بخشی از مقاله
چکیده
رودخانهها که به عنوان مجاري طبیعی جمعآوري و انتقال بارشهاي جوي در سطح کره خاکی جریان مییابند، تحت تاثیر پدیده فرسایش و رسوبگذاري دستخوش تغییرات گوناگون میشوند، از جمله میتوان بهتغییرراستا، جابجاییهاي طولی و عرضی، وقوع میانبرها1، تغییر نوع رودخانه، تغییر تراز بستر، تغییر دانهبندي و دگرگونی ویژگیهاي هندسی مسیر اشاره کرد.
یکی از عوامل فرسایش بستر، مورفولوژي رودخانه است و از این جهت یکی از چالش برانگیزترین مشکلات پیش روي مهندسان رودخانه، ثبات رودخانه هاي فرسایشی است. کف کنی2 در رودخانه، پستی و بلندي هایی در سواحل رودخانه ایجاد میکند که منجر به شکست توده اي سواحل رودخانه و در نتیجه عریض شدن رودخانه خواهد شد.
فرسایش کنارهها منجر به از بین رفتن زمین هاي اطراف رودخانه و مشکلات زیست محیطی خواهد شد. از این رو کنترل شیب و تثبیت بستر رودخانه ها که به نوعی کنترل سیلاب در حوضه هاي آبریز محسوب میشود نقش فزایندهاي در احیاي حوضههاي آبریز داشته و با توجه به اهمیت کنترل شیب و تثبیت بستر رودخانه، در این مقاله به معرفی سازه هاي کنترل شیب، مکانیابی و جانمایی آنها می پردازیم و مزایا و معایب چنین سازه هایی را بیان می کنیم.
مقدمه
رودخانهها عمومًا در روند تکوین و تکامل طبیعی خود دستخوش تغییر و تحولات مستمر میباشند. ازدیدگاه ریختشناسی تغییر در مشخصههاي هندسی و راستاي مسیر، بخشی از مراحل تکامل رودخانه ها به منظور نیل به تعادل نهایی و برقراري شرایط پایدار تلقی می شود. وقوع سیل از جمله فرایند هاي طبیعی مهمی است که در شکلدهی رودخانه ها و برقراري توازن و تعادل در الگوهاي رفتاري آن نقش عمده اي را ایفا می کند.
در عین حال انسان براي بهرهبرداري هر چه بیشتر از رودخانه ها و منابع حیاتی آن ناگزیر از دخالت در رفتار طبیعی و فعل و انفعالات رودخانه اي و به ویژه مهار و مقابله با پیامدهاي نامطلوب حاصله از سیلاب می باشد. این در حالی است که عدم اعمال مدیریت صحیح و نحوه بهرهبرداري از منابع آب، خاك و پوشش گیاهیکه عمومًا همراه با تغییر کاربري اراضی است، موجب فرسایش خاك و روان شدن هرز آبها و طغیان مسیلها و رودخانهها میگردد - وب سایت شرکت مهندسی فراز اندیش، . - 1389 در زیر نقش سازه هاي کنترل شیب در مدیریت حوضه هاي آبخیز بیان شده است:
• حفاظت خاك و جلوگیري از بروز انواع فرسایش - سطحی و آبراههاي -
• جلوگیري از تخریب پوشش گیاهی
• استحصال هرزآبها و روانابهاي سطحی و زیرسطحی
• حفظ محیط زیست و ایجاد شرایط مناسب براي حیات وحش
• کاهش نرخ تولید و انتقال رسوب - بویژه در حوزههاي بالادست سدها -
• جلوگیري از بروز سیل و کاهش خطرات آن
• افزایش سطح سفرههاي آب زیرزمینی
• ارائه الگوهاي بهرهبرداري پایدار از منابع زیستی
• تامین امنیت اقتصادي آبخیزنشینان
مواد و روشها
-1 ضرورت تثبیت بستر رودخانه ها
فرسایش بستر رودخانه به عواملمختلفی بستگی دارد که ممکن است طبیعی و یا مصنوعی باشد. بعضی رودخانه ها به دلیل مورفولوژیک، مرحله فرسایش طبیعی خود را می گذرانند در چنین مواردي براي تثبیت موقعیت رودخانه و ایجاد شرایط مناسب براي هدایت جریان هاي رودخانهاي لازم است بستر رودخانه حفاظت شود. روشهاي مختلفی براي تثبیت بستر رودخانه ها متداول است که از آن جمله میتوان ایجاد لایه سنگفرشی1 ، احداث آستانه2 و یا احداث شیب شکن را می توان نام برد.
