بررسی عملکرد بندهای اصلاحی در دانه بندی رسوبات در حوضه متأثر از جریان واریزه (ننور بانه)

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

2 نویسنده مسئول، استادیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

3 دانشجوی کارشناسی‌ارشد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

4 دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

doi
10.22069/jwsc.2023.21077.3621
چکیده

سابقه و هدف: فرسایش توده‌ای حرکت سنگ و خاک به پایین شیب است که عمدتاً به دلیل نیروی ثقل است. یکی از مهمترین حرکت‌های توده‌ای، جریان واریزه‌ای بوده، که درواقع لغزش‌های سریع در حال حرکت هستند و بلای طبیعی بسیار خطرناکی در مناطق کوهستانی است. روش‌های بیولوژیک و مهندسی مختلفی جهت کنترل فرسایش و جلوگیری از حرکت رسوبات به قسمت‌های پایین‌دست وجود دارد. بندهای اصلاحی متداول‌ترین روش مورد استفاده برای کنترل جریان واریزه می‌باشند. هدف اصلی از ساخت آنها کنترل و کاهش میزان رسوبات ورودی به رودخانه‌ها می‌باشد. در مناطقی که جریان واریزه‏ای وجود دارد، ممکن است پشت بندها از رسوبات درشت دانه و واریزه‏ای پر ‏شود، از این رو ضرورت دارد عملکـرد ایـن سـازه‏هـا در نگهداشـت رسـوبات مختلف بررسی شود. در بخش‌هایی از حوضه ننور بانه جریان واریزه‌ای وجود داشته که سبب خسارت به جنگل‌های پایین-دست آنها شده و همچنین سبب پرشدن آبراهه‌ها و مخازن بندهای اصلاحی شده است. لذا، هدف از این تحقیق بررسی عملکرد بندهای احداث‌شده در بخش‌هایی از حوضه از لحاظ دانه‌بندی رسوبات است.مواد و روش‌ها: با استفاده از منابع، اطلاعات و نقشه‌های موجود، 58 نقطه از سطح حوضه مشخص و از خاک سطحی آنها نمونه‌برداری صورت گرفت. برای تعیین توزیع اندازه ذرات خاک از روش هیدرومتری با قرائت 24 ساعته و سری الک استفاده گردید. در این پژوهش، تعداد 88 بند گابیونی و ملاتی مورد ارزیابی قرارگرفت. از هر بند در دو نقطه و از دو عمق نمونه رسوب تهیه گردید (در مجموع 57 نمونه رسوب). نمونه‌های رسوب پس از هوا خشک‌شدن از الک 2 میلی‌متری عبور داده شده و توزیع اندازه ذرات کوچکتر از 2 میلی‌متر با استفاده از روش هیدرومتری (قرائت 24 ساعته) و الک مشابه نمونه‌های خاک تعیین گردید. جهت تعیین توزیع اندازه ذرات بزرگتر از 2 میلی‌متر نیز از روش الک (الک‌هایی با قطرهای بزرگتر از 2 میلی‌متر) استفاده گردید. در نهایت منحنی‌های دانه‌بندی و همچنین D50 رسوبات پشت مخازن بررسی و کارایی این بندها در به دام‌اندازی رسوبات ریزدانه و رسوبات واریزه‌ای و درشت‌دانه با مقایسه توزیع اندازه ذرات نمونه خاک‌های بالادست بندها و رسوبات پشت بندها بررسی گردید.یافته‌ها: با توجه به توزیع اندازه ذرات زیر 2 میلی‌متر نمونه‌های خاک و رسوب، نسبت شن، سیلت و رس در نمونه‌های رسوب بندهای اصلاحی (با مقادیر میانگین 53/90، 45/5 و 02/4، به ترتیب برای شن، سیلت و رس) با نسبت آنها در نمونه خاک‌های بالادست بندها تفاوت نسبتاً فاحشی داشت. نتایج نسبت D50 (بخش زیر 2 میلی‌متر) رسوبات به نمونه خاک بالادست بندهای اصلاحی (با میانگین 92/25) نیر نشان داد بیشتر بندهای اصلاحی در به دام انداختن ذرات شن و درشت‌تر از آن مؤثر بوده اما در نگهداری ذرات ریزتر کارایی کمتری داشته‌اند. بالابودن مقادیر D50 کل رسوبات (با میانگین 80/3) نیز تأییدکننده این مطلب بوده و نشان می‌دهد قسمت اعظم رسوبات به دام‌افتاده، درشت دانه هستند. شواهد محلی و مطالعات عرصه ای نیز نشان داد تعدادی از بندهای اصلاحی قرارگرفته در مسیر جریان واریزه‌ای در یک یا دو رخداد بارشی به‌طور کامل پر شده بودند.نتیجه‌گیری: نتایج تجزیه و تحلیل رسوب نشان داد بیشتر بندهای اصلاحی در نگهداری رسوبات واریزه‌ای و درشت‌دانه بسیار مؤثر بوده و مانع حرکت آنها به پایین‌دست شده‌اند. اما این بندها در به-دام‌انداختن رسوبات دانه‌ریز تأثیر کمی داشته و به‌نظر می‌رسد به روش‌های مکملی برای کنترل و به-دام‌انداختن رسوبات ریزدانه ناشی از جریان واریزه و جریان‌های بعدی، در پایین دست بندها نیاز باشد. هرچند نمی‌توان نقش این بندها در کاهش شدت جریان آب، کاهش دبی اوج سیلاب‌ها، حفاظت از جاده‌ها و مناطق مسکونی پایین دست و بسیاری اثرات دیگر را نادیده گرفت.