فرسايش گالي Gully erosion
اصولا" ميزان فرسايش طبيعي خاك و توليد رسوب در اقاليم نيمه خشك و نيمه مرطوب (بارندگي از 150 تا 350 ميليمتر در سال) بسيار بيشتر از اقاليم مرطوب و يا خشك است . از طرفي تشكيلات زمين شناسي هر منطقه به دليل سرشت خود(خصوصيات فيزيكي و شيميايي سنگها ) از حساسيت متفاوتي در برابر عوامل فرسايش پذیری برخوردارند.
از ديگر اثرات فرسايش انباشت رسوب در مخازن سدها و يا ديگر سازه هاي آبي است كه عمر مفيد آنها را كاهش داده و خسارات و زيانهاي اقتصادي بزرگي ببار مي آورد. تا كنون سدهاي بزرگ وكوچك زيادي در كشورها کاملا" پر ويا در حال پر شدن از رسوب هستند. در ايران نيز از سدهاي قهررود، بند كريت در طبس، سد قمصر و بند گلستان در خراسان مي توان نام برد. پر شدن مخازن سدها علاوه بر خسارات مالي ناشي از لايروبي و احداث سد جديد و كاهش عمر مفيد آنها، خسارات ديگري را نيز بدنبال خواهد داشت .
2- وضعيت فرسايش خاك در دنيا
با وجود مطالعات و تحقيقات زيادي كه طي دو دهه اخير روي فرسايش خاك، حمل رسوبات و سرانجام رسوبگذاري آنها بعمل آمده است، هنوز راهي طولاني براي درك فرآيندهاي پيچيده اين پديده باقي است. سالانه ميليارد ها تن رسوبات توسط رودخانه هاي جهان انتقال يافته ودر آبهاي ساكن و چاله هاي داخلي ته نشين ميگردد.
در قرن اخير پديده فرسايش خاك و انتقال رسوبات در برابر توسعه جامعه بشري، باعث مسائل و مشكلاتي شده است، بطوریكه تجزيه و تحليل همه آنها و پيدا كردن راه حل هاي مناسب نیاز به تحقيقات گسترده بین المللی دارد. با رشد سريع ميزان جمعيت درجهان، كم كم تأمين مواد غذائي مردم بعنوان يك مسئله فوق العاده مشكل، خودنمائي نمود. با افزايش نياز به محصولات كشاورزي، بشر ناچار است سطح زير كشت را بالا ببرد كه خود احتياج به آب كافي دارد و براي اين مسئله مهار آبهاي سطحي و احداث سدهاي مخزني و مديريت منابع آب مطرح ميگردد.
تجارب بدست آمده نشان ميدهد كه تنها مهار آبها با احداث سد، مشكلات را مرتفع نساخته و بالعكس توليد آب كافي و مطمئن در عرصه اين سدها اساسي ترين مسئله است. از اين رو است كه فرسايش خاك در اراضي بالادست سدها و ته نشست رسوبات در درياچه آنها ديگر از يك مسئله عادي فراتر رفته و ابعاد فاجعه آميز آن هر روز نمايان تر ميگردد.
امروزه فرسايش خاك در تمام جهان بعنوان خطري جدي براي انسان و براي حيات او شناخته شده است و اين واقعيت كه بيشتر دولت ها به برنامه هاي حفاظت خاك كمك جدي مي نمايند دليلي بر اين شناخت است.
براین اساس بي مورد نخواهد بود اگر قبل از پرداختن به ارزيابي وضعيت علم فرسايش خاك پيشرفت اين علم را كه تا 80 سال پيش تقريبا" ناشناخته بود، وحالاازتوجه جهاني برخوردار است ، مورد بررسي قرار دهيم.
3- فرسايش و تمدنهاي بشري
مطالعاتي كه در زمينه فرسايش روي تمدن هاي اوليه بشري انجام گرفته است نشان ميدهد، مهمترين علت سقوط بسياري از امپراطوري هاي شكوفاي عهد باستان، كاهش قدرت محصول دهي خاك بوده است. گرچه اين موضوع درطول هفت هزار سال تاريخ بشر بوضوح مشهود بوده، ولي آگاهي از اين مسئله خيلي دير و به آهستگي بوده است. ما سوابق چنداني از تمدنهاي اوليه خاورميانه نداريم ولي مدارك موجود نشان ميدهد كه آنها در ارتباط با فرسايش خاك و بروز قحطي كه عامل اصلي سقوط اين تمدنها بوده هيچ شناختي نداشته اند. بعدها در كتب يهود تهديدات و پيشگوئي هائي راجع به خشك شدن نهرها و وقوع قحطي آمده است. ولي در اين كتب كمتر ميتوان نصايح و راهنمائي هائي جهت بهره برداري بهتر و جلوگيري از وقوع بلاياي طبيعي پيدا كرد. تعدادي از نويسندگان يوناني ذكري از اصلاح زمين بميان آورده اند، از جمله ً هومر ً آيش گذاشتن زمين را جهت استراحت دادن به خاك اشاره ميكند و ً افلاطون ً جاري شدن سيل و فرسايش را با از بين رفتن و تخريب جنگل ها مرتبط ميداند.
