بخشی از مقاله
چکیده
جریانهای واریزهای یکی از خطرناکترین انواع لغزشها است که عمدتا به طور ناگهانی رخ میدهد و خسارات بسیار هنگفتی را به بار میآورد. این جریانها از جمله خطرات طبیعی مناطق پر شیب و کوهستانی سراسر جهان به شمار میرود که دارای بار رسوبی زیادی میباشد. سیلابهای واریزهای حاوی ذرات رس و سیلت تا قلوه سنگ، درختان بزرگ و یا بخشهایی از ساختمان میباشد. این جریان با سرعت زیاد حرکت نموده و به دلیل وزن مخصوص و بار رسوبی بسیاربالا - دارای 70 تا 90 درصد بار رسوبی - قدرت تخریب بالایی داشته و میتواند قلوه سنگهایی بسیار بزرگ و سنگین را در مسیر جریان حمل کند.
عوامل موثر در تشکیل جریانهای واریزهای عبارتنداز : وجود شیبهای تند، پوشش گیاهی تنک، وجود سنگ فراوان همراه ذرات نرم و سنگهای دانه ریز و وجود رطوبت کافی و متناوب. نحوه شکلگیری، خصوصیات سیال، نوع رسوبگذاری، بار رسوبی، محاسبات مربوط به آورد دبی و همچنین کنترل و کاهش خسارات جریان های واریزهای تفاوت زیادی با سیلاب دارد. متاسفانه در ایران در اغلب مواقع کارشناسان در شناسایی این جریانها دچار اشتباه شده و رفتاری مشابه سیلاب با این نوع جریانها دارند. بنابراین شناخت ویژگیهای این نوع جریانها مهم و ضروری میباشد. در این مطالعه به معرفی سیلاب واریزهای و تحقیقات صورت گرفته بر آن پرداخته شده است.
-1مقدمه
جریان واریزه یک جریان سیلآسا و خروشان همراه با مخلوطی از آب، گل و لای و تخته سنگ است که به طور ناگهانی تحت تأثیر نیروی ثقل اغلب بر روی سطوح شیبدار با حجم زیادی پیشروی میکند این جریان ها حد واسط بین نزول ناگهانی سنگها - بهمن سنگ - و سیلاب مملو از رسوب هستند. به عبارت صحیح در یک جریان واریزه، مواد متحرک باید روان و مستعد جریان یافتن باشند و حداقل 50 درصد مواد باید قطعاتی به اندازه ماسه و یا بزرگتر باشند.
غلطت رسوبات در این نوع سیلاب زیاد است و تقریباً 30 تا 70 درصد حجم جریان را به خود اختصاص می دهد. با توجه به توضیحات فوق این پدیده یکی از شگفتیهای هیجانانگیز طبیعت است که باعث شده حس کنجکاوی محققان را در صدد اینکه چگونه این پدیده به وقوع میپیوندد، برانگیزد. این پدیده ابتدا در کشور ژاپن شناخته شد و به شکلهای مختلف، مردم را از خطرات آن آگاه کردند . - Takahashi, 2014 - وجود شیبهای تند، عدم وجود پوشش گیاهی گسترده، وقوع بارشهای شدید، افزایش ذوب برف ارتفاعات و وقوع سیلاب های بزرگ، ذخیرهی فراوانی از واریزه های سست و غیر چسبنده، منبع رطوبت فراوان و ... از علل اصلی ایجاد و جابجایی واریزهها است .
همچنین پیشآمدهای زمینی حوادثی چون زلزله، آتشفشان و ریزش دامنهها، گاه موجب تغییر و یا بسته شدن مسیر رودخانهها میشود و در این صورت آب از مسیر خارج شده و سیل ایجاد میکند. شکل 1 جریان واریزهای را نشان میدهد. جوامع از دیرباز به صورت تجربی با خطرات جریان واریزه سروکار داشتند و از مناطق مستعد این جریانها اجتناب میکردند اما با گذشت زمان و رشد جمعیت به این مناطق روی آوردند بدون اینکه زمان کافی برای درک و یا تجربه آن را داشته باشند. بشر از همان ابتدا از جریان واریزه به دلیل به بار آوردن فاجعهای سنگین بیمناک بوده است. سرعت و حجم جریان های واریزهای آنها را بسیار خطرناک میسازند این جریانها با بر جای گذاشتن میزان زیادی سنگ و شن باعث به بار آوردن خسارات زیادی میشود.
