تاثیر خصوصیات خاک و فرسایش بادی بر روی سازه های هیدرولیکی رودخانه سیستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه زمین شناسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان

2 کارشناس ارشد زمین شناسی مهندسی، فارغ التحصیل دانشگاه آزاد اسلامی، واحد زاهدان

چکیده

رودخانه سیستان، از رودخانه های اصلی دشت سیستان است که بر روی آن سازه های هیدرولیکی مختلفی ساخته شده است. در این تحقیق، تعدادی از سازه های مهندسی تحت تأثیر فرسایش بادی، مورد بررسی قرارگرفته اند. محدوده های مورد مطالعه، ورودی آب چاه نیمه ها، سدهای کهک، زهک و سیستان و پل نهورابرا شامل می شود. در مرحله اول جهت رودخانه در هر محدوده نسبت به جهت باد غالب تعیین شده است و سپس موانع طبیعی و مصنوعی، شامل پوشش گیاهی، ساختمانها و ارتفاعات طبیعی که در مسیر وزش باد بوده؛ مشخص شده است. در مرحله بعد بافت خاک، وزن واحد حجم و چسبندگی خاک زمینهای ساحل رو به باد رودخانه تعیین شده است. بر اساس نتایج این تحقیق، بخشهای مختلف رودخانه سیستان به صورت موازی، مایل و عمود نسبت به جهت باد غالب قرار گرفته است. بافت خاک عمومأ رس سیلتی، همراه با شن، لوم، لوم سیلتی و لوم ماسه ای است که در محدوده های حاشیه رودخانه به لوم و لوم سیلتی تغییر می یابد. خاکهای این محدوده عمومأ حد روانی کمتر از 25 داشته و دارای چسبندگی ناچیزی هستند. مقاومت برشی زهکشی نشده خاکهای سطحی در طول مسیر رودخانه و در محدوده ساحل رو به باد، کمتر از 30 کیلو پاسکال است. همچنین، وزن واحد حجم خاک، در محدوده مورد مطالعه، بین 2/1 تا 3/1 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد. پوشش گیاهیسواحل رو به باد، در نزدیکی سازه های مهندسی، بسیار کم و حداکثر 20 درصداست. نتایج نشان می دهد که رسوبات منطقه عمدتأ دانه ریز بوده و فاقد چسبندگی هستند و تراکم کمی دارند. بنابر این بر اثر خشکسالی های اخیر و کاهش پوشش گیاهی، فرسایش و حمل خاک به شدت افزایش یافته است و سازه های مربوط به سد کهک، سد سیستان و پل نهوراب، بیشترین تأثیر پذیری را دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of soil characteristics and wind erosion on hydraulic structures of Sistan River

نویسندگان [English]

  • Hamid reza Soloki 1
  • Farzane Noori nahad 2
1 Assistant professor of geology, Faculty of Sciences, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Graduated in Engineering Geology from Islamic Azad University, Zahedan Branch
چکیده [English]

Introduction:Sistan River is one of the main rivers in Sistan plain which has various hydraulic structure built upon it. The current study evaluates various engineering structures which have been impacted by wind erosion.
Methodology: The research regions included the water entrance to Chahnime, Kohak dam, Zahak Dam, Sistan Dam, and Nohrab bridge. In the first stage, the direction of the river in respect to dominant wind and the condition of shores facing wind are studied, and the natural and artificial obstacles, such as vegetation, natural heights, and buildings, which were in the path of the wind were determined. In the second stage, soil texture, dry unit weight and soil coherence of shores facing wind were measured.
Results: Based on the research, the Sistan River direction was parallel, oblique, and perpendicular in respect to the dominant wind direction. The soil texture was mainly silty clay with gravel, loam, and loamy sand. However, the soil texture changed at the riversides to loam and silty loam. The liquid limit of the studied soils was lower than 25 with little soil coherence. the undrained shear strength of surface soils within the path of the river and its shores were determined less than 30 kPa. Also the range of dry unit weight of soil in the studied area is between 1.2gr/cmᶾ to 1.3gr/cmᶾ. and its vegetation indicated vegetation was lower than 20% near the engineering structures.
Conclusions: The results of this study indicate that the sediments were mostly grainy, lacked adhesion with very low density. Therefore, due to the recent drought and reduced vegetation, soil erosion and transportation have increased dramatically. Consequently, the Kohak dam, the Sistan dam and Nohrab bridge have been highly influenced from erosion and transport of wind sediments.
Keywords: wind erosion, hydraulic structures, Undrained shear strength

کلیدواژه‌ها [English]

  • wind erosion
  • hydraulic structures
  • Undrained shear strength

اژدری مقدم، مهدی، (1382). ارزیابی وضعیت موجودشبکه آبیاری وزهکشی سیستان، هشتمین سمینارسراسری آبیاری وکاهش تبخیردانشگاه شهیدباهنر، کرمان. ص45-38

بریمانی، فرامرز، (1383). آثار فزاینده خشکسالی ها در محیط آندروئیک مورد سیستان ایران، مجله اطلاعات سیاسی- اقتصادی، شماره 204-201، ص 186 تا 193

بیک محمدی، حسن، نوری زمان آبادی، سید هدایت الله، بذرافشان، جواد، (1384). اثرات خشکسالی های 77-73 بر اقتصاد روستایی سیستان و راهکارهای مقابله با آن، مجله جغرافیا و توسعه، بهار و تابستان 84، ص 54 تا 72

حیدری نسب، مهدی، (1386). نقش باد در ایجاد لندفرم های بادی منطقه سیستان، پایان نامه کارشناسی ارشد اقلیم شناسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 104 صفحه.

خسروی، محمود، (1368). اثرات نامساعد بیوکلیمایی ناشی از عوامل طبیعی در دشت سیستان، فصلنامه تحقیقات جغرافیا، شماره 13، ص 163 تا 185

خسروی، محمود، (1387). تاثیرات محیطی اندرکنش نوسان های رودخانه هیرمند با ابدهای 120 روزه سیستان، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 91، ص 19-48

دانش شهرکی، مهدی، شهریاری، علی، گنجعلی، مجتبی، بامری، ابوالفضل، (1395). تغییرات فصلی و مکانی نرخ گرد و غبار حمل شده از روی شهرهای دشت سیستان و ارتباط آن با برخی پارامترهای اقلیمی، نشریه پژوهش های حفاظت آب و خاک، جلد بیست و سوم، شماره ششم، ص 215 -199

رنجبر، محسن، ایرانمنش، فاضل، دهقان، علی رضا، (1384). نقش پلایاهای سیستان درگسترش طوