بخشی از مقاله
چکیده
حفاظت سواحل رودخانه در برابر فرسایش و تخریب ناشی از جریان آب با استفاده از آب شکنها ازجمله روشهای متداول در مهندسی رودخانه تلقی میشود. آب شکنها به لحاظ ساختار، سازهای ساده و قابلیت سازگاری با شرایط متنوع رودخانهای با تعدیل شرایط هیدرولیکی و ایجاد جریان آرام، قدرت فرسایش آب و توان حمل مواد رسوبی را کاهش داده و زمینه مساعدی برای رسوبگذاری و تثبیت کنارهها فراهم می آورد. آب شکنها برحسب مورد و شرایط رودخانهای و اهداف مورد نظر در شکلها و انواع مختلف طراحی و احداث می گردد.
رودخانه کشکان در استان لرستان یکی از شاخههای مهم و پرآب حوزه آبریزکرخه میباشد. این رودخانه در بازه مجاور روستای بزرگ مورانی سبب فرسایش شدید کناره گردیده و علاوه بر از بین بردن زمینهای مستعدکشاورزی، نقاط جمعیتی را مورد تهدید قرار داده بود. بنابراین، پس از اجرای ناموفق چند طرح از جمله دیوار سازی، اهداف ساماندهی آن با استفاده صحیح از پارامترها و شرایط هیدرولیکی و مورفولوﮊیک با طراحی و اجرای مناسب اصلاح مسیر و آب شکن به نتیجه رسید که علاوه بر کنترل فرسایش، حدود سه هکتار از اراضی حاشیه رودخانه بازیافت و کاملا تثبیت گردید.
کلید واﮊه ها: آبشکن، مهندسی رودخانه، آبشستگی، ریپ رﭖ، فیلتر، کف بند حفاظتی.
١- مقدمه
شرایط هیدرولیکی و مورفولوﮊیکی رودخانه برای طراحی معماری، سازهای و هیدورلیکی آبشکنها از نکات بسیارظریف و با اهمیت میباشد. این سازهها تحت تاثیر پدیده فرسایش ناشی از تمرکزجریان بخصوص درقسمت دماغه بوده و افزایش تنشهای ناشی ازسرعت و وقوع جریان چرخشی منجر به تشکیل چاله فرسایش گردیده و استحکام سازه را به مخاطره میاندازد. از دیدگاه کلی، آبشکنها به دو گروه عمده شامل باز و بسته تقسیم میشوند.آبشکنهای بسته و یا نفوذناپذیر، برای دورساختن جریان ازساحل رودخانه با ایجاد شرایط مساعد در رودخانههای با بار بستر زیاد نظیر رودخانههای شریانی میتوان ازآنها استفاده نمود. در این سازهها سرعت جریان درمیدان آبشکن تقلیل یافته و با ترسیب مواد رسوبی، شرایط لازم پایداری درامتداد کنارهها فراهم میگردد.آبشکنهای باز یا نفوذپذیر معمولا برای رودخانههایی که دارای بارمعلق زیاد میباشند ازآنها میتوان بهره جست]١.[ باتوجه به نوع مواد رسوبی برای بازه مورد مطالعه، آبشکن بسته انتخاب گردیده است. در این مقاله، پس از معرفی رودخانه و بازه مورد مطالعه، مراحل و روشهای طراحی این سازه آورده شده است.
٢- محدوده موردمطالعه
رودخانه کشکان از شعب مهم کرخه میباشدکه آبهای منطقه وسیعی از استان لرستان را جمع آوری مینماید. شاخه اصلی این رودخانه کاکارضا میباشد و به ترتیب از بالادست، شاخههای دوآب الشتر، خرم آباد، چولهول و مادیان رود را دریافت و در جنوب غربی پلدختر به سیمره متصل شده و سیمره پس از دریافت زال به کرخه تغییر نام مییابد. طول رودخانه کشکان٢٤٠کیلومتر و مساحت حوضه آبریزآن٩٤٠٠ کیلومترمربع میباشد. این رودخانه دربعضی نقاط کوهستانی و دربازههایی بعلت خصوصیات مورفولوﮊیکی شریانی و در نقاط دیگر سیلابدشتی ومئاندری میباشد]٢.[ یکی ازنقاط حساس رودخانه، منطقه مورانی درنزدیکی شهرستان پلدختر میباشدکه روندتخریبی آن علاوه بر از بینبردن اراضی حاشیه رودخانه، مناطق جمعیتی دهستان بزرگ مورانی را نیز به مخاطره انداخته است.
٣- مبانی طراحی
٣-١- اطلاعات موجود
-آبدهی متوسط سالانه رودخانه کشکان درطول دوره آماری ازسال آبی ٣٥-٣٤ تا ٧٦-٧٥ برابر با ٩/٥١ مترمکعب برثانیه میباشد]٢.[ ازتجزیه وتحلیل آمار دبیهای حداکثر لحظهای نزدیکترین ایستگاه هیدرومتری به منطقه مورد نظر یعنی ایستگاه پلدختر با استفاده ازنرم افزارهای HYFA وHFA ،دورههای بازگشت مختلف آن با توزیع لوگ پیرسون تیپ سه به شرح جدول - ١ - است]٢.[
-با توجه به اینکه دبی با دوره بازگشت ٢٥ ساله ملاک طراحی کارهای ساماندهی رودخانه می باشد بنابراین دبی ١٩٣١ متر مکعب بر ثانیه بعنوان دبی طراحی منظور گردید.
-به منظور تعیین منحنی دانه بندی مصالح بستر در منطقه مورد مطالعه از هفت نقطه بستر نمونه برداری شد
ﻭمنحنی مربوطه رسم ونتایج زیر از آن اخذ گردید:
- پروفیل طولی رودخانه به طول ٢٠ کیلومتر و مقاطع عرضی به فواصل ١٥٠ تا ٥٠٠ متر بصورت زمینی از منطقه مورد مطالعه تهیه گردید. شیب کلی رودخانه براساس پروفیل طولی حدود ٠٠٢٨٦/٠ و در بازه مورد مطالعه ٠٠٤٣/٠ برآورد شده است.
٣-٢- تعیین عرض بهینه آبراهه
عرض بهینه مناسب بر اساس عرض نرمال برای اهداف ساماندهی و به عبارتی عرض نظیر مجرای اصلی که قادر است دبی غالب را از خود عبور دهد قلمداد مینمایند.[ 3,4] برای انجام طرح بایستی ابتداعرض بهینه را مشخص نمود. تنظیم راستا و امتداد دیوارهها نسبت به یک محور مناسب ضروری میباشد.شعاع انحناﺀ باید در حدود متوسط شعاع در پیچ های مختلف و پایدار رودخانه باشد. هرچه پیچ تندتر باشد امکان تخریب سازههای حفاظتی بیشتر بوده و از جنبههای اقتصادی نیز، بین شعاع انحناﺀ با ارتفاع ماکزیمم دیواره خارجی و فاصله آبشکن روابطی وجود دارد. بررسیهای انجام شده نشان میدهد که شعاع انحناﺀ پیچ - R - ضریبی از عرض رودخانه - W - میباشد.
عموما نسبت - R/W - بین٥/١ تا ٣/٤میباشد. اگرچه این نسبت از٥/١ تا١٠ نیز مشاهده شده است. ولی در اکثر رودخانهها به نسبت ٢ تا٤ میرسد. متوسط این مقدار برای شرایط تعادل رودخانه ٧/٢ میباشد]١R .[ انتخاب شده برای این بازه٢٥٠متر است که با نسبت تعادل٧/٢ مقدار W برابر ٦/٩٢ متر انتخاب میگردد. بنابراین، برای بازه مسیررودخانه کشکان در منطقه مورانی کوچکترین عرض انتخابی ٩٥ متر و نسبت - R/W - آنها ٦٣/٢ بدستآمده است.
علاوه برآن برای تعیین عرض بهینه از روابط مختلفی استفاده میشود که دربعضی ازآنها دبی غالب و در بعضی دیگر دبی مقطع پر و همچنین دبی با دوره بازگشت ٣٣/٢ سال - معادل دبی متوسط سیل سالانهای که از توزیع گامبل تبعیت میکند - استفاده مینمایند]٢.[ در این طرح از دبی ٢٥ ساله استفاده گردید. با جاگذاری این دبی در چند رابطه جوابهای بدست آمده چندان معقول به نظر نرسید که از آن جمله روش وارگادالام١ که براساس پارامتر شیلدز محاسبه میگردد ٢٥٧ متر حاصل گردید]١.[ با بررسی سیلابهای گذشته نزدیکترین جواب برای عرض آبراهه فرمول اصلاحی لسی٢ میباشد]١.[