علاوه بر این گاهی اوقات اقدامات بهسازي و اصلاح مسیر رودخانه ها در مواردي ضرورت استفاده از روشهاي تثبیت بستر را می طلبد. تثبیت بستر از فرسایش و گود افتادگی آن جلوگیري نموده و سلامت و استحکام سازه هاي حفاظتی طولی و یا عرضی احداث شده در مسیر رودخانه نظیر اپی ها3 ، دیواره هاي سیل بند و پوشش هاي حفاظتی را افزایش می دهد - وب سایت شرکت مهندسی فراز اندیش، . - 1389
-2 ضرورت کنترل شیب در رودخانه ها
همانطور که اشاره شد یکی از عوامل فرسایش بستر، مورفولوژي رودخانه بوده و از این جهت یکی از چالش برانگیزترین مشکلات پیش روي مهندسان رودخانه، ثبات رودخانه هاي فرسایشی است. اگر کف کنی در رودخانه ادامه یابد سطح آب زیر زمینی پایینمی افتد و پوشش گیاهی سواحل را تحت تاثیر قرار می دهد. رسوباتی که از کانالهاي فرسایش یافته به پایین دست حرکت می کنند روي مخازن کنترل سیل و تالاب ها اثر معکوس می گذارند - Simon & Darby، . - 1999
رسوبات حمل شده کیفیت آب را در طول رودخانه کاهش می دهند و بر زیستگاه هاي موجودات آبزي اثر میگذراند. کفکنی در رودخانه منجر به از بین رفتن سواحل و مسائل زیست محیطی خواهد شد. در مواقعی که مواد بستر ریزدانه است کاهش تراز به بریدگی بستر رودخانه می انجامد Schiff etal - ، . - 2007 اجراي روشهاي پایداري سواحل رودخانه، بدون پیشبرد پایداري بستر آبراهه منجر به مشکلاتی نظیر هزینه نگهداري زیاد و شکست سازه خواهد شد.
اصولاً پایداري سواحل رودخانه در ناپایداري هاي موضعی روش موثري می باشد ولی زمانیکه در یک نظام رودخانه اي، کف کنی رخ می دهد، ترکیب پایداري سواحل وکنترل شیب ضرروت می یابد . بدیهی است زمانی که شرایط کاهش تراز کف رودخانه وجود داشته باشد، کنترل شیب یک مولفه ضرروي براي پایداري رودخانههاست. زیرا کاهش تراز کف رودخانه منجر به آسیب رسیدن به پل ها، کالورت ها، خطوط انتقال مواد پتروشیمی، خطوط برق ، فاضلاب و خطوط آب، و دیگر زیرساختها خواهد شد - Simon & Darby، . - 1999
-3 رژیم رودخانه اي
- 1948 - Makin تعریف زیر را براي یک رودخانه به رژیم رسیده ارائه داده است: "وقتی رودخانه اي را در حالت رژیم می دانیم که مقدار متوسط مشخصه هاي کمی آن از جمله دبی، عرض، عمق، سرعت متوسط، رسوبات، شیب و شرایط معناداري آن در طول یک دوره چند ساله تغییر مشخصی نکند" . ازتعریف بالا می توان نتیجه گیري کرد لازمه تعادل رودخانه این نیست که رودخانه تغییر نکند و ثابت باشد، بلکه یک رودخانه وقتی در تعادل دینامیک می باشد که عرض، عمق و شیب در تعادل باشد مانند حالتی که نه کاهش تراز کف - کف کنی - و نه افزایش تراز کف رودخانه را داشته باشیم. ممکن است تغییرات، با فرسایش سواحل و مهاجرت رودخانه پایدار صورت گیرد که در چنین مواقعی پایداري سواحل حتی در نقاطی که سواحل تعادل دینامیک دارند ضروري است.
