکی کف بستر بدلیل مقاومت و اصطکاک خیلـی کـم میباشـدضـمناً هرز آب در حال حرکت در پیچ ، علاوه بر نیروی ثقل ، تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز نیز می باشد که مـی خواهـد آنرا از مسیر حرکت مستقیم و محور جریان دور نماید.
جریان اصلی و نیروی گریز از مرکز سعی دارند ذره آب را به ترتیب درجهتهـای y,x هـدایت کنندکـه منجربـه بـرهم
خوردن تعادل دینامیکی در مقطع جریان می گردد که توزیع سرعت درجهات y,x ایجـاد یـک جریـان مـارپیچی سـه بعدی را برای جریانی ماندگار و زیربحرانی ایجاد میکند .