این خسارات شامل کشتار انسانها، تخریب خانهها و امکانات، خسارت به جادهها، زمینهای کشاورزی، سیستمهای تأمین آب، خطوط راه آهن و لولهها و بسیاری از خسارات دیگر است که تعیین آن دشوار است. در جوامع علمی به منظور پاسخگویی به چالشهای ارزیابی خطر این جریانها و برای جلوگیری از وقوع خسارات، این پدیده مورد مطالعه زمینشناسان، مهندسین ژئوتکنیک و هیدرولوژیستهای ماهر قرار گرفت. با توجه به توضیحات فوق میتوان به لزوم شناخت ویژگی های جریان واریزه و پیش بینی روشهای ایجاد آن، پی برد - . - Takahashi, 2014 شکل 2 تصاویری از خسارت جریان واریزهای را نشان میدهد.
-2روش پژوهش
روش تحقیق در پژوهش حاضر تحلیلی-توصیفی است. به منظور انجام این پژوهش به روش اسنادی به تهیهی اطلاعات و تجزیه و تحلیل و تلفیق آنها اقدام شده است. در مرحله اسنادی به گردآوری نقشه، مطالعات، نشریات، اطلاعات از کتب عکسهای هوائی و سایتهای اینترنتی پرداخته شده است.
-3بحث
3؛-1تحقیقات صورت گرفته بر روی سیلاب واریزهای Nikolopoulos و همکاران - 2014 - ، تأثیر عدم قطعیت تخمین بارندگی برای تعیین حد آستانه بارش برای وقوع سیلاب واریزهای را در حوضه بالادست رودخانه آدیجه در شمال ایتالیا ارزیابی کردند. یافتههای آنان نشان میدهد که با افزایش مدت زمان بارندگی، مقدار خطا در تخمین بارندگی کاهش مییابد. همچنین تخمین بارندگیهای کوتاه مدت با شدت بالا نسبت با بارندگی های بلند مدت با شدت کمتر با عدم قطعیت بیشتری همراه هستند.
Jomelli و همکاران - 2015 - ، اثر تغییرات زیست محیطی و آب و هوا را با استفاده از مدل بیزی سلسله مراتبی بر روی 124 مورد رخداد سیلاب واریزهای بین سالهای 1970 تا 2005 در 27 حوضه واقع در کوههای آلپ فرانسه ارزیابی کردند. آنها با لحاظ اثر عواملی نظیر تعداد روزهای بارانی، حداکثر دمای روزانه و تغییرات ریختشناسی حوضهها به عنوان متغیرهای اقلیمی و زیست محیطی نشان دادند که احتمال وقوع سیلاب واریزهای میتواند تا 77 درصد تغییر کند. Zhuang و همکاران - 2015 - ، در مطالعه بر روی تعیین حد آستانه بارندگی که منجر به رخداد سیلاب واریزهای در دره جیانجیا واقع در ایالت یوننان چین میشد، از دادههای بارندگی مربوط به 47 واقعه سیلاب واریزهای که در طول سالهای 1993تا 1994 و 1998 تا 2001 و 2004 تا 2006 جمعآوری شده بود استفاده کردند.
