بررسی پیامدهای برداشت شن و ماسه بر مورفولوژی و اثرات زیست محیطی رودخانه
فایل این طرح پژوهشی در 188 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
چکیده طرح پژوهشی:
رودخانه‌ها و آبراهه‌ها سیستم‌هایی کاملا پویا بوده و موقعیت، شکل و دیگر مشخصه های مورفولوژیکی آنها به طور پیوسته و در طول زمان تغییر می‌کند. این تغییرات در اثر عوامل طبیعی جزو رفتار رودخانه در حالت معمول است. از طرفی گاهی دخالت فعالیت های انسانی از قبیل احداث سازه های مهندسی رودخانه، تغییر کاربری اراضی در نزدیکی و یا داخل حریم رودخانه، فعالیت های معدن کاری و معدن کاوی موجب تسریع تغییرات شکل بستر رودها در مدت زمان کم، به صورت غیر طبیعی و مخرب می شود. اثرات نامطلوب برداشت های بی رویه علاوه بر زمان دوره برداشت به دوره های زمان طولانی حتی پس از خاتمه عملیات بهره برداری و نیز مکان های بالادست و پایین دست محدوده برداشت منتهی می گردد، لذا ضرورت انجام مطالعات مربوط به امکان سنجی برداشت شن و ماسه از رودخانه ها به صورت موردی و در هر محل از لحاظ مورفولوژیکی و زیست محیطی در کنار مطالعات فنی کاملا ضروری می باشد. در این پژوهش پیامدهای برداشت شن و ماسه بر مورفولوژی رودخانه ده بالا در استان کرمان با استفاده از روش مقایسه زمانی- مکانی، مورد بررسی قرار گرفته است. جهت مقایسه زمانی از عکس های هوایی و جهت مقایسه مکانی، با توجه به مکان قرارگیری معادن طول رودخانه به چهار بازه تقسیم و پارامترهای هندسی رودخانه مانند طول موج، ضریب خمیدگی، شعاع نسبی و زاویه مرکزی برای بررسی تغییرات، اندازه گیری شد. تغییرات زاویه مرکزی نشان دهنده افزایش پیچان رودی شدن از سال ۱۳۶۷ تا ۱۳۸۴ می‌باشد. بر اساس شاخص ضریب خمیدگی میزان خمیدگی رودخانه در طول این دوره افزایش داشته است. افزایش طول موج و طول دره در این دوره نشان از افزایش قدرت مانور رودخانه دارد. کاهش زاویه مرکزی از سال ۱۳۶۷ تا سال ۱۳۸۴ نشان از تحت فشار قرار گرفتن رودخانه و متعاقبا افزایش ناپایداری، توسعه و گسترش فرسایش کناری می‌باشد. عرض بستر دارای بیشترین تغییرات نسبت به سایر پارامترها می‌باشد. بر اساس این مطالعات مشخص گردید بازه دو افزایش عرض بستر بیشتری داشته که می‌تواند به علت قرار گیری معادن در این بازه و برداشت مستقیم از مسیر رودخانه باشد. در مجموع میزان تغییرات مورفولوژی رودخانه اندک بوده که به علت وجود شن و ماسه زیاد می باشد و بر این اساس اثرات برداشت مصالح کوتاه مدت می باشد، اما به علت روند کاهشی بارش و متعاقبا کاهش آورد رسوبی لزوم احتیاط بیشتر در میزان برداشت شن و ماسه ضروری می‌باشد.
پیش گفتار طرح پژوهشی
استفاده از شن و ماسه، از دیرباز به همراه پیشرفت انسان در عرصه های مختلف کاربرد بیشتری یافته است. کشور ایران جزو کشورهای در حال توسعه محسوب می‌شود و همین امر باعث شده که پروژه های عمرانی و زیربنایی متعددی در کشور و با سرعت بالایی در حال اجرا باشد و بدیهی است تامین مصالح مورد نیاز این طرح‌ها به عنوان یکی از شاخص‌های مهم و تعیین کننده در هزینه تمام شده، زمان اجرا و کیفیت طرح‌ها به شمار می‌آید. این موضوع باعث گردیده تا صرف اجرای پروژه‌ها به هر طریق ممکن نسبت به تامین مصالح مناسب و سهل‌الوصول از هر جای ممکن اقدام گردد. شن و ماسه رودخانه ای که در معرض انتقال ممتد در آب بوده، منابع مطلوبی از مصالح می‌باشند، زیرا مواد ضعیف و سست آنها توسط سایش حذف گردیده و شن و ماسه با دوام، گرد شده و با دانه بندی مناسب به جا مانده است(management & planning organization, ۲۰۰۷). همین امر، باعث گردیده که این منابع نیاز به فرآوری کمتری داشته باشند. همچنین در دسترس بودن، نزدیکی به جاده های حمل و نقل و محل مصرف باعث استفاده روز افزون از این منابع ارزشمند شده است. در این رهگذر رودخانه‌ها و مسیل‌ها شاهد خیل عظیم بهره برداری بی رویه و غیرفنی و بدون ملاحظه بوده، در نتیجه اثرات نامطلوب مورفولوژی و محیط زیستی زیادی را متحمل شده‌اند.
