بخشی از مقاله
چکیده
کمبود بارش در کشورمان اهمیت برنامهریزی و استفاده بهینه از منابع آبی را برای ما دوچندان نموده است بطوریکه بدون استفاده از تکنیک و برنامه صحیح در مناطق خشک کشور استقرار بسیاری از نباتات مثمره مشکل یااصولاً امکان پذیر نیست. آب منبع حیات و عامل رشد و توسعه جوامع بشری است. همه صاحب نظران بر این باورند که کشورمان از این موهبت الهی کم بهره است و در کمربند خشک و نیمهخشک با آن دست و پنجه نرم میکند. در مناطق کم بارش، جمع-آوری و ذخیرهسازی آب باران در توده خاک با استفاده از سامانههای کوچک مقیاس سطوح آبگیر باران میتواند بخشی از آب مورد نیاز گیاهان را تأمین و موجب افزایش تولیدات گیاهی شود. در این پژوهش به بررسی مشکلاتی که رسوبات سیلاب برای نفوذ آب به زمین ایجاد می کند میپردازیم و معادله هورتون را برای نفوذ آب در زمین معرفی مینماییم. در ادامه به بررسی تغییرات نفوذ با ایجاد حفره میپردازیم که نتایج حاکی از آن است که تأثیر عمق نبست به تغییر شعاع حفره بسیار بیشتر و بیش از دو برابر است و با ایجاد حفره ای به شعاع 10 سانتیمتر و عمق 20 سانتیمتر دبی زمان نفوذ را برای حجم معین 20 لیتر از آب را می توان از 22 دقیقه به 5 دقیقه کاهش داد.
واژههای کلیدی: حفره، سیلاب، عمق، فرونشست، معادله هورتون.
الف- مقدمه
از ابتدای تاریخ تا به امروز انسان با استفاده از ابزارهای گوناگون اقدام به شناخت محیط اطراف خویش به منظور بهره برداری از منابع سرزمین در راستای تأمین معاش و احتیاجات اولیه خود نموده و همواره خود را با محیط و مشکلات آن سازگار کرده است. یکی از مشکلاتی که انسانهای مناطق خشک و بیابانی با آن مواجه بودهاند، کمبود آب جهت شرب و عملیات کشاورزی بوده است. کشور ما نیز یکی از مناطق خشک و نیمهخشک دنیا است که نیاکان ما تدابیر ویژه ای جهت مقابله با پدیده خشکی و خشکسالی به کار بستهاند. احداث قنات، آب انبارها، سکوچینی روی دامنهها و احداث باغات دیم روی آنها، نمونهای از این تدابیر است.
در دهههای اخیر بررسیها و تحقیقات گوناگونی براساس نیازهای محلی و ملی و در زمینه مقابله با خشکی و خشکسالی انجام گرفته است که دستاوردهای مختلفی جهت بهرهوری بهینه از این منابع خدادادی داشته است. شواهد تاریخی حاکی از آن است که سکونت و کشاورزی در دنیای قدیم به طور عمده محدود به نواحی دارای اقلیم خشک و نیمه خشک به ویژه در خاورمیانه بوده است - قیطوری و همکاران،. - 1391 در کشور ما میتوان میزان تبخیر و تعرق واقعی را حدود 73 درصد میانگین بارش برآورد نمود که برای مدیریت آن هم نیاز به برنامهریزی میباشد. جلوگیری از اتلاف این منبع و ذخیرهسازی بخشی از آن در لایههای خاک امری مهم میباشد که نیاز به برنامهریزی اصولی و صحیح دارد.
