بخشی از مقاله
چکیده
بررسی تأثیر نوع گونه گیاهی و الگوی کاشت در تلفیق آن با روشهای مکانیکی غیر سازهای، در کاهش فرسایش کناری رودخانه از جمله مواردی هستند که بصورت پروژه های موردی برای رودخانه های معرف کشور قابل مطالعه میباشند. در این تحقیق، روش بیومهندسی برای تثبیت بیولوژیکی حاشیه رودخانهها در مناطق خشک و نیمه خشک برای بررسی و معرفی مناسبترین شیوه بیولوژیکی از نظر تراکم و ترکیب گیاهی اجرا میشود. ابتدا با شناسایی محل اجرای طرح از رودخانه های منطقه بازدید به عمل آمد پس از بازدید از چند حوضه ، رودخانه جمعه باز انتخاب گریدد. سپس دیواره کناره رودخانه شیب دهی شده و پوشش گیاهی در قالب 7 واحد پیشبینی شده شامل: - a درخت با فاصله 2×2 متر، - b درختچه با فاصله 1×1 متر، - c بوته، - d ترکیب درخت و درختچه با فواصل 1×1 متر، - e ترکیب درختچه و بوته با فواصل 1×1 متر برای درختچه، - g گونه علفی - f شاهد، در کناره رودخانه اجرا گردید - شدت و نوع فرسایش بهعنوان متغیر وابسته و نوع گونه گیاهی، رشد سالانه، تراکم و ترکیب گیاهی به عنوان متغیرهای مستقل در این طرح میباشد - .
گیاهانی که به عنوان گیاهان پوشش دهنده کشت می شود می توان توسکا ،پوشش علفی و درختچه ای را نام برد . مقاومت برشی خاک دارای ریشه گونه توسکا بوسیله دستگاه برش مستقیم آزمایش و محاسبه گردید.نتایج آزمایش کشش نشان داد که حداکثر مقاومت کشش نمونه های توسکا 42 /82 مگاپاسکال می باشد. در نمونه برداری سوم که انجام گرفت میزان فرسایش در - علف و بوته110 درخت 90 و درختچه 100 و سه اشکوب درخت ، درختچه و بوته 40 و دو اشکوب بوته و درختچه 70 دو اشکوب درخت و بوته 60 و دو اشکوب درخت و درختچه 80 متر مکعب در هکتار - بوده است که نقش پوشش گیاهی و تثبیت بیولوژیکی در کاهش حجم فرسایش را میتوانیم در عرصه مورد تحقیق مشاهده نماییم و پوشش گیاهی منتخب علاوه بر حفظ خاک از لحاظ گسترش و زنده مانی و مقاومت در مقابل جریان آب و خمیدگی نتایج خوبی را نشان داده است و می توانند برای اکثر دیواره های رودخانه ها در استان توصیه نمود.
کلید واژه: حفاظت خاک،مهندسی رودخانه،فرسایش ،تثبیت بیولوژیکی،گیلان،شاخرز .
-1 مقدمه
نقش پوششگیاهی در حفاظت و تثبیت دیواره و سواحل رودخانه و دریاها به طور گستردهای توسط محققان در اقصی نقاط جهان مطالعه شده و همگی آن را به عنوان یک گزینه اقتصادی و زیستمحیطی شناختهاند. این روش قدرت و قابلیت تجدیدحیات و بازسازی به صورت طبیعی را دارد. تاثیر پوششگیاهی در حفاظت دیوارهها بیشتر توسط گروه مهندسی ارتش آمریکا مورد مطالعه قرار گرفته است - . - 5اندامهای بیرونی گیاهان در حاشیه رودخانهها باعث افزایش زبری و کاهش سرعت جریان آب و در نتیجه کاهش انرژی تنشبرشی آن میشود و مقاومت هیدرولیکی فوق سبب جذب و تهنشست مواد رسوبی معلق در کناره رودخانهها شده، در نتیجه باعث کنترل عرض و افزایش پایداری دیوارهها و در کناره رودخانه ساحل جدیدی ایجاد میشود. علاقهمندی به ساماندهی و زیباسازی رودخانهها و مجاریطبیعی روز به روز از طرف مراکز عمرانی و مدیریتهای منابعآب در حال فزونی است.