در حال حاضر برداشت شن و ماسه از رودخانه‌ها بر اساس آئین نامه اجرائی تبصره ۶۶ قانون بودجه سال ۱۳۶۳ کل کشور توسط دفاتر فنی استانداری‌های سراسر کشور پس از اخذ نظر ارگان‌های متولی ذی‌ربط از جمله وزارت نیرو صورت می‌پذیرد. با این وجود بررسی‌ها نشان می‌دهد که در حدود نیمی از برداشت‌های فعلی در کشور فاقد مجوز قانونی بوده و برداشت از مکان‌ها و در زمان‌های نامناسب و تایید نشده در رودخانه‌ها انجام می‌گیرد (management & planning organization, ۲۰۰۵). این مسئله منجر به عدم کنترل اثرات سوء برداشت مصالح رودخانه ای بر مورفولوژی و محیط زیست رودخانه در مراحل آماده سازی کارگاه، برداشت و نیز احیای پس از آن خواهد شد. آمار زیادی از رودخانه‌هایی که به دلیل برداشت بی رویه دچار خسارت شدید شده‌اند وجود دارد. رودخانه تجن در ساری، سفید رود در استان گیلان، رودخانه مرزی ارس در استان اردبیل، رودخانه میناب در استان هرمزگان، رودخانه تیره در استان لرستان، همچنین می‌توان به تخریب پل‌های بالا رود، قمرود، تجن، ماشالک و شریانی شدن مسیر رودخانه های شاه چای کرج و تیره اشاره نمود(management & planning organization, ۲۰۰۹ ). اثرات نامطلوب برداشت‌های بی رویه علاوه بر زمان دوره برداشت به دوره های زمان طولانی حتی پس از خاتمه عملیات بهره برداری و نیز مکان‌های بالادست و پایین دست محدوده برداشت منتهی می‌گردد، لذا ضرورت انجام مطالعات مربوط به امکان سنجی برداشت شن و ماسه از رودخانه‌ها به صورت موردی و در هر محل از لحاظ مورفولوژیکی و زیست محیطی در کنار مطالعات فنی کاملا ضروری می‌باشد.
از سوی دیگر، اگر برداشت شن و ماسه تحت اصول فنی مناسب و نیز مدیریت صحیح صورت گیرد، نه تنها تبعات منفی آن به حداقل می‌رسد، بلکه باعث کنترل سیلاب و ایجاد پایداری در پروفیل رودها می‌شود.
برداشت شن و ماسه از رودخانه‌ها یکی از پدیده های رایج در جهان می‌باشد. به عنوان مثال در آمریکا (Kondolf, ۱۹۹۴)، در فرانسه (Petit et al. ۱۹۹۸) ، در انگلیس (Sear, ۱۹۹۸ & Archer) ، در استرالیا (Erskine, ۲۰۰۰ & (Greenدر ایتالیا (Surian & Rinaldi, ۲۰۰۳) ، در بلژیک (Gob et al. ۲۰۰۵) ، مواردی از برداشت شن و ماسه از رودخانه را گزارش داده‌اند. رشد اقتصاد جهانی در دهه های اخیر باعث افزایش نیاز انسان به مواد خام برای ساخت زیر ساخت‌ها شده است (vide, ۲۰۱۰).
برداشت شن و ماسه می‌تواند اثرات کوتاه مدت یا بلند مدت در پایداری پروفیل رودخانه داشته باشد. تغییر در مورفولوژی آبراهه موجب تغییراتی در پایین دست، در خلال برداشت شن و ماسه خواهد شد (Rinaldi et al. ۲۰۰۵). این تغییرات می‌تواند به صورت افزایش بار رسوبی، از بین رفتن آرمور کف رودخانه و همچنین حرکت شن‌ها در کف رودخانه در اثر برداشت شن و ماسه ظاهر شود (Mossa, ۱۹۹۷ & McLean). کندن بستر رودخانه باعث پایین آمدن سطح اساس رود و در نتیجه جابجا شدن خط کنیک می‌شود (Kondolf, ۱۹۹۷). این تحلیل در شیب طولی آبراهه باعث تخریب ساختمان‌ها مثل پایه پل‌ها در طول آبراهه خواهد شد (Kondolf & Swanson, ۱۹۹۳). در هر صورت تغییرات اتفاق افتاده در کانال آبراهه به میزان و سرعت برداشت شن و ماسه ارتباط پیدا خواهد کرد (Rinaldi et al. ۲۰۰۵).
Vide (۲۰۱۰) آثار برداشت شن و ماسه از بستر رودخانه را به سه دسته مورفولوژیک، اکولوژیک و هیدرولوژیک تقسیم بندی کرده است. البته وی معتقد است مسائل اکولوژیک و هیدرولوژیک مسائلی عرضی هستند که در پی ایجاد تغییرات مورفولوژیک رخ می‌دهند.
