696- پروژه و تحقیق آماده: مورفولوژی و تثبیت بستر و فرسایش رودخانه و رودخانه های ایران - 62 صفحه فایل ورد - word

علل  فرسایش دیواره ها

اگر جنس مصالح دیواره ها ریزدانه رسی و یا چسبنده باشد به علت نفوذپذیری کم، در زمان فروکش سیلاب، سطح آب سریع پایین آمده، امکان زهکش سریع موجود نبوده و کاهش نیروی برشی بین ذرات سبب فرو ریختن دیواره ها خواهد شد.

اگر جنس مصالح دیواره ها ریزدانه غیرچسبنده باشد در اثر برخورد امواج با دیواره ها فرسایش سطحی به وقوع می پیوندد.

در حالتی که مصالح دیواره ها انواعی از مصالح فوق باشند بالا آمدن سطح آب زیرزمینی و زهکشی آب از دیواره ها به سمت رودخانه، ذرات ریز را شسته،  باعث ریزش ذرات درشت بالایی میشود.

انواع فرسایش

فرسایش پنجه : بخش زیرین دیواره ها در اثر برخورد با امواج فرسایش پیدا کرده و بالای دیواره ها فرو می ریزند.

لغزش کناره : اگر مصالح دیواره ها از جنس ریزدانه بوده و قدرت زهکشی را بعد از فروکشی سیلاب نداشته باشد با لغزش کناره و ریزش این قسمت مواجه خواهیم بود.

لغزش سیالی : زمانی که خاک کناره ها از سیلت یا ماسه بوده و تراکم بالایی نداشته باشد در اثر اشباع شدن ریزش می کند.

راه حل های جلوگیری از فرسایش دیواره ها

روند فرسایش تاکنون در جهان به صورت مدل ریاضی در نیامده است و پی بردن به اینکه فرسایش بعدی در کجا و در چه مقطعی به وقوع خواهد پیوست جز با مطالعه رفتار طولانی مدت رودخانه از طریق تفسیر عکسهای هوایی در مقاطع زمانی مختلف و جمع آوری اطلاعات محلی از طریق افراد ذی صلاح بومی امکان پذیر نمی باشد.  ساختن مدل فیزیکی رودخانه در مقاطعی که در معرض تخریب بیشتر قرار دارند نیز می تواند اطلاعاتی کیفی به ما بدهد،  با علم به این مطالب گفتنی است که تاکنون راه حل های شناخته شده جهانی جهت جلوگیری از فرسایش دیواره ها عبارتند از: تثبیت سواحل و کانالیزه کردن.

تثبیت سواحل : بعد از تشخیص نسبی سواحل فرسایش پذیر به گونه ای  که گفته شد می توان اقدام به تثبیت سواحل به دو روش مستقیم و غیرمستقیم نمود.

روش مستقیم (ایجاد سازه های طولی ) : در این روش از سازه تثبیت کننده به طور مستقیم و به شکل پوشش بدنه بر روی ساحل استفاده می کنند. پوششهای بدنه را می توان بنا به جنس مصالح قابل دسترس در انواع گوناگون طراحی نمود به عنوان مثال یک روش معمول در اروپا و آمریکا استفاده از ماشین های قراضه و تایرهای فرسوده اتومبیل می باشد که پس از ایجاد یک شیب ملایم در ساحل آنها را به صورت آجر چینی در کنار هم قرار می دهند ولی با توجه به شرایط فعلی در ایران، استفاده از پوشش های بدنه از جنس سنگریزه (سنگ لاشه ) ، تورسنگ (گابیون )،  بلوک های بتنی و یا کیسه های مخلوط سیمان و ماسه پیشنهاد می شود.  پوشش بدنه باید حتماً قابلیت عبور زه آبهای اراضی حاشیه رودخانه را داشته باشد، در غیر این صورت در اثر اشباع شدن خاک، احتمال از بین رفتن سازه وجود دارد. در زیر پوشش بدنه باید حتماً یک لایه فیلتر از جنس شن و ماسه و یا فیلتر غشایی (ژئوتکستایل ) در نظر گرفت تا از شسته شدن مواد ریزدانه از پشت پوشش بدنه جلوگیری به عمل آید. کاشتن درختچه ها بعد از ایجاد شیب لازم در سواحل نیز یکی دیگر از راههای تثبیت سواحل رودخانه هاست.  با جمع بندی مطالب فوق تثبیت سواحل رودخانه ها به شیوه مستقیم  ( ایجاد سازه های  طولی ) را می توان به انواع زیر تقسیم بندی کرد:

       ¨         ساحل سازی توسط پوشش بدنه ای سنگریزه ای

       ¨         ساحل سازی توسط روکش تور سنگی

       ¨         ساحل سازی توسط کیسه های مخلوط ماسه و سیمان یا بتن خشک

       ¨         ساحل سازی توسط روش بیولوژیکی یا کاشتن درختچه هایی مانند توسکا

راه حل های شناخته شده جهانی جهت جلوگیری مستقیم از فرسایش دیواره ها عبارتند از: تثبیت سواحل و کانالیزه کردن

روش غیرمستقیم : تثبیت رودخانه ها در روش غیرمستقیم توسط احداث سازه های عرضی یا آبشکن که اپی هم نامیده می شود در طول ساحل فرسایش پذیر انجام می گیرد. در این روش یک سری آبشکن به طور متوالی و عمود بر مسیر جریان رودخانه ساخته می شوند. این آب شکن ها از یک سمت به ساحل رودخانه متصل شده و تا مسافتی در داخل بستر رودخانه به جلو می آیند. آبشکن ها بسته به نوع مصالح به کار رفته در ساختمان به انواع مختلف سنگریزه ای، گابیونی، شمع فلزی یا چوبی تقسیم می شوند.