نتایج حاکی از آن بود که منحنی حد آستانه شدت- مدت میتواند در سطح احتمال 50، 70 و 90 درصد سیلاب واریزهای را تعیین کند. Guo و همکاران - 2016 - ، حد آستانه شدت-مدت بارندگیها را بر اساس 252 واقعه سیلاب واریزهای که پس از زمینلرزه رخ داد، بررسی کردند. نتایج نشان داد؛ رابطه I=5.25D-0.76، مدت زمان بارندگیهایی که منجر به رخداد این جریانها میشود، بین 1 تا 135 ساعت محاسبه میکند که در رابطه فوق I و D به ترتیب بیانگر شدت بارندگی و مدت زمان بارندگی هستند. wenlin و همکاران - 2012 - ، مدل کالمن را به منظور ارزیابی رخداد سیلاب واریزهای، در مناطقی از وایلین واقع در شرق تایوان در سالهای 2007 و 2008 به کار بردند.
آنها در مطالعه خود شش عامل شامل شیب متوسط، مساحت حوضه، مساحت مؤثر حوضه، بارندگی تجمعی، شدت بارندگی و شرایط زمینشناسی را به عنوان متغیر های ورودی به مدل در نظر گرفتند. طبق نتایج حاصل شده خطای نسبی مدل 65/4 درصد و احتمال پیش بینی جریان 96 درصد برآورد شد که با معرفی پارامتر های ژئوگرافی به مدل، شاخص خطا از 65/4 به 39/3 درصد کاهش و احتمال پیش بینی به 100 درصد افزایش یافت. Marra و همکاران - 2014 - ، محدودیت-های تخمین بارش با استفاده از رادارهای هواشناسی برای تعیین حد آستانه رخداد سیلاب واریزهای در حوضه بالادست رودخانه آدیجه واقع در شرق کوههای آلپ ایتالیا را بررسی کردند و حد آستانه شدت-مدت بارندگی را با استفاده از رادار و بارانسنجهای زمینی به دست آوردند.
آنها بارندگیهای تخمین زده شده از رادار با استفاده از الگوریتم تصحیح را به عنوان سناریوی مرجع در نظر گرفتند. یافتههای آنان نشان داد که استفاده از الگوریتم تصحیح دقت، تخمین بارندگی رادار را افزایش میدهد به علاوه حد آستانه حاصل از دادههای باران سنج، اختلاف زیادی با سناریوی مرجع داشت. Wenbo و همکاران - 2013 - ، از مدل GIS به منظور ارزیابی آنالیز حساسیت سیلاب واریزهای در استان سیچوان در چین استفاده کردند و اثر هفت عامل زیست محیطی شامل ارتفاع، شیب، جهت، تجمع جریان، پوشش گیاهی، نوع خاک و نوع استفاده از زمین را مورد بررسی قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که شمال شرق، مرکز و جنوب سیچوان خطرناکترین نواحی برای رخداد این جریانها هستند.
Shiuchen و همکاران - 2009 - ، در مطالعه بر روی تغییرات حد آستانه بارش برای سیلاب واریزهای، پس از زلزله چیچی در مرکز تایوان در سال 1999 نشان دادند که حد آستانه بارش برای سیلاب واریزهای، فقط پس از زمین لرزه چی-چی پایین آمد و به تدریج بهبود یافت. Jakob و همکاران 2005 - - ، حجم سیلاب واریزهای را در آینده با استفاده از رابطه بین حجم مورد انتظار از واقعه - دبی جریان - و زمان سپری شده از آخرین سیلاب-های واریزه، پیشبینی کردند. نتایج نشان داد، درصورتی که رابطه نرمالیزه شده بین دبی جریان و زمان سپری شده در دسترس باشد، با توجه به زمان سپری شده از آخرین سیلاب واریزهای، میتوان متوسط دبی کانال را تخمین زد.
Hirano - 1997 - ، در مطالعه خود در زمینه سیلاب واریزهای برای پیشبینی بارندگی بحرانی که منجر به رخداد سیلاب واریزهای میشود، از روش تجزیه تحلیل سیستم استفاده کرد . نتایج حاکی از این بود که در صورتیکه مقدار بارندگی در زمان تمرکز از مقدار مشخصی بر روی یک سطح شیبدار با شیب مشخص بیشتر شود، سیلاب واریزهای رخ میدهد و سپس نتایج مطالعه خود را به صورت یک مدل ریاضی برای آنالیز رواناب این سیلاب ارائه داد.