وی همچنین تغییرات مورفولوژیک را به عنوان مهم‌ترین و رایج‌ترین تغییرات ذکر می‌کند که عبارتند از:
• تخریب بستر رودخانه: مشخص است که برداشت باعث کاهش شیب در پایاب سایت برداشت شن و ماسه خواهد شد؛ بالعکس در سراب باعث افزایش شیب و بالا رفتن هدکت گالی ها به سمت بالاتر خواهد شد.
• تغییر در الگوی کانال: برداشت شن و ماسه معمولا در رودخانه‌هایی انجام می‌شود که دارای بار رسوبی بالایی هستند. این رودخانه‌ها اغلب دارای شکل شریانی می‌باشند. ایجاد معادن شن و ماسه در این آبراهه‌ها باعث کاهش بار رسوبی شده شکل کانال به سمت تک کانال شدن با موج کم و تمرکز جریان پیش می‌رود.
• بی ثباتی کانال: بعد از تخریب بستر رودخانه کانال ناپایدار شده و به سوی عریض شدن کانال پیش می‌رود.
• مسلح شدن: کمبود رسوبات در پایاب ممکن است باعث زمخت شدن بستر رودخانه گردد. این عمل هنگامی رخ می‌دهد که میزان بار کف کمتر از برداشت باشد.
• تغییر در دشت‌های سیلابی
در رودخانه های بریتانیا، شن و ماسه برای ساخت ساختمان‌های تجاری از ابتدای قرن نوزدهم برداشت شده است. این برداشت‌ها در دهه ۱۹۳۰ افزایش پیدا کرده و در دهه ۱۹۶۰ به اوج خود رسیده است (Newton, ۱۹۷۱). اما در سال‌های اخیر به دلیل تصویب قانون خاصی برای برداشت شن و ماسه این رقم‌ها کاهش چشمگیری داشته است (Environment Agency, ۲۰۰۵).
در همین راستا Leopold & Wolman (۱۹۷۵) از لحاظ ساختار مورفولوژیکی رودخانه‌ها را به سه دسته مستقیم، پیچان رودی و چند شاخه (شریانی) تقسیم بندی کردند. این الگوها نیز متاثر از همین فاکتورها می‌باشند. در این بین الگوی پیچان رود به دلیل فراوانی آن در طبیعت بیشترین توجه را به خود جلب کرده است (Biedenharn et al. ۱۹۷۷)
Thorne (۲۰۰۲) در یک تحقیق به لزوم مطالعه رفتار مورفولوژیکی رودخانه های بزرگ پرداخته و یک چارچوب مطالعاتی در این زمینه ارائه نموده است که تاکید آن بر پایش منظم مشخصات مورفولوژیک رودخانه با استفاده از روش‌های نوین می‌باشد.
در ایران نیز مطالعاتی بر روی اثرات زیست محیطی برداشت شن و ماسه از رودخانه‌ها، با توجه ویژه به رودخانه های شمال کشور صورت گرفته است. از جمله رودخانه های مازندران (Vahabzade kebria, (۲۰۰۷، رودخانه کن (Ruzkhash, et al. (۲۰۰۹ را می‌توان نام برد. همچنین در راستای پایش تغییرات شکل بستر رودخانه‌ها در ایران Ahmari (۱۹۹۶) به بررسی اثرات برداشت مصالح رودخانه ای پرداخته و از آن پس مقالات پژوهشی مانند فعالیت‌های Nohegar & Mahmudi, (۲۰۰۵) بر روی رودخانه میناب، Maghsudi, et al. (۲۰۱۰) بر روی رودخانه های خرم آباد، Yamani, et al. (۲۰۱۰) بر روی رودخانه اترک، Yamani & Ashrafi (۲۰۱۱) بر روی رودخانه کرخه را شاهد بوده‌ایم. با این حال ضرورت ادامه این قبیل طرح‌های پژوهشی بر روی سایر رودخانه های ایران احساس می‌گردد.
برداشت تدریجی شن ماسه به وسیله ریپ رپ یکی از راه های مناسبی است که می‌تواند همچنین باعث کنترل سیلاب گردد. این روش با افزایش ذخیره کانال می‌تواند خطر وقوع سیلاب را نیز کم کند. (Management & planning organization, ۲۰۰۵)
برای شناخت نتایج زیان باری که این عملیات می‌تواند بر مورفولوژی و زیستگاه های رودخانه‌ها داشته باشد اکنون تحقیقاتی انجام می‌گیرد تا روش‌های دیگری برای مدیریت رسوبات شناسایی گردد Babtie, ۲۰۰۵)).
دستورالعمل جدید تحت عنوان چهار چوب آب که در نظر دارد وضعیت اکولوژی رودخانه‌ها را به وضعیت مناسبی تا سال ۲۰۱۵ برساند کلیدی جهت بهبود بخشیدن به مدیریت رسوب رودخانه‌ها است (Environment Agency, ۲۰۰۵).
هدف اصلی مورد نظر در این مطالعه مشخص نمودن تغییرات مورفودینامیک رودخانه ده بالا در شرق شهرستان کرمان حاصل از برداشت شن و ماسه است.
فهرست مطالب طرح پژوهشی
نویسندگان