مهندسی رودخانه و راه کارهای عملیاتی اصلاح گستره های سیل گیر آن

چکیده:

علم جوان و نوپای مهندسی رودخانه،از ترکیب تخصصهای چند از جمله تلفیق دو علم هیدرولیک و هیدرولوژی ،به بحث و بررسی حرکت موج سیل در مجرای رودخانه می پردازد.با بررسی حرکت موج سیل و با در دست داشتن اطلاعاتی از سیل در بالا دست می توان زمان وقوع حداکثر سیل لحظه ای و مقدار آن را در ایستگاه پایین دست مسیر رودخانه به دست آورد.

جهت پیشگیری از خسارات حاصل از وقوع سیلاب رودخانه،می بایست با به کار گیری روشهای مناسب ،میزان وقوع سیلهای احتمالی را برآورد کرد و با اعمال روشها و شیوه های فنی و اقتصادی اثرات تخریب آن را کنترل نمود.

تلفیق روش های ساختمانی و بیولوژیک در مدیریت سیلاب،بویژه در حوضه های کوهستانی ،باعث کاهش سرعت رواناب و تخفیف شیب رودخانه و در نهایت جلوگیری از آسیب سیلاب می گردد.شناخت سیستم رودخانه از نظر شکل کلی،ابعاد هیدرولیکی ،نیمرخ طولی و نیز روند مکانیزم تغییرات آن ریخت شناسی رودخانه نامیده می شود.به عبارت دیگر عواملی نظیر زمین شناسی،تکتونیکی و توپوگرافی بر مرفولوژی رودخانه ها و پیش بینی روند تغییرات رودخانه ای تاثیر دارند.

بدیهی است که عملیات ساماندهی و طرحهای کنترل و هدایت جریان در این رودخانه ها ،با محدودیت نارسایی های متعددی مواجه می باشند.با وجود این،با توجه به تجارب و استفاده موثر از اصول و مبانی مطالعاتی و بهره گیری لازم از توان و تدابیر کارشناسی،ارائه طرحهای مناسب و منطبق با شرایط گوناگون رودخانه ای و منطبق با واقعیتهای موجود امکان پذیر می باشد.اصلاح مسیر و اقدامات ساماندهی مسیر رودخانه،باعث تثبیت کناره ها و حفاظت اراضی مزروعی ومناطق مسکونی از خطر تخریب و تهاجم سیلابها می گردد.

به طور کلی مهندسی رودخانه شامل تمام مراحل برنامه ریزی ،طراحی،اجراء و بهره برداری از عملیات مختلفی است که به منظور بهبود وضعیت رودخانه و در جهت استفاده بهتر از آن اعمال می گردد.به عبارت دیگر مهندسی رودخانه،شامل برنامه ریزی و طرح و ساخت و بهره برداری از انواع طرحهایی است که به جهت اصلاح مسیر رودخانه و بهبود شرایط رودخانه با توجه به محیط زیست به کار می رود.در اصل مقاله روش های آبخیزداری که در مسیل کامه واقع در حوزه سد شهید یعقوبی که به منظور جلوگیری از سیلاب در منطقه اجرا شده است به تفضیل مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

واژه های کلیدی:

مهندسی رودخانه،سیل،هیدرولیک مسیل ها،ساماندهی،کامه.

مقدمه:

رودخانه ها همواره از گذشته های دور مورد توجه جوامع انسانی بوده اند بطوریکه رودخانه ها نه تنها در سیمای کلی سطح زمین نقش دارند،بلکه شکل زیستن انسان در کره زمین را تعیین می کنند که تشکیل تمدنهای بزرگ و کهن در کناره رودخانه ها از آن جمله است.رودخانه ها تحت تاثیر عوامل طبیعی و یا دخالتهای انسانی دچار فرسایش یا کف کنی و نیز فرسایش کناره ای و جابجایی های عرضی می گردند.تداوم رفتارهای فرسایشی رودخانه ها هر ساله موجب تخریب اراضی کشاورزی،تاسیسات ساحلی،پلها و اماکن عمومی حاشیه اینها می شود.رشد روز افزون جمعیت ،ضرورت بهره برداری بیشتر از منابع رودخانه و مسیلها را ایجاب نموده است.از دیدگاه کشاورزان حاشیه رودخانه ها،دو مسئله حائز اهمیت است:اولا استفاده از این منابع آبی برای توسعه کشاورزی و برطرف کردن نیازهای آبی خود و ثانیا حفاظت و بازیافت اراضی کشاورزی موجود در حتی در صورت فراهم شدن شرایط،اقدام به بازیافت اراضی از بستر رودخانه نمایند.اراضی حاشیه رودخانه کامه ،از نظر کشاورزی بسیار مستعد و حاصلخیز می باشند بطوریکه استفاده از آب آن چه بصورت گرفتن مستقیم آب از رودخانه و یا با حفر چاه دستی سبب بوجود آمدن اراضی آبی بسیار ارزشمندی در حاشیه رودخانه شده که حفظ این اراضی از خطر تخریب و فرسایش آن توسط رودخانه،همواره از مشکلات اساسی کشاورزان بوده است.لذا با توجه به این مسائل ستاد اجرایی طرح آبخیزداری حوزه سد شهید یعقوبی و مدیریت آبخیزداری استان خراسان رضوی با هدف ساماندهی وضعیت رودخانه و جلوگیری از تخریب و فرسایش اراضی زراعی اطراف رودخانه اقدام به اجرای طرح ساماندهی مسیر رودخانه کامه نموده است.هدف این تحقیق و مطالعه در واقع بررسی عملکرد و پایداری سازه های مهندسی رودخانه ای احداث شده در این طرح می باشد.در این راستا از سال 1375 تاکنون مدیریت آبخیزداری استان ،به منظور ساماندهی مسیر اصلی رودخانه نسبت به احداث تعدادی سازه اپی (Epi)،دیواره ساحلی ،کف بندواسکله ریزی نموده و در آبراهه های فرعی نسبت به احداث بندهای خشکه چین،بندهای گابیونی،بندهای چپری ،بندهای خاکی و بندهای بتونی نموده است.این مقاله بر گرفته از نتایج طرح تحقیقاتی خاتمه یافته تحت عنوان ارزیابی فنی عملکرد عملیات آبخیزداری اجرا شده در حوزه آبخیز سد شهید یعقوبی می باشد.در این مقاله نسبت به بررسی فنی سازه های مهندسی بکار رفته در ساماندهی رودخانه کامه و همچنین بررسی فنی سازه های بکار گرفته شده در آبراهه های فرعی به منظور کاهش فرسایش و رسوب حوزه ،اقدام گردیده است.

موقعیت جغرافیایی حوضه آبخیز کامه :

حوزه آبخیز شهید یعقوبی در محدوده از 15 کیلومتری شمال شهرستان تربت حیدریه شروع و به طرف شرق گسترش یافته و مکان خروجی آن منتهی به سد شهید یعقوبی در 36 کیلومتری شرق شهرستان تربت حیدریه است. این حوزه به وسعت 213900 هکتار،بخشی از حوزه آبریز کویر نمک محسوب می گردد که در طول جغرافیایی ׳ 15 º59 تا º 60 و عرض جغرافیاییº 35 تا ׳ 30 º 35 واقع شده است. همزمان با شروع فعالیتهای احداث ساختمان سد،کار تهیه و اجرای طرحهای آبخیزداری در حوزه مذکور در دستور کار مدیریت آبخیزداری استان خراسان قرار گرفت و اقداماتی جهت مهار رسوب در منطقه برداشته شد. مطالعات توجیهی در مقیاس 1:50000 و در سطح 72545 هکتار و مطالعات اجرایی در مقیاس 1:20000 در سه حوزه کامه، قلعه نو، و ساق با مساحت 18930 هکتار در طی سالهای 1372 تا 1374 به انجام رسید و از همان سال فعالیتهای اجرایی آغاز شد

حوزه کامه دارای 4 پارسل به نام های کامه بالا،کامه پایین،بکاول،و تروسگ می باشد

مواد و روشها:

بطور خلاصه مراحل انجام و مواد مورد استفاده در این تحقیق بشرح زیر است:

1- انجام مطالعات کتابخانه ای و جمع آوری کلیه اطلاعات موجود در این زمینه و سوابق طراحی و اجرایی طرح آبخیزداری و طرحهای ساماندهی رودخانه.

2-جمع آوری آمار و اطلاعات مربوط به وضعیت اقلیم منطقه و پردازش و سامان دهی آنها.

3-فراهم کردن نقشه های مورد نیاز شامل:نقشه های پایه،زمین شناسی،پوشش گیاهی،خاکشناسی،کاربری اراضی،موقعیت عملیات مکانیکی پیشنهادی و...

4-انجام مطالعات صحرایی و متره برآورد وارزیابی عملیات آبخیزداری اجرا شده در منطقه.

5- تکمیل پرسش نامه های مربوط به عملیات اجرا شده و پیشنهادی.

6-پردازش و سازماندهی داده های جمع آوری شده و تشکیل بانک اطلاعاتی (Database).