ً رومي ها ًدرك بیشتری در اين زمينه پیدا کردند، ً ويرجيلً و بيلينيً چيزي را كه امروزه زراعت حفاظتي ناميده ميشود، توصيه مي كردند، ولي تا پايان قرن نوزدهم، توجه به بحث فرسایش خاک بدون تغيير چندانی باقي ماند، و گاه بيگاه نداهائي پراكنده برمی خاست.
اين مسئله ناشي از این حقيقت بود كه اغلب تمدن ها روي دشت هاي رسوبي قابل آبياري پا گرفتند و اين زمين ها غالبا" براي تداوم حاصلخيزي خود احتياج به رسوبات سيلابي داشتند. از اين رو نمی توان از تمدن هایی نظیر تمدن هاي دره نيل و فرات كه حيات خود را مديون فرسايش خاک در حوزه آبخيز بالادست خود بوده اند، انتظار کنترل فرسايش خاک را داشت.
4- تاريخچه مبارزه با فرسايش خاک در ايران
انباشته شدن مخازن سدهاي ذخيره اي كشور از رسوبات كه در دهه 1340 توسط كارشناسان متخصص اعلام شده بود ، دولت وقت را بفكر چاره انديشي بمنظور پيشگيري از ورود رسوبات به درياچه هاي سدهاي مهمي چون اميركبير ، دز و سفيد رود انداخت .
گزارشات و كتب بجا مانده از دهه 1340 نشانگر آغاز تلاشي علمي بمنظور ارائه كمي ميزان فرسايش خاک در ايران مي باشد. اولين آمار در ارتباط با ميزان رسوبات در رودخانه هاي كرج و جاجرود ارائه مي شود (دوان - ريين 1341). دو سال بعد اين ارقام (نه بصورت كلي، بلكه براساس يك روش علمي) بصورت واحد وزني ارائه شدند. بعنوان مثال براي سد كرج رقم 600 تن در كيلومتر مربع در سال و براي سد سفيد رود رقم 589 تن در كيلومترمربع در سال گزارش ميشود (انصاري 1343)، و براي عرصه هاي آبخيز در ايران رقم يك ميليارد تن ارائه مي گردد
(نخجواني 1350).
گسترش شهرها، جنگل تراشي ها، تبديل مراتع به اراضي زراعي و .... از جمله عواملي بودند كه باعث تسريع در روند افزايش فرسايش خاك در ايران شده و بدليل آنكه هر روز ابعاد وسيع تري بخود مي گرفت متخصصين را بر آن داشت تا از هر فرصتي استفاده نموده و چشم انداز فاجعه آميز اين روند مخرب را بصورت مكتوب و غير مكتوب گوشزد نمایند، و آنرا به نحوي در سطح جامعه منعكس کنند.
با پیشرفت علم آبخيزداري، نحوه نگرش به موضوع فرسايش خاك جنبه علمي تري بخود گرفت و در سال1351بصورت روشي مشخص با عنوان " مطالعات جامع آبخيزداري " به مورد اجرا گذاشته شد. البته افزايش درآمد دولت (از طريق افزايش توليد و نرخ فروش نفت)، باعث شد تا كارهاي متدولوژيكي مربوط به انعقاد قرارداد با مهندسين مشاور خارجي انجام گيرد. گروه مهندسين مشاور عمران و منابع (Development & Resources) از كشور آمريكا ، مهندسين مشاور سوگراه (Sugreah) از كشور فرانسه و مهندسين مشاور مك گاون (MC gowan) از كشور استراليا به ترتيب عهده دار انجام مطالعات جامع حوزه هاي آبخيز سدهاي دز ، سفيدرود و امير كبير گرديدند. در كنار مباحث مربوط به فرسايش آبي ، بحث مبارزه با فرسايش بادي هم تقريباً از سالهاي 1350 در كشور بطور جدي مطرح شد كه در اين رابطه دفتر تثبيت شن و بيابان زدايي مسئوليت اجراي اين برنامه ها را عهده دار گرديد. وتاكنون در سطوح قابل توجهي در استانهاي خوزستان، هرمزگان، اصفهان، خراسان، سيستان و بلوچستان، سمنان، بوشهر و بسياري از مناطق ديگر كشور كه در معرض فرسايش بادي هستند اين طرح اجراء گرديده است. بدون ترديد ايران يكي از پيشتازترين كشورهاي دنيا در زمينه مبارزه با فرسايش بادي بوده و بسياري از ممالك ديگر كه وضعيت مشابهي با كشور ما دارند از دانش و تجربه ايران استفاده ميكنند.