هر ساله سیل خسارات زیادی به مزارع ، زمینهای کشاورزی ،راهها ، سدها، پلها و جادهها شده و در برخی موارد باعث مرگ بسیاری از انسانها و دامها میشود. طبق تعریف فرهنگ آبشناسی یونسکو سیل عبارتست از افزایشمعمولاً کوتاه مدت در سطح تراز آب یک رودخانه تا اوجی که سطح تراز آب از آن اوج با آهنگی آهسته تر عقب مینشیند .طبق تعریف دیگری سیل عبارتست از اضافه جریان آب نسبت محدوده معمول رود یا حجمی از آب . سیل ممکن است در اثر بروز یک بارندگی شدید و یا مستمر و یا ذوب ناگهانی برف ها در یک حوضه آبخیزی و یا در نتیجه شکسته شدن یک سد به وقوع بپیوندد . به هر حال بروز سیل و سیلاب باعث تخریب و ایجاد خسارت و تلفات به مراکز انسانی و سازه های مسیر سیلاب میباشد - مختاری، . - 1388
یکی از سادهترین و قدیمیترین روشهای بهرهبرداری از نزولات آسمانی، جمع آوری سیلاب و ذخیره آن در خاک است. با آنکه آثار شبکههای جمعآوری سیلاب در نقاطی چند در کشور دیده میشود، مع ذالک آثار مدونی از روش کشت و باردهی آنها موجود نیست. کشاورزان بلوچستان وکرمان با استفاده ازهوتک - پشتههای خاکی - یا بند سارهای استان خراسان سیلاب را جمعآوری و به این صورت در مناطقی که بارندگی ،F، سالیانه آنجا کمتر از 100 میلیمتر است گندم تولید می-نمایند - میرجلیلی و همکاران،. - 1385آبخیزداری به طور جدی از سال 1375 در سراسر کشور با احداث بندهای کوچک رسوبگیر و تأخیری، خشکهچین، چوبی و چپری، گابیونی در سر شاخهها و آبراهههای فرعی آغاز شد - مختاری، . - 1388
در مناطق شهری نیز یکی از روش های مورد استفاده حفر گودالهای نفوذپذیر است. این گودالها در نقاطی حفر میگردند که آب زیر زمین زیاد بالا نباشد و زمین از تشکیلاتی دانه درشت مانند شن و ماسه تشکیل شده باشد. بهر حال این گودالها را پس از خاکبرداری با مواد دانه درشت و کاملا نفوذپذیر پر میسازند و سپس سیلابها را به طرف آنها روانه میسازند. روش دیگر حفر چاهها با حفرههای قابل توجه این چاهها نیز در زمینهایی با دانه بندی درشتو معمولاً در معابر بنبست و باریک احداث شده و روان آبهای سطحی را به داخل آنها هدایت میکنند. روش نوینتر ساخت کانالها و نهرهای نفوذپذیر است که اینگونه کانالها در برخی از کشورهای اروپایی طراحی و احداث شدهاند.
در اینگونه مجاری دفع آبهای سطحی، کف بستر کانالها را با مواد درشت دانه پر میکنند و یا آنکه در بستر آنها لولههایی سوراخدار از جنس پی.وی.سی نصب میکنند تا آب را از سطح معابر جمع آوری کرده و به داخل زمین نفوذ دهند. پارامترهایی همچون برگاب، نفوذ، ذخیره آب در چالههای سطح زمین و پروفیل خاک، و تبخیر و تعرق از مجموعه عواملی است که مانع تبدیل مستقیم بارش به رواناب میشود - مختاری، . - 1388. نتایج پژوهشهای انجام گرفته توسط محمد ولی سامانی و فرشاد - Samani & Farshad ,2005 - نشان میدهد، سدهای نفوذپذیر میتوانند جایگزین سدهای نفوذ ناپذیر شوند.
در این شرایط جریان طبیعی رودخانه قطع نمیشود و به علت تصفیه خودکار آب رودخانه، زیست بوم محیط حفظ خواهد شد. به علت نفوذپذیری سدهای پاره سنگی، ارتفاع این سدها نسبت به موارد مشابه نفوذ ناپذیر - سدهای خاکی و بتنی - کوتاهتر شده و به حجم مخزن کمتری نیاز خواهد بود. بوئرز جمع آوری جریانات کوچک از سطح خاک و آب چشمهها و جویبارهای کوچک را به عنوان طرحهای جمعآوری آب باران ذکر کرده و معتقد است در مناطق خشک و نیمهخشک اجرای چنین طرحهایی بسیار مفید بوده و یکی از روشهای اقتصادی تامین آب است . - Ben -Asher Boers 1980 - حاجی هاشمی و همکاران در تحقیقی میزان تأثیر پخش سیلاب