یکی از مسائل مهم در مهندسی رودخانه حفاظت از سواحل رودخانه ها، استفاده از روشهای بیولوژیکی است. وجود پوششگیاهی در حاشیهرودخانهها باعث کاهش سرعت جریان در هنگام سیلابی و جلوگیری از فرسایش رودخانه میشود - . - 15A.Bron1998اسمیت و مورگان - 1980 - اثر پوشش گیاهی بر نیروهای وارده بر زمین را مورد بررسی قرار داده و نشان دادند که پوشش گیاهی با جذب مستقیم نیروهای وارده از سطح خاک که بوسیله عابرین، احشام و وسایل نقلیه ایجاد میشود، اثر تخریبی نیروهای مخرب را کاهش داده و انسجام خاک را حفظ میکند - . - 5 هزینههای پایین روشهای بیومهندسی از مزایای این روشها در برابر روشهای مکانیکی است اما در برخی موارد این روشها بسیار پرهزینه است. . - 19 - دسترسی آسان به آب از ویژیگی عرصهها بوده و طی یک تفکر جامعهنگر و برخوردار از برنامه سامانده، با بکارگیری این اراضی به نتایج اقتصادی خوبی در تولید چوب دست یافت. . - 16
از آنجاییکه جنگلهای رودخانهای به اهداف مختلفی ایجاد میشود، بسته به نوع و موقعیت آبراهه مکانهای مختلف برای توسعه جنگلها پیشنهاد می-گردد. - . - 13یکی از ویژگیهای مهم رودخانهها وجود انواع پوششهای گیاهی - بلند، کوتاه، متراکم و پراکنده و ... - در بستر و کناره آنها می-باشد. این پوشش باعث اضافه شدن زبری مسیر جریان و هدر رفت انرژی آب، کندی جریان و بالاآمدن سطح آب رودخانه و جاری شدن آب به پهندشتها میشود. بالا آمدن سطح آب در مواقع سیلابی خسارات مالی و جانی را به دنبال دارد. . - 22 - بیوشاپ و استیوندر سال 1964 نشان دادند که درختان بزرگ میتوانند فشار معمول بر روی یک شیب را تا 5 کیلونیوتن بر متر مربع افزایش دهند اما بیشتر از نصف آن برای افزایش در مقاومتبرشی خاک شرکت نمیکنند. . - 6 -
عمل ریشه باعث تحکیم خاکدانه و بهبود ساختمانخاک شده و سبب افزایش مقاومت دیواره میگردد. تلوری - 1383 - اعلام میدارد عمل ریشه باعث تحکیم خاکدانه و بهبود ساختمان خاک شده و سبب افزایش مقاومت دیواره می-گردد. ریشهها ممکن است باعث مسلح شدن بیولوژیکی خاک و افزایش تحمل تنشبحرانی و مقاومت کششی آن شود و گسیختگی دیواره را در اثر لغزشهای کم عمق توده خاک روی شیبدیواره به شدت کاهش دهند. اندام بیرونی گیاه، باعث افزایش زبری دیواره و کاهش سرعت و تنشبرشی جریان میگردد. ابراهیمی و همکاران - 1386 - بر اساس گزارش لوگهلم و واتسون، که مقاومتکششی ریشه نهال کاج رادیاتا Pinus radiata را در زمانهای مختلف بعد از قطع شدن درختان اندازهگیری واعلام گردید که مقاومت ریشههای زنده بیشترازریشه-های مرده است و هر قدر از زمان مرگ آنها بگذرد مقاومتشان کمتر میشود. . - 21
فتحیمقدم - . - 1386 با استفاده ازمدلآزمایشگاهی به بررسی ضریبزبری گیاهگز رودخانهای Tamarix hispida مطالعاتی انجام داده است. این گیاه بومی حاشیه رودخانه کارون بودهاست آزمایشات انجام شده بر روی مدل فیزیکی و نمودارها بدست آمده میتوان نتیجه گرفت ضرایبزبری گیاهان تابعی از شرایط جریان نظیر سرعت، عمق، شعاعهیدرولیکی و تابعی از نوع پوششگیاهی است. کوئین و یون - - 1979، متدی را جهت تخمین سختی جریان غرقابی و برای گیاهان علفی خمشپذیر توسعه دادند . بر اساس تجربیات با بکارگیری فلومهای آزمایشگاهی وعملکرد نسبی سختی برای رژیمهای آرام و موجی جهت محاسبه Re، شدت آنرا مورد بررسی قرار دادند. کووئن و فتحی - - 2000، تحقیقات خود را را بر روی درختان مخروطی بالغ گسترش داده، و همبستگی دادههای اصطکاک را با سرعت عادی جریان وشاخصهای گیاهی مانند شکل، قابلییت خمشپذیری و بیوماس را مورد بررسی قرار دادند - . - 21استفان - - 2000،
درخصوص سرعت جریان و قدرت کشندگی در یک مجرای آزمایشگاهی سه گونهگیاهی آبدوست وخمشپذیر را تحت شرایط غرقابی مورد مطالعه قرارداد و کل جریان سیال را که تحت تاثیرخاصیت خمش پذیری است مورد بررسی قرارداد واعلام کرد، زبری هیدرولیکی به مشخصات گیاه و ضریب زبری شن موجود در بستر و دیواره کانال وابسته است. ضریب زبری دیوارهها و ارتفاع گیاه خم شده برعکسالعمل گیاه نسبت به عمق جریان موثر است - 21 - ..هیچیتی و استریم - - 1997، ضمن بررسی شرایط کاشت واریتههای سازگاز و گونههای معرفی شده، تکنیکهای استقرار گیاهان در حاشیه رودخانه را شرح دادندو اعلام کردند، استفاده از پوششگیاهی وقتی مقدور است که شرائط هندسی و هیدرولیکی رودخانه و بخصوص شیبدیواره در شرائط مطلوبی قرار داشته و راستای روخانه از الگوی منظمی برخوردار باشد. - 5 -
حشمت اله آقا رضی، امیر مرادی نژاد، غلامرضا گودرزی ، - 1381 - ، تاثیر پوشش گیاهی در حفاظت کناره های رودخانه قره چای استان مرکزی.نتایج حاصله نشان داد که میزان فرسایش و تخریب کناره رودخانه چه در مسیر مستقیم و چه در مسیر پیچانرودی در نقاط فاقد پوشش گیاهی به مراتب زیادتر از نقاط دارای پوشش گیاهی می باشدگیاهان درختی بخصوص بید و صنوبر دیوارههای رودخانه را محافظت میکنند. کاشت آنها در حاشیه رودخانه حداقل به فاصله 15 تا 20 متر از رودخانه موجب کاهش فرسایش ساحلی شده و مانع از ورود سیلاب به نقاط مسکونی شوند . - 1995 - Blazejewski در مبحث " "Use of vegetation in river training از کتاب تکنیکهای ساماندهی رودخانه، ضمن مطالعه تاثیر پوشش بر زبری مانینگ جریان و توزیع سرعت جریان، توصیههایی راجع به نوع و موقعیت مکانی کاشت انواع گونهها ارائه شده است.
مواد وروش تحقیق
موقعیت جغرافیایی محل اجرای این تحقیق درشهرستان صومعه سرا یکی از شهرهای غرب استان گیلان یا به تلفظ بومی و محلی خود » سوما سرا « می باشد . این شهرستان در طول جغرافیایی493611 و عرض جغرافیایی372731 و با مساحت 563 720 کیلومترمربع در 25 کیلومتری غرب شهرستان رشت و 6 کیلومتری شمال غربی شهر فومن قرار دارد . از غرب به شهرستانهای ماسال، رضوانشهر و تالش و از شمال به تالاب بین المللی محدود میشود . طبق آخرین آمار جمعیت این شهرستان 130802 نفر بوده و از سه بخش مرکزی، تولم شهر و گوراب زرمیخ ، کوچک جنگلی تشکیل شده است. آب و هوای شهرستان صومعه سرا در مجموع مرطوب جلگهای و فصلهای مختلف سال دارای شرایط مطلوب می باشد. از این نظر این منطقه با آب و هوای ویژه خود در اقلیم مرطوب و معتدل قرار داشته، و میزان بارندگی سالانه 700 تا 1100 میلیمتر میباشد. عرصه مورد نظر که اجرای پروژه در آن صورت گرفته دارای بافت خاک سبک که اکثر رودخانه ها بعد سرازیر شده به دشت این نوع خاک مشهود است .
روش تحقیق
برای عملیاتی کردن این پروژه، در ابتدا به جمعآوری اطلاعات از منابع موجود درخصوص فرسایش، پوشش گیاهی، خصوصیات زمینشناسی، خاکشناسی، توپوگرافی، سیلخیزی، هیدرولیکی و رسوبی حوزه رودخانه جهت بررسی عوامل موثر در فرسایش حاشیه رودخانه اقدام شد .نمونهبرداری خاک از سه مقطع عرضی پنجه، دیواره و قسمت بالایی حاشیه رودخانه، تحویل آنها به آزمایشگاه بمنظور ارزیابی فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی خاک و انجام آزمایش از قبیل ضریب یکنواختی، وزنمخصوص ظاهری و حقیقی، درجه قلیائیت ، درصداشباع خاک، نفوذپذیری و درجه تحکیم لایههای مختلف مورد بررسی قرار کرفت . جهت اصلاح شیب دیواره بوسیله بیل پاکو اقدام شد و بعلت سبک بودن بافت خاک دیواره، اقدام به احداث شیب 1 به 3 و ایجاد گردید گونه درختچه ای انتخاب شده انارp.granatum L. var. sativa و گونه بوته ای شیرخشت Cotoneaster frigidus انتخاب شد توسکایقشلاقی Alnus serrulata به عنوان گونههای درختی - خشبی - و از میان گیاهانعلفی چمن سهچکه واش Paspalum distichum و ارزن باتلاقی Paspalum dilatum و مرغ Paspalum dactylon جهت کنترل فرسایشسطحی انتخاب و کشت شد و قرار بر این بود که گیاهان انتخاب شده این طرح در غالب آماری بلوکهای کامل تصادفی به روش آزمون اسپلیت پلات با سه تکرار انجام پذیرفت.