از سال1350 كه بحث فرسايش در قالبهاي علمي مطرح و بتدريج طرحهاي جامع آبخيزداري در كشور آغاز گرديد، مباحث مربوط به فرسايش هم در قالب همين طرحها مورد بررسي و توجه بوده است. از سال 1371 كه وظايف آبخيزداري از سازمان جنگلها و مراتع منتزع و به وزارت جهاد سازندگي (معاونت آبخيزداري) محول گرديد. مطالعات مربوط به فرسايش در حوزه سدهاي اميركبير (كرج)، وشمگير(گرگانرود)، لتيان، سفيدرود، هليل رود، ميناب، دز، كارون، مارون مهاباد، زاينده رود و وفرقان (ساوه) در چهار چوب طرحهاي جامع آبخيزداري انجام گرفته است.
از زمان تفكيك وظايف آبخيزداري، رشد مطالعات ارزيابي كمي فرسايش و توليد رسوب در معاونت آبخيزداري قابل توجه و چشمگير بوده و رساله هاي فوق ليسانس كه در زمينه فرسايش و رسوب (در سالهاي بعد از تفكيك) انجام يافته با همكاري مؤثر و تنگاتنگ معاونت آبخيزداري و وزارت علوم صورت پذيرفته است، به غير از معاونت آبخيزداري و سازمان جنگلها و مراتع ارگانهاي ديگري نیز مطالعاتي را در زمينه فرسايش انجام داده اند كه از آن جمله ميتوان به وزارت علوم و آموزش عالي، وزارت نيرو (در قالب طرحهاي رسوبزائي)، وزارت كشاورزي (در قالب طرحهاي جامع احياء و توسعه) اشاره كرد.
بررسيهاي انجام شده روی ميزان فرسايش آبي كشور، طي سالهاي1350 تا 1375 از سوي FAO به شرح ذيل بر آورد و اعلام گرديده است:
سال 1350 حدود يك ميليارد تن در سال
سال 1360 حدود5/2 ميليارد تن در سال
سال 1375 حدود 5 ميليارد تن در سال
تحقيقات كارشناسي درسطح ملي و بين المللي FAO هم نشان ميدهدكه به دليل فرسايش زياد خاك در ايران ، بسياري از حوضه هاي آبي كشور در آينده اي نه چندان دور با بحران جدي كاهش باروري واز دست دادن توان توليد روبرو خواهند شد، اگر چه هم اكنون نيز توليد طبيعي جنگلها، مراتع و اراضي زراعي در بسياري از حوضه ها كمتر از ميزان بالقوه آن است.
براي اولين بار در سال 1980 نقشه فرسايش خاك خاورميانه توسط FAO و در مقياس 5000000 :1 تهيه شد. با توجه به نقشه فوق وبرآوردهاي انجام شده در ايران بطور متوسط درهر سال و از هر هكتار اراضي كشور كه در آن فرايند فرسايش اتفاق ميافتد معادل 75 كيلوگرم نيتروژن، 24 كيلوگرم فسفر و 8 كيلوگرم پتاس از دست ميرود. اين رقم معادل 150 كيلوگرم كود
شيميايي در هكتار مي باشد، كه سالانه معادل ميلياردها ريال خسارت به كشوراز طريق كاهش عناصر غذايي خاك است.
طبق محاسباتي كه صورت گرفته است، بطوركلي براي تشكيل يك سانتي‌متر‌خاك 500 تا 800 سال زمان لازم است، و اگر حساب كنيم كه خاك زراعتي 25 سانتي‌متر عمق داشته باشد پس اين ضخامت خاك، طي 20 هزار سال‌كارمداوم طبيعت بوجود آمده است.
5- پیامدهای فرسایش
پیامدهای فرسایش در کشور را می توان در دو بعد فرسایشی و تولید رسوب به شرح زیر مورد بررسی قرار داد.
· از لحاظ فرسایشی:
از بین رفتن خاک ارزشمند کشاورزی و کاهش عملکرد محصول و کاهش حاصلخیزی خاک.
افزایش روان آب سطحی و در نتیجه افزایش پتانسیل سیلخیزی و قدرت تخریبی سیل در اراضی.
از بین رفتن (کاهش) منابع آبهای زیرزمینی، پوشش گیاهی مرتعی و جنگلی.
تخریب و از بین بردن تاسیسات، ابنیه، جاده ها، خطوط انتقال نیرو، خطوط انتقال آب، نفت، گاز، خطوط مواسلاتی روستا ها و زمین های کشاورزی پایین دست و ایجاد خسارتهای مالی، جانی و اقتصادی که بطور معمول در صورت بروز انواع خاصی از اشکال فرسایش خصوصا زمین لغزش بوجود می آیند.
· از لحاظ ایجاد رسوب
رسوبگذاری در مخازن سدها و کاهش عمر مفید آنها.
کاهش ظرفیت عبور سیلاب در رودخانه ها و در نتیجه افزایش احتمال بروز سیل.
ایجاد خسارت در تجهیزات نیروگاهی، ایستگاههای پمپاژ، سازه های آبگیری.
رسوبگذاری در کانالهای آبیاری و افزایش هزینه های نگهداری.
افزایش توان تخریبی رودخانه ها در زمان وقوع سیل و درنتیجه افزایش میزان خسارات در تمامی ابعاد اقتصادی، مالی و جانی.
افزایش توان تخریبی رودخانه ها و در نتیجه افزایش تعداد وقوع زمین لغزش ها در دامنه های مشرف به رودخانه که نتیجه آن ایجاد فرسایش بیشتر و افزایش مضاعف میزان رسوبات بدلیل سقوط دامنه های ناپایدار مجاور بداخل رودخانه و حمل آن به پایین دست می باشد.
6- وضعیت فرسایش و رسوب
میزان فرسایش و رسوبگذاری در مخازن سدها در کشور به استناد آمار وزارت نیرو به حدود 250 میلیون متر مکعب در سال میرسد. بعبارت دیگر سالانه 250 میلیون متر مکعب از حجم مخازن سدها کاسته می شود. با اين وضعيت عمر مفيد سدها طي ۵۰ سال آينده به پايان خواهد رسید، در حالي كه عمر مفيد سد در كشورهاي توسعه يافته حدود يكصد سال است.
بر اساس گزارش سال ۲۰۰۵ميلادي دانشگاه كلمبيا، ايران از بين ۱۴۰كشور مورد مطالعه در رتبه ۱۳۳از نظر فرسايش خاك قرار دارد. ميزان فرسايش خاك در جهان 75 ميليارد تن است كه سهم ايران حدود دو ميليارد تن و حدود سه برابر متوسط فرسايش خاك در آسيا است.
باید توجه داشت که حد مجاز فرسایش در حوزه های آبخیز به شرح زیر می باشد:
در زمین های دست نخورده 2/1 تن در هکتار در سال
در زمین های تحت کشت اصولی 4 تن در هکتار در سال
در زمین های تحت کشت غیر اصولی 5/12 تن در هکتار در سال
در حالیکه میزان فرسایش مجاز در ایران بسیار فراتر از میزان آن در بعضی از کشورها است. بطور مثال در کشور امریکا 5/2 تا 5/11 تن در هکتار در سال، در چکسلواکی 1 تن در هکتار در سال و در ایران 15 الی 20 تن در هکتار در سال می باشد. میانگین فرسایش در دنیا 5/1 تن در هکتار در سال است. خسارتهای اقتصادی ناشی از ایجاد فرسایش و مشکلات حاصل از رسوبات تولید شده حاصل از فرسایش، خصوصا در زمینه کم نمودن عمر مفید سدها و از بین رفتن خاک کشاورزی و . . . بر همگان بارز و مبرهن می باشد.
الف- بر اساس انواع عوامل فرسايشي
در طبيعت دو نيرو آب و باد باعث جابجايي خاك يا به عبارت ديگر فرسايش خاك ميشوند. يكي از مهمترين فرايندهاي طبيعي در مناطق خشك و نيمه‌خشك و فرا خشك فرسايش بادي است.اين فرايند در شرايطي رخ ميدهد كه علاوه بر وجود خاك حساس، باد داراي حاكميت و سرعت قابل توجه باشد. انتقال ذرات خاك به صورت‌هاي مختلف معلق، جهشي و خزشي انجام ميگيرد.
ب- بر اساس تاثير طبيعت و دخالت انسان
فرسايش طبيعي يا بطئي كه فرسايش عادي هم ناميده ميشود، بصورت پيوسته در طبيعت بوسيله آب يا باد صورت گرفته و ميگيرد، ودر نتيجه اثر قوه ثقل، سرازيري دامنه ها، جريان آب سطحي روي زمين، وجود نهرها و رودها و يخچالها وغيره انجام می پذیرد.
عمل اين نوع فرسايش كند و هماهنگ با توليد خاك است، بدين معني كه از يك طرف خاك تشكيل ميشود و از طرف ديگر امكان دارد فرسايش يابد.عوامل طبيعي مؤثر در فرسايش سبب فرسايش يافتن قلل مرتفع وكاهش ارتفاع آنها و همچنين پر كردن دره‌ها و چالهها ميشود كه نتيجه آن صاف و هموار شدن سطح زمين است.
در نقل وانتقال خاك، در صورتي كه عمل خاكسازي بيش از فرسايش باشد، موجب افزوده شدن وگسترش خاكها ميشود، اگر متعادل باشد،يك هماهنگي بين فرسايش و خاكسازي بوجود ميآيد ولي چنانچه تخريب سريع و شديد وعمل خاكسازي ضعيف باشد، تعادل طبيعي بر هم مي‌خورد.
در چنين وضعي كه زمين بشدت فرسايش مي‌يابد سنگهاي مادر ظاهر ميگردد وچهره زمين به صورت لخت و باير درميآيد. مبارزه بااين فرسايش بسيار مشكل و در بسياري از موارد غير ممكن است. فرسايش سريع يا مخرب همانطور كه ذكر شد نتيجه تاثير اعمال بشر است.
فرسايش چه توسط باد صورت گيرد چه توسط آب، خواه عادي باشد خواه سريع، داراي سه مرحله است: مرحله كنده شدن خاك، مرحله انتقال خاك و مرحله انباشته شدن و تجمع خاك.
الف- مرحله كنده شدن خاك از جاي خود
در اين مرحله، ابتدا خاكدانهها بر اثر از بين رفتن هوموس و كلوئيدهاي خاك، چسبندگي خود را از دست ميدهند و از هم ميپاشند. در نتيجه خاك آماده فرسايش ميشود. در چنين وضعي،
خاك سطحالارض كه حاصلخيزترين قسمت خاك است، به طور ناگهاني يا بتدريج بوسيله آب يا باد از جاي خود كنده ميشود.
ب- مرحله حمل يا انتقال خاك بوسيله آب يا باد
چون ذرات خاك چسبندگي خود را از دست دادهاند، نميتوانند در مقابل جريانهاي شديد آبها يا بادهاي تند مقاومت كنند، در نتيجه از جاي خود كنده ميشوند و به نقطه ديگر منتقل ميگردند.
در مورد فرسايش آبي معمولا مواد از منطقه مرتفعتر به محل پستتر منتقل ميگردند. مسافتي را كه آب يا باد مواد را با خود ميبرد به عوامل مختلفي بستگي دارد، از آن جمله ميتوان در مورد فرسايش آبي به دبی و سرعت رواناب، شيب زمين، ريزی و درشتي ذرات خاک ( شن، رس و غيره)، و در مورد فرسايش بادي به شدت باد، قطر ذرات خاک و همچنين مسطح و وسيع بودن جلگهها و دشتها اشاره نمود.
پ- مرحله تجمع و انباشته شدن مواد
بادرفتها (موادي كه توسط باد حمل ميگردند) هر جا به مانعي (گياه، ديوار، سنگ و غيره) برخورد كنند، فورا بر روي زمين ميافتند و درآنجا رويهم انباشته ميشوند. اين مواد در شرايط خاصی تشكيل تپههاي بزرگ و حتي تودههاي عظيم شني يا ماسهاي شبيه كوه را ميدهند.
آبرفتها بتدريج كه از شدت جريان آب و شيب زمين كاسته ميشود از حركت بازميماند و در سطح زمين رسوب ميكند (ابتدا ذرات درشتتر و بعد ذرات ريزتر). در بعضي موارد تجمع مواد آبرفتي بقدري زياد است كه يك طبقه رسوبي قابل توجهي را تشكيل ميدهد.
شكل ظاهري فرسايش آبي با شكل ظاهري فرسايش بادي فرق دارد. بعلاوه فرسايش آبي يا بادي خود بر اثر شدت و ضعف عوامل فرسايشي و مساعد بودن يا نامساعد بودن شرايط محيطي
براي فرسايش به اشكال مختلف در ميآيند. روي همين اصول می توان در شرايط مختلف، زمين را به درجات مختلف و به اشكال مختلف فرسايش تفکیک کرد.
عامل فرسايشي در اين شکل، در تمام سطح زمين است. اين شكل فرسايش بيشتر منشا بادي دارد، ولي طبيعي است كه فرسايش آبي نيز ابتدا به طور سطحي اتفاق ميافتد، كه به علت فرسايش يكنواخت صورت ميگیرد.
