
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 626 |
تعداد مقالات | 6,517 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,746,927 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,317,525 |
بررسی عملکرد بندهای اصلاحی در دانه بندی رسوبات در حوضه متأثر از جریان واریزه (ننور بانه) | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
دوره 30، شماره 1، فروردین 1402، صفحه 111-130 اصل مقاله (1.3 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2023.21077.3621 | ||
نویسندگان | ||
هیوا بایز شریف1؛ ناصر خالق پناه* 2؛ مسعود داوری3؛ محمد رحیم زاده4 | ||
1دانشآموخته کارشناسیارشد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران. | ||
2نویسنده مسئول، استادیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران. | ||
3دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران. | ||
4دانشجوی کارشناسیارشد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران. | ||
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. | ||
کلیدواژهها | ||
به دام انداختن؛ رسوبات درشت دانه؛ رسوبات ریزدانه؛ بند گابیونی؛ بند ملاتی | ||
مراجع | ||
1.Xie, H., Nkonya, E., and Wielgosz, B. 2011. Assessing the risks of soil erosion and small reservoir siltation in a tropical river basin in Mali using the SWAT model under limited data condition. Applied Engineering in Agriculture, 27: 6. 895-904. 2.Hillel, D., Hatfield, J.H., Powlson, D.S., Rosenzweig, C., Scow, K.M., Singer, M.J., and Sparks, D.L. (Eds.). 2005: Encyclopedia of Soils in the Environment. Elsevier/Academic Press. 613p.
3.Refahi, H.Gh. 1396. Water erosion and conservation. University of Tehran Press. 672p. (In Persian)
4.Das, G. 2008. Hydrology and soil conservation engineering: Including watershed management: PHI Learning Pvt. Ltd.
5.Balasubramanian, A. 2017. Soil Erosion-Causes and Effects. Report, University of Mysore, Mysore.
6.Paudel, B.P. 2019. GIS-based assessment of debris flow susceptibility and hazard in mountainous regions of Nepal. Ph.D. Thesis, University of Ottawa, 232p.
7.Franzmeier, D.P., McFee, W.W., Graveel, J.G., and Kohnke, H. 2016. Soil science simplified. 5th edition, Waveland Press, Inc. 198p.
8.Bernard, M., and Gregoretti, C. 2021. The use of rain gauge measurements and radar data for the model‐based prediction of runoff‐generated debris‐flow occurrence in early warning systems. Water Resources Research, 57: 3. e2020WR027893.
9.VanDine, D. 1996. Debris flow control structures for forest engineering. Res. Br., BC Min. For., Victoria, BC, Work. 68p.
10.Madanchi, P., and Habibnejad Roshan, M. 2019. Determination of best sediment estimation model in semi-arid rangelands by using small reservoirs dams sedimentation (case study: daremorid watershed in Kerman province). Journal of watershed management research, 9: 18. 233-240. (In Persian) 11.Sheng, J.A., and Liao, A.Z. 1997. Erosion control in south China. Catena, 29: 2. 211-221.
12.Xu, X., Zhang, H., Feng, S., Dong, Z., and Gan, Z. 2002. Check-dam system in gullies–the most effective measure to conserve soil and water in Chinese Loess Plateau. Paper presented at the 12th ISCO conference, Beijing, Volume 3.
13.Weerakoon, S. 2005. Assessment of seasonal sedimentation in rain-fed irrigation reservoirs by a hillslope erosion modeling approach. Journal of Mountain Science, 2: 3. 225-232.
14.Boix‐Fayos, C., de Vente, J., Martínez‐Mena, M., Barberá, G.G., and Castillo, V. 2008. The impact of land use change and check‐dams on catchment sediment yield. Hydrological Processes: An International Journal, 22: 25. 4922-4935.
15.Abbasi, A.A., Seddigh, R., and Ahar, M. 2008. Investigating the effect of constructed check dams in the control of fine-grained sediments. Fourth National Conference on Watershed Management Science and Engineering of Iran Watershed Management, Karaj. (In Persian)
16.Zhao, G., Kondolf, G.M., Mu, X., Han, M., He, Z., Rubin, Z., Wang, F., Gao, P., and Sun, W. 2017. Sediment yield reduction associated with land use changes and check dams in a catchment of the Loess Plateau, China. Catena, 148: 126-137.
17.Vaezi, A.R., Abbasi, M., Keesstra, S., and Cerdà, A. 2017. Assessment of soil particle erodibility and sediment trapping using check dams in small semi-arid catchments. Catena, 157: 227-240.
18.Alfonso-Torreño, A., Gómez-Gutiérrez, Á., Schnabel, S., Contador, J.F.L., de Sanjosé Blasco, J.J., and Fernández, M.S. 2019. sUAS, SfM-MVS photogrammetry and a topographic algorithm method to quantify the volume of sediments retained in check-dams. Science of the Total Environment, 678: 369-382.
19.Yuan, S., Li, Z., Li, P., Xu, G., Gao, H., Xiao, L., Wang, F., and Wang, T. 2019. Influence of check dams on flood and erosion dynamic processes of a small watershed in the Loss Plateau. Water, 11: 4. 834.
20.Anonymous. 2021. An evaluation of watershed management projects in the Nanor watershed (Baneh). Forest, Range and Watershed Organization of Kurdistan Province, 302p.
21.Dane, H., Topp, G., and Warren, A. 2002. Methods of Soil Analysis Part-4 Physical Methods: SSSA Book, Madison, Wisconsin, USA, 1692p.
22.Sparks, D.L., Page, A.L., Helmke, P.A., and Loeppert, R.H. 1996. Methods of soil analysis, part 3: Chemical methods: SSSA Book, Madison, Wisconsin, USA, 1387p.
23.Romero-Díaz, A., Alonso-Sarriá, F., and Martínez-Lloris, M. 2007. Erosion rates obtained from check-dam sedimentation (SE Spain). A multi-method comparison. Catena, 71: 1. 172-178.
24.Romero-Díaz, A., Marín-Sanleandro, P., and Ortiz-Silla, R. 2012. Loss of soil fertility estimated from sediment trapped in check dams. South-eastern Spain. Catena, 99: 42-53. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 291 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 220 |