7-تلفیق داده ها و اطلاعات جمع آوری شده و انجام تجزیه و تحلیلها نهایی و استخراج نتایج تحقیق.

موقعیت و انواع سازه های احداث:

در مطالعات مصوب آبخیزداری حوزه چندین زیرپروژه به منظور مبارزه مستقیم با فرسایش پیشنهاد شده است. سدهای سبک فلزی، سدهای توری سنگی ( گابیون )، اپی و دیواره حائل زیرپروژه‌های مکانیکی پیشنهادی بوده و احداث بانکت‌های منقطع زیگزاگی و کشت درخت بادام در آنها زیرپروژه بیومکانیکی پیشنهادی می‌باشند.

در طرح آبخیزداری اجرایی حوزه چندین زیرپروژه به منظور مبارزه مستقیم با فرسایش اجرا شده است. این عملیات به شرح ذیل می‌باشند:

- زیرپروژه سدهای توري سنگي (گابيوني):

در حوزه كامه ، تعداد18 عدد سد گابيوني با حجم كل 5/1602 متر مكعب طي سالهاي 1375 تا 1378 احداث گرديده است. با توجه به پر شدن اغلب اين سازه ها توسط اهالي نسبت به غرس نهال بادام در پشت اين سازه ها اقدام گرديده است. . اعتبار پیش‌بینی شده برای احداث هر سد توری سنگی بطور متوسط میزان 300000 ریال اعتبار پیش‌بینی شده است.

- زیرپروژه دیواره حائل

با توجه به تخریب اراضی حاشیه رودخانه کامه در روستای بکاول وهمچنین در اراضی حاشیه رودخانه روستای تروسگ در طرح مطالعات آبخیزداری منطقه احداث دیواره حائل وكف بند به حجم 6500 متر مكعب به منظور حفاظت اراضی کشاورزی واقع در اطراف رودخانه اصلی وآبراهه های بزرگ منطقه پیشنهاد شده است. اعتبار پیش‌بینی شده برای احداث هر متر دیواره طولی بطور متوسط 875 ریال اعتبار پیش‌بینی شده است.

- زیرپروژه بندهاي خاكي

- تعداد 5 عدد بند خاكي با حجم 49225 متر مكعب در آبراهه هاي فرعي اين حوزه احداث گرديده است.هدف از اجراي اين بندها جمع آوري رواناب و تغذيه سفره آب زير زميني و افزايش آبدهي قنوات منطقه مي باشد

- زیرپروژه بندهای چپري

سدهاي چپري ،بندهايي هستند كه با استفاده از مصالح چوب و سر شاخه درختان و تور وخاشاك و پوشال بصورت ديواره قوسي و يا مستقيم در آبراهه هاي با فرسايش شديد و بسترهاي لومي ساخته مي شوند. تعداد دوازده عدد سد چپري با حجم بالغ بر 1900 متر مربع در حوزه كامه احداث گرديده است.

- زیرپروژه بانكت بندي

در حوزه كامه در 5 منطقه مختلف به ميزان 8047 متر عمليات احداث بانكت اجرا گرديده است.

هدف از اجراي اين بندها جمع آوري رواناب و تغذيه سفره آب زير زميني و افزايش آبدهي قنوات منطقه مي باشد.

- زیرپروژه سد خشکه چین

- در آبراهه هاي فرعي و اصلي حوزه كامه تعداد 127 عدد سد خشكه چين با حجمي بالغ بر 45/7095 متر مكعب احداث شده است. طبق مطالعات تفضيلي-اجرايي مي بايستي تعداد 105 عدد سد خشكه چين به حجم 6700 متر مكعب در آبراهه هاي اصلي و فرعي حوزه كامه احداث گردد .

- زير پروژه سنگ ريزي و اسكله ريزي

- تعداد 5 مورد با حجم بالغ بر 875 متر مكعب در حوزه اجرا گرديده است. به منظورحفاظت از سواحل رودخانه و اراضي كشاورزي ،نسبت به سنگ ريزي و اسكله ريزي اين نواحي اقدام مي گردد .در مجموع 3750 متر مكعب پيشنهاد گرديده است.

نتايج:

بر اساس تلفيق نتايج حاصل از بررسي عمليات فني و مكانيكي بين مقايسه نتايج و مرحله اقدامات دفتري (حجم عمليات پيش بيني شده با مرحله تفضيلي – اجرايي ) روند و دقت انجام مطالعات در حوزه بخصوص در مرحله تفصيلي-اجرايي بشرح زير مي باشد:

ارزيابي نتايج در مرحله اقدامات دفتري عمليات فني، مكانيكي و پارامترهاي بيولوژيكي نشان ميدهد كه بين عمليات پيش بيني شده و اجرا درآمده اختلاف معني داري وجود دارد . چنانكه در جدول شماره 1 ملاحظه می گردد،در بانكت بندي 111 درصد ، خشكه چين 181 درصد ، سدهاي توري سنگي (گابيوني ) 98 درصد، سد چپري 200 درصد، ديواره حائل 143 درصد و اسكله ريزي 76 درصد تفاوت را مي توان مشاهده نمود.