اين نوع تخريب با ظهور لكههاي سفيد و روشن در سطح زمین نمودار ميشود و نشان دهنده تخريب و از بين رفتن سطحيترين قسمت زمين، آن هم به صورت لكهلكه است. اختلاف رنگ بين قسمتهاي فرسايش يافته و فرسايش نيافته علامت اين تخريب است، زيرا قسمت رويي به علت دارا بودن مواد آلي، غالبا تيره رنگ ميباشد. علامت ديگر اين فرسايش وجود ريگ و سنگريزههاي آزاد در سطح زمين است. در اين نقاط باد ذرات ريز را با خود برده و ريگ و سنگريزه در سطح زمين باقي مانده است.
منشا اين تخريب اغلب باران است و در پيدايش آن عامل، شيب بسيار موثر ميباشد. فرسايش شياري يا آبراههاي، در دامنه كوهها و حتي در سطح زمينهاي كم شيب نيز به سهولت ديده
ميشود. اين شكل فرسايش، پيشرفتهتر از فرسايش سفرهاي بوده و ممكن است به صورت خطوط موازي نيز ظاهر شود كه ابتدا كم عمق است ولي به سرعت عميقتر ميشود. اين شكل فرسايش، تا زماني كه سنگ مادر ظاهر نشده است، بنام فرسايش شياري خوانده ميشود.
اين شكل فرسايش بيشتر منشا بادي دارد. چالهها در نتيجه توسعه فرسايش سطحي و بزرگتر شدن چالههاي كوچك نخستين، بوجود ميآيد. در بسياري از نقاط دشت لوت و حواشي دشت كوير
سطحهاي وسيعي از زمين ديده ميشود كه بر اثر باد بصورت چاله چاله در آمده است. اين چالهها نشانه فرسايش بادي شديد در اين نواحي است. بادهاي شديد موادي را كه از كندن اين چالهها بدست ميآورد، كيلومترها با خود ميبرند.
ت- فرسايش تونلي
يكي از جالبترين و نادرترين فرسايشها، فرسايش تونلي مي باشد. اين فرسايش در روی زمین اشكالی شبيه به لانه روباه بوجود می آورد، كه به نام فرسايش تونلي معروف هستند. اشكال فرسايش تونلي ساختاري ساده داشته و شامل تعدادي حفره يا گودالهاي قيفي شكل با ابعاد گوناگون و يك شبكه زهكشي زيرزميني بوده كه اين شبكه توسط خروجي هايي به شكبه زهكشي سطحي متصل است. عليرغم ساختمان فيزيكي ساده اين اشكال، مكانيسم تشكيل آنها مختلف مي باشد.
فرسايش سيلابي يك تخريب ساده نيست. در مناطق كوهستاني و حتي در زمينهاي سست جلگهاي فرسايش شياري و خندقي ممكن است به فرسايش سيلابي تبديل گردد. در اين فرسايش جريان آب بويژه آبهاي گلآلود، حامل ريگ و شن و غيره، موجب شسته شدن اطراف آن و حمل مواد بيشتر با خود ميگردد. با اين عمل، زمينهاي ديواره بستر، استحكام و قدرت خود را از دست ميدهند و بتدريج و در مواقع جاري شدن سيلابهاي شديد حتي به طور ناگهاني ريزش ميكنند و امكان دارد كه موجب تخريب و ويراني مزارع و دهاتي كه در جوار اين مسيلها واقع شدهاند، بشود. با افزايش مواد خاكي در آب، وزن مخصوص آن بيشتر و قدرت و نيروي درهم كوبنده آن زيادتر ميگردد.
اين نوع فرسايش در روي زمين اغلب به شكل عوارض زمين كه معرف حركات خاك در گذشته است ظاهر ميگردد. اين حركات عبارتست از تورم و بالا آمدن خاك، سرخوردگي، خزيدن زمين و ريزش خاك (حركت يخچالها).
در فرسايش تودهاي قسمتي از خاك دامنه كوهها به حركت درميآيد كه يا ممكن است بر اثر اشباع شدن خاك طبقه رويي از آب و نفوذپذيري خاك طبقه زيري، خاك رويي به حركت در آيد، يا ممكن است بر اثر لغزش اين عمل اتفاق افتد، به اين معني كه تودهاي از كوه از محل اوليه خود جدا ميشود و در محل ديگري قرار ميگيرد، يا ممكن است در نتيجه ريزش باشد كه در اين حالت قسمتي از كوه ريزش ميكند و در سطحهاي پايينتر روي هم انباشته ميشود.
منشا اين فرسايش، آب است. در اين فرسايش عمق و عرض زمينهاي فرسايش يافته بيشتر از فرسايش شياري است.
اين شكل فرسايش، بر اثر پيشرفت فرسايش شياري بوجود ميآيد، به اين نحو كه شيارها به هم ميپيوندند، در نتيجه زمين بيشتر شسته ميشود و نهرها يا خندقهايي در سطح زمين تشكيل ميگردد. در اين تخريب، سنگ مادر ظاهر ميشود و آنقدر عميق و عريض است كه گاوآهن قادر به عبور از آنها نيست. اين خندقها يا نهرها تدريجا عميقتر ميشوند. عمق خندقها به يك متر يا بيشتر ميرسد و بتدريج شكل آنها تغيير ميكند. اين عمل در صخرههاي سست، خاكهاي رسي و رسي آهكي بيشتر ديده ميشود. اين فرسايش اغلب در محدوده آب و هواي خشك و در نواحي كه تغييرات درجه حرارت در فصول مختلف در آنجا شديد است ظاهر ميگردد. البته اين شكل تخريب در زمينهاي جنگلكاري شده نيز ديده شده است و ساختار خاك هم در اين فرسايش بيتاثير نيست.
با توسعه خندقها و عريضتر شدن آنها، آب علاوه بر خاك سطحالارضي، خاك زيري و خاك تحتالارضي را نيز از جا ميكند و با خود ميبرد. فرسايش خندقي علاوه بر ويراني خاك زراعتي، سبب وارد آمدن خسارات زيادي به راهها، جادهها، خطوط ارتباطي و مجاري آبها و همچنين موجب افزايش هزينه نگهداري تاسيسات مزبور نيز ميشود.
شخم زدن شيبهاي تند و چراي بيش از حد و لگدكوب شدن خاك مراتع طبيعي توسط احشام، باعث از بين رفتن پوشش نباتي و كنده شدن خاك و در نتيجه پيدايش آبراهه ها و خندقها نیز ميگردد.
10- تعریف فرسايش گالی (خندقي يا آبکند)
هنگامي آبراهه هاي فرسايش يافته در سطح زمين، به اندازه اي بزرگ شوند كه امكان عبور و
مرور وسايل كشاورزی ممكن نباشد، آن را فرسايش خندقي گويند. اين نوع فرسايش در خاكهاي ضخيم و با بافت سست به وجود مي آيد. همچنین ميتوان گفت فرسايش خندقي همان فرسايش شياري است كه ابعاد آن بزرگتر شده است. نام هاي ديگر اين شكل از فرسايش عبارت است از:
گودالي، آبكند ويا گالي مي باشد. اگر فرسايش خندقي گسترش يابد، تبديل به فرسايش بدلنديا هزاردره اي مي شود. اين نوع فرسايش در زمين هايي اتفاق مي افتد كه حساسيت آنها به فرسايش زياد بوده وبه راحتي بخش هایی از سطح زمین شكسته شده و با آب حمل خواهند شد.
11- عوامل تشکیل گالی:
افزایش جریانات آب های سطحی.
کاهش مقاومت خاک به فرسایش.
لجنزار شدن اراضی
معدنکاری در پایین دست گالیها.
12- حالت های گسترش گالی:
یک گالی در سه حالت گسترش می یابد:
الف- ایجاد جریان آبشاری در کناره و شستن دیواره گالی.
ب- فرسایش کانالی در راستای بستر خندق.
پ- لغزش کناره های خندق.
بنابراین بررسی هایی که به منظور کنترل خندق ها انجام میگیرد، باید بر اساس گسترش این سه حالت بیان شود.
الف- فرسایش ناشی از جریان آبشاری :
در بررسی این روند سه مرحله قابل توضیح است:
مرحله اول: در ابتدا فرسایش ورقه ای به فرسایش شیاری تبدیل میشود. سپس شیارها عمیق میشوند تا جایی که به افق B خاک برسند.
مرحله دوم : خندق به افق C رسیده و مقداری از مواد مادری برداشته میشود.سرخندق اغلب در جایی شکل میگیرد که آب جاری از بالا دست به کف گالی ریزش کند.
مرحله سوم: ریزش آب به کف گالی باعث کنده شدن کف میشود .کنده شدن هم به طور مستقیم و هم از طریق پاشمان ذرات انجام میگیرد. هنگامی که عمق حفره کنده شده زیاد شد، سرخندق شروع به ریزش میکند. این روند بارهاو بارها تکرار میشود و سرخندق به سمت عقب (بالادست حوزه آبخیز )پیش میرود.
به این فرآیند، پیشرفت سرخندق (gully-head advancement) می گویند. در حالی که سر خندق پیشروی میکند ،کانال های جانبی دیگری نیز شکل میگیرند . این کانال ها خندق های جدیدی میسازند. ایجاد شاخه های جدید آنقدر گسترش میابد تا شبکه خندق یا سیستم چند خندقی ، تمامی حوزه آبخیز را در برگیرد.