سرعت آب هنگام برخورد با اپی ها گم شده و جریان پس از چرخش به آبشکن بعدی برخورد می کند و بدینوسیله نیروی فرسایش آب مستهلک می شود از طرفی به علت کم شدن سرعت آب، رسوبات حل شده توسط رودخانه بین هر جفت از اپی ها ته نشین شده و به مرور زمان فواصل بین اپی ها با این رسوبات پر می شود. در مورد فاصله بین اپی ها فرمول خاصی وجود ندارد البته  به  تجربه ثابت شده که فاصله بین دو آبشکن باید طوری باشد که تنها یک جریان چرخشی بین هر جفت اپی ایجاد شود و بنابراین فاصله باید یک تا دو برابر عرض متوسط رودخانه در طول فرسایش پذیر باشد. با توجه به مطالب گفته شده طول آبشکن ها نیز معمولاُ1تا 4 برابر فاصله بین دو آبشکن توصیه می شود. اپی ها را معمولاً با زاویه 90 درجه می سازند.

آبشکن ها یا سربسته اند یا باز، در آبشکن های سربسته از نفوذ آب بر بدنه جلوگیری می شود ولی در داخل آبشکن های باز که غالباً به صورت شمع های فلزی یا چوبی هستند آب جریان دارد. از نظر نحوه جوابگویی آبشکن های سربسته در جهت تثبیت سواحل سریع تر عمل می کنند.

تثبیت رودخانه ها در روش غیرمستقیم توسط احداث سازه های عرضی یا آبشکن که اپی هم نامیده می‌شود در طول ساحل فرسایش پذیر انجام می‌گیرد

کانالیزه کردن رودخانه :

در پیچ های با درجه چرخش زیاد در رودخانه، که به این دلیل رودخانه دائماً در حال فرسایش می باشد، کانالیزه کردن رودخانه می تواند مطرح باشد. در حالت طبیعی این روند فرسایش آنقدر ادامه می یابد تا انرژی رودخانه مستهلک شود. در نتیجه ی این فرآیند دو سمت گلوگاه پیچ به مرور زمان به یکدیگر نزدیک می شوند تا در نهایت به یکدیگر متصل شوند به صورتی که پیچ به صورت یک مسیر نعل اسبی،  بیرون از مسیر اصلی و جدید رودخانه باقی می ماند. در چنین پیچ هایی راه حل کانالیزه کردن رودخانه است که جهت نیل به اهداف زیر صورت می گیرد:

_ جلوگیری از تخریب تاسیساتی که در کناره بیرونی پیچ قرار گرفته اند و تثبیت این مواضع برای جلوگیری از فعالیت مجدد آنها.

_ کنترل روند طبیعی فرسایش رودخانه جهت کنترل و هدایت درست آن برای رسیدن به اهداف پیش بینی شده.

_ کاهش هزینه تثبیت در آینده چرا که مسیر کانالیزه شده جدید به مراتب کوتاهتر از تمامی طول فرسایش پذیر پیچ می باشد.

_ افزایش بده رودخانه به علت کوتاهتر شدن مسیر و افزایش شیب بستر رودخانه.

انواع روش های کانالیزه کردن رودخانه به دو صورت زیر ممکن است:

روش اول احداث مسیر جدید یا مقطع عرضی کامل می باشد. در این روش پس از طراحی مسیر جدید مقطع عرضی کامل رودخانه با تثبیت متوسط بین رقوم دو گلوگاه پیچ احداث می شود و سپس دهانه رودخانه در مسیر قبلی با خاکریز مسدود می گردد.

روش دوم به کمک احداث کانال هادی می باشد. کانال هادی آبراهه کوچکی است که پس از مسیر یابی (طراحی مسیر جدید بر روی نقشه ) با مقطع عرضی که حداقل ده درصد از دبی طراحی را بتواند عبور دهد با خاکبرداری احداث می شود. در این حالت با توجه به فعال بودن پیچ رودخانه، مقداری از دبی جریان به مرور زمان وارد کانال هادی شده و با توجه به شیب بستر این آبراهه به مرور زمان و در اثر فرسایش عریض تر شده و ظرفیت مطلوب را جهت انحراف رودخانه به وجود می آورد. در دبی های کم چون امکان .بسته شدن کانال هادی به علت رسوب گذاری وجود دارد لذا در آغاز،  باید یک سد کوتاه خاکی طراحی شود تا مانع ورود جریان آب با سرعت کم به داخل کانال شود و در عوض در دبی های سیلابی با عبور آب از روی آن این سد کوچک شسته شده و جریان آب، مقطع عرضی واقعی خود را به مرور زمان ایجاد کند.