با توجه به چك ليست اطلاعات حاصل از جداول ضميمه عملیات پيش بيني شده، و عمليات اجرا شده طرح آبخيزداري حوزه کامه، بعضي از سازه هاي بكار رفته در اجراي طرح مانند سازه هاي خشكه چين، در محل مناسب احداث نشده كه اين امر باعث تخريب تعدادي از سازه ها شده است، همچنين از لحاظ تعداد سازه ها، حجم عمليات، تيپ كاري، و وسعت عمليات، بعضا عمليات بيولوژيكي ومكانيكي مطابق با پيش بيني نبوده است.

درصد تطابق پارامترهاي مورد نظر در طرح هاي آبخيزداري و رابطه آن با هر يك از اقدامات اجرايي جهت تعيين كارآيي پارامترهاي فني و مهندسي سازه هاي اجرا شده و پيش بيني شده در جدول شماره 2 آورده شده است.

طبق جدول فوق ونتايج بدست آمده هدف 7/69 درصد، عمرمفيد 7/64 درصد و كارآيي 7/56 درصد تعيين گرديده و در نتيجه عملكرد اين عمليات در حوزه كامه مثبت ارزيابي مي گردد.

بنابراین با توجه به جمع بندی کلی از آمار و اطلاعات موجود ،به این نتیجه می رسیم که عملیات آبخیزداری حوزه در بالادست با احداث سازه های مکانیکی از قبیل خشکه چین،بندهای گابیونی،بندخای خاکی،و... در مهار سیل و تثبیت رسوب و کاهش فرسایش حوزه کامه بسیار موفق عمل نموده است.و عملیات تثبیت کناره های رودخانه کامه ،از قبیل اپی،دیواره،سنگ ریزی و اسکله ریزی ،و احداث کف بند در مسیر رودخانه نیز در تثبیت کناره های رودخانه و کاهش فرسایش بالارونده و کاهش میزان سیل در مسیر رودخانه موفق عمل نموده است.

منابع مورد استفاده:

{1} – تلوری،عبدالرسول،1371.شناخت فرسایش کناری رودخانه در دشتهای رسوبی،موسسه تحقیقات جنگلها ومراتع کشور،139 ص.

{2} – طرح جامع آب کشور،1370 ،منابع آب زیر زمینی حوزه آبخیز سفید رود،جاماب ،وزارت نیرو.

{3} – مهندسین مشاور سازه آب شرق،1375،گزارش کنترل و ارزیابی طرح حفاظت اراضی حاشیه رودخانه های حوزه آبخیز سد شهید یعقوبی.

{4} – قدوسی،جمال،1362،طرح تفضیلی و اجرایی مبارزه با فرسایش خاک آبخیز زنجانرود،مدیریت آبخیزداری زنجان.

{5} – حبیبی،مهدی،1378،روشهای سازه ای کنترل فرسایش در رودخانه ها و مسیلها ،کارگاه آموزشی فرسایش در رودخانه ها و مسیل ها ،مرکز تحقیقات آبخیزداری کشور.

{6} – وطن خواه ،جبار،1369،مقدمه ای بر اصول طراحی و مشخصات فنی آبشکن ها،مرکز تحقیقات آب جهاد.

{7} – خدا سپهوند،کرم،1378،ارزیابی طرحهای اجرا شده کنترل فرسایش رودخانه ای در استان لرستان،مرکز تحقیقات آبخیزداری.

مهندسی رودخانه و راه کارهای عملیاتی اصلاح گستره های سیل گیر آن

مطالب مشابه :

متدولوژی هواشناسی در طرح های توجیهی آبخیزداری 1

متدولوژی هواشناسی در طرح های توجیهی آبخیزداری 2

لیست طرحهای اولویت دار بخش کشاورزی جهت استفاده از تسهیلات حساب ذخیره ارزی

مجموعه کل قوانین و مقررات معاونت امور فنی معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری

طرح توجیهی گلخانه

پروژه کامل ارزیابی عملیات بیومکانیکی آبخیزداری

مهندسی رودخانه و راه کارهای عملیاتی اصلاح گستره های سیل گیر آن

پایان نامه آبخیز داری جدید

کشت توت فرنگی در گلخانه + فایل pdf