ب- فرسایش کانالی در راستای بستر خندق:
این نوع فرسایش در حقیقت شستشو و سایش کف و کناره های خندق توسط آب جاری میباشد، طول کانال خندق به هنگام پیشرفت سرخندق به سمت بالا دست ، افزایش میابد.در این هنگام به دلیل فرسایش کانالی خندق عمیقتر و عریض تر می گردد.در برخی موارد کانال اصلی خندق به ۱ کیلومتر نیز میرسد.
پ- لغزش کناره های خندق :
دلیل اصلی لغزش کناره های خندق، فرسایش کانالی میباشد. در فصول بارندگی وقتی خاک اشباع میگردد، کناره های خندق توسط فرسایش کانالی شسته شده (پنجه لغزش و در برخی نوشته ها پاشنه لغزش شسته میشود). و توده بزرگی از خاک، مستعد ریزش میگردد.
همچنین مناطقی که یخزدگی و آب شدگی متناوب دارند ، مستعد لغزش کناره های خندق هستند.
مراحلی که در بالا ذکر گردید همواره ادامه میابد، مگر اینکه خندق با سازه های کنترل خندق یا تجدید پوشش گیاهی تثبیت گردد.
13- اثر و نتيجه فرسايش
فرسايش داراي اثرات نامطلوب و عواقب شومي است كه در زمينههاي مختلف بوده، و باعث خسارات و ناراحتيهاي فراوان ميگردد.
اثر فرسايش در كاهش حاصلخيزي خاك.
اثر فرسايش بر روي كاهش آبهاي زيرزميني.
اثر فرسايش در پر شدن سريع سدها.
اثر فرسايش در ايجاد سيلابهاي خطرناك.
14- طراحی سیستم کنترل گالیها:
مرحله نخست:
تحقیق در مورد منشأیابی گالیها، واینکه چرا گالی اتفاق افتاده است و در چه شرائطی بدتر خواهد شد؟
الف- تخمین پیک جریان آب درون گالیها. این مقدار بستگی به توپوگرافی حوزه آبخیز، ابعاد گالی، پوشش گیاهی آن، تیپ خاک درگالی، و ظرفیت ذخیره آب در آن دارد.
ب- اندازه گیری ابعاد گالی، و شیب تقریبی گالی .
مرحله دوم:
بعد از تعیین این اطلاعات یک سیستم کنترلی برای گالیها انتخاب می شود . در کل دو تیپ از سیستمهای کنترلی گالی وجود دارد:
الف- سیستم گالیهای با شیب کم (0- 25%)
ب- سیستم گالیهای با شیب زیاد (بیش از 25%)
|
|
مطالب مشابه :
فرسايش گالي Gully erosion
هنگامي آبراهه هاي فرسايش يافته در سطح زمين، به اندازه اي بزرگ فايل pdf سازه هاي
تحلیل ساختاری و سایزموتکتونیکی گسل دهشیر
2.در منطقه گسل اصلی و حتی در طول گسل های فرعی، جابجایی آبراهه مشاهده می گردد که این جابجایی
نقش سازند تبخيري گچساران در ويژگيها ي ريخت – زمينساختي درياچه سد مخزني جره ، رامهرمز
آبراهه هاي دامنه چپ كم عمق هستند و به صورت كم و بيش موازي با خط الراس ادامه ميابند.
جمع آوری آب باران water harvesting in arid and semi arid regions (استحصال آب باران)- بخش دوم
جريانهاي سيلابي در دشت ها آبراهه ها، خشكه رودها، رودخانه هاي فصلي و فايل pdf سازه هاي
بررسی شاخص کاویتاسیون در سرریز سد بالارود به کمک CFD
Water Alphabet الفبای آب - بررسی شاخص کاویتاسیون در سرریز سد بالارود به کمک CFD - مهندسی عمران
PDF search about hydrology manual
شـهر عجبشير سيستم پمپاژ طراحی کانال (آبراهه) ها هيدروليک کانال (آبراهه) PDF search about hydrology
آيين نامه طراحي بنادر و سازه هاي دريايي ایران (مهندس حسن فراهانی)
Code300-1.pdf. 0300_02 آيين نامه طراحي بنادر و سازه هاي دريايي ايران آبراهه و حوضچه : 11/05/1385 : Code300-7.pdf.
شبيه سازي سازه هاي رسوبگير درون آبراهه اي
شبيه سازي سازه هاي رسوبگير درون آبراهه فايل pdf سازه هاي هيدروليكي (بناهاي آبي)
برچسب :
آبراهه pdf