بخشی از مقاله
درآمدي بر تحليل سازه هيدروليکي شترگلوها، مطالعه موردي شترگلوي ماهان
چکيده
ايران کشوري است که جزو مناطق خشک و نيمه خشک جهان محسوب ميشود. کم آبي در همه ادوار مشکل بزرگي بوده است که ايرانيان با آن سرو کار داشته و توانسته با تکيه بر دانش فني و مهندسي،اين مشکل را حل نموده و به استفاده بهينه از منابع آب نيز اهتمام ورزند. در حقيقت همين کم آبي است که باعث پيشرفت هاي علمي و تکنيکي در زمينه هاي متعدد ازجمله حفر قنات ها، احداث آسياب هاي آبي، احداث سد و بند و... نيز شده است . از جمله اين ابتکارات ، احداث سازه آبي شترگلو نيز ميباشد. شترگلو نوعي سازه آبي سنتي است که کار انتقال آب را از مکاني به مکان ديگر انجام ميدهد، به نوعي که اگر در مسير آب موانعي مانند جاده ، رودخانه و... قرار گرفته باشد، به گونه اي که سطح مانع از مسير آب پايين تر باشد، ميتوان با احداث شترگلو به راحتي آب را منتقل نمود. عملکرد شترگلوها به عنوان سازه هاي آبي سنتي، به نوعي شبيه به عملکرد سيفون هاي معکوس به عنوان سازه هاي آبي امروزي ميباشد، و در حقيقت ميتوان شترگلوها را مادر و نمونه اوليه در ساخت سيفون هاي معکوس به حساب آورد. در اين مقاله سعي بر آن شده است تا با استفاده از روش هاي کتابخانه اي و تحليلي، علاوه بر بررسي ساختار و سازه ي شترگلو، به تحليل هيدورليکي آن با استفاده از قوانين و دانش امروزي نيز پرداخته و از ديدگاه مهندسي هيدروليک ، اين سازه آبي سنتي را مورد تجزيه و تحليل قرار دهيم . هدف از نگارش اين مقاله ، معرفي دقيق ساختار و عملکرد شترگلو از نظر مهندسي هيدروليک و بررسي تفاوتها و شباهتهاي شترگلو با سيفون معکوس ميباشد.
مقدمه
از ديرباز همواره ايرانيان در پي حل مشکل کمبود آب و مسائل مربوط به آن بوده اند. خوشبختانه در اين راه با درايت و زيرکي تمام به دست آوردهاي بزرگي همچون حفر قنات و ساخت سازه هاي آبي همچون شترگلو نيز دست يافته و شاهکارهايي بينظيري در زمينه احداث سازه هاي هيدروليکي نيز خلق نمودند. همانگونه که اشاره شد، يکي از اين شاهکارها سازه آبي شترگلو ميباشد، که با احداث اين سازه توانستند به راحتي آب را از موانع موجود بر سر راه خود عبور داده و به مقصد مورد نظر هدايت نمايند. بررسي و تحقيقات صورت گرفته در اين راستا، نشان ميدهد که تا کنون مطالعات خاصي چه از لحاظ تئوري و چه از لحاظ آزمايشگاهي در مورد ويژگيها و مشخصات هيدورليکي شترگلوها انجام نشده است . و صرفاً به معرفي مختصري از اين سازه آبي تاريخي و به بررسي مواد و مصالح به کار رفته ، و روش ساخت آن نيز، بسنده نموده و تا کنون به معرفي و تحليل و بررسي هيدروليکي آن نپرداخته اند.
حال در اين مقاله سعي بر آن شده است که با استفاده از روش هاي کتابخانه اي و تحليلي، به مطالعه ، بررسي و تحليل سازه هيدروليکي شترگلوي ماهان به عنوان نمونه موردي پرداخته و و در نهايت به بيان شباهتها و تفاوت هاي آن با سيفون هاي معکوس نيز خواهيم پرداخت .
معرفي سازه تاريخي شترگلو:
شترگلو نوعي سازه آبي تاريخي و شيوه اي بسيار کهن است که هزاران سال قبل ايرانيان ، مبدع آن بوده اند. پيشينه اين سازه آبي چندان شناخته شده نيست و نميتوان به يقين گفت که مربوط به چه دوره اي ميباشد، اما در در دشت علامرودشت در شهرستان لامرد، جنوب استان فارس ، وجود بقايايي از يک کانال زيرزميني براي انتقال آب از زير رودخانه که اصطلاحاً به کانال
«شترگلو» معروف مي باشد، ديده شده است که اهميت آن متعلق بودن اين کانال به دوره هاي اشکاني- ساساني است . اين کانال که از سنگ هاي لاشه و ملات ساروج ساخته شده است ، به ابعاد دو در يک متر در کنار رودخانه باقي مانده است . که البته از ارتفاع آن نيز دو متر نمايان است و متأسفانه اين سازه آبي به شدت مورد تخريب واقع شده است .( سند ثبتي سازمان ميراث فرهنگي، ١٣٨٠). و از نمونه هاي خوب باقي مانده نزديک تر به دوران معاصر ميتوان به شترگلوهاي شاه عباسي و فتحعليشاهي باغشاه فين کاشان اشاره نمود که به ترتيب مربوط به دوران صفوي و قاجار ميباشند.
تصوير شماره (١): کانال شترگلوي دشت علامرودشت
در گذشته به ويژه براي عبور آب از موانعي مانند حصار و خندق شهرها، از اين سازه استفاده نموده و آب را از زير زمين عبور ميدادند. بدين صورت که مقنيان در مسير حرکت آب ، وقتي به ديوار حصار يا خندق ميرسيدند، زمين را کنده و از طريق ايجاد مجرايي به صورت نيم دايره در عمق زمين ، پهناي خندق را مي گذشتند و آن سوي حصار يا خندق ، آب را از دل زمين بيرون ميآوردند. ساختار اين سازه در گذر زمان روندي تکاملي داشته است و در روزگار شکوفاييش ، پيچيدگي ساختماني آن شگفت انگيز بوده است .
براي ساخت اين سازه آّبي نخست ، در پهنا و از کف جاده يا همان مانع ، براي کوره (آبراهه ي افقي) به اندزه اي که يک ناي/کول بيضي شکل در آن جاي گيرد، ١/٨ـ٢متر، گود برداري ميکنند. آن گاه از دو سو ديواره ي همان مانع را در راستاي کوره ، نيمگرد ميتراشند تا به کف کوره برسند. کف آبراهه ي افقي را شفته ميريزند و کول هاي بيضي را کنار هم ميچينند. پس از اين کار درز و شکاف ميان آن ها را با ساروج آب بندي ميکنند. هنوز تا کف مانع ٤٥-٥٠ سانتيمتر حدوداً جا مانده است که اين فاصله را با ساروج و شفته پر ميکنند تا هموار شود. با اين کار زير، بالا و پهلوي کول در لايه اي از ساروج و شفته پوشيده ميشود و ديگر هرگونه رخنه اي از ميان ميرود. سپس به ساخت دو چاهي ميپردازند که از يکي آب با فشار بسيار زياد پايين ميرود[چاه نر(nar)] و از ديگري آب بالا ميآيد[ چاه لاس (las)]. در اين چاه ها از ناي گرد استفاده ميشود و آن ها را به فاصله ١٥ تا ٢٠ سانتيمتر ميچينند که بعدًا اين فاصله را با ملات (شفته و ساروج ) آب بندي ميکنند. هميشه چاه لاس از چاه نر کوتاهتر است .
چون نيروي ثقل تنها انرژي براي انتقال آب بود، بنابراين سطح ورودي آب را از سطح خروجي سر ديگر اين نيم دايره در تراز بالاتر مي ساختند، تا بدين ترتيب آب به طور طبيعي از سوي ديگر خارج گردد. اکنون دو چاه و يک آبراهه افقي بر روي هم ساختاري پديد آورده اند که آب فرو رونده در چاه نر، با فشار، کوره را مي پيمايد و از چاه ديگر(لاس ) بالا ميزند.(پاپلي يزدي،١٣٧٩).
مراحل احداث سازه شتر گلو را ميتوان به صورت ساده چنين بيان نمود:
علاوه بر اين روش احداث سازه که به نظر ميرسد بيشتر براي مسيرهاي نسبتاً کوتاه استفاده ميشده ، از روش هاي ساخت پيچيده تري نيز در ساخت شترگلوها استفاده گرديده است ، از جمله شترگلوي دره لامکشان نزديکي شهر محلات ، که از ساختار پيچيده اي برخوردار است . آب پس از ورود به چاه نر، وارد کانال شترگلو شده و ۱۵ متر جلوتر به تيغه سنگي رسيده ، در اينجا کوره نيز دو شاخه مي شود که براي شکستن چوب هايي که آب با خود ميآورد،کاربرد دارد. پس از ۳ متر دوباره کوره به هم متصل مي گردد. حدود هشت متر جلوتر از آن به جايي به نام آشغال گير ميرسيم . اتاقکي حدود سه متر در سه متر، به صورتي ساخته شده است که اشياء سبک تر و شناور در آن جا انباشته مي شوند. پس از آن کوره پيچ مي خورد و انحنا دارد، که اين منحني براي کاهش سرعت آب طراحي شده است . سپس آب وارد چاهي به عمق ١.٥ متر مي شود که تنوره خشک نام دارد. اين چاه براي جمع آوري اجسام سنگين مانند سنگ هاي حمل شده در شترگلو محسوب مي شود. در نهايت آب به سمت چاه خروجي يا همان چاه لاس راهي شده و به بيرون هدايت مي
شود. (رحمان نژاد،١٣٨١).
تصوير شماره (٤): شترگلوي دره لامکشان (پاپلي يزدي،١٣٧٩)
در استان کرمان در گذشته که هنوز طرح لوله کشي آب اجرا نشده بود، از اين سيستم کارآمد بسيار استفاده شده است . به عنوان مثال براي آب رساني به آب انبارهاي محله خواجه خضر در شهر کرمان از اين سازه استفاده ميشده است . به طوريکه بين محله هاي خواجه خضر و قبه سبز، حصاري به ارتفاع ١٠ متر وجود داشته که در پشت آن خندقي به عمق ٥ متر و عرض ١٠ متر حفر گرديده بود. با احداث شترگلو در کف خندق وايجاد دو چاه (چاه نر در محله قبه سبز و چاه لاس در محله خواجه خضر)، آب پس از عبور از اين سازه به محله خواجه خضر رسيده و آب انبارهاي مورد نظر را مشروب مينموده است . (دانشور، باستاني پاريزي، ١٣٨٨).
علاوه بر آن در شهر ماهان واقع در استان کرمان ، نمونه اي از اين سازه آبي وجود دارد که به دليل اهميت آن ، بنايي که اين سازه آبي در زير آن بنا ساخته شده به همين نام شهرت يافته است . اين سازه متعلق به دوره قاجار بوده و حدود ١٨٠ سال پيش ساخته شده است .
در گذشته قنات يکي از مهم ترين منابع تأمين آب مورد نياز در شهر ماهان محسوب ميشده است . از جمله قنات هاي مشهور، قنات وکيل آباد است که در مسير خود به بناي شترگلوي ماهان ميرسيده است . براي عبور آّب از ميان اين بنا، سازه آبي شترگلو احداث گرديده به طوري که آب پس از عبور از اين سازه آّبي در زير بنا، از طريق چاه خروجي يا همان فواره واقع در فضاي مرکزي، وارد فضاي حوض خانه شده و پس از سرريز شدن از فواره و پر نمودن حوض ، در آبراه دور حوض جاري و از طريق کانال به حياط غربي هدايت ميشده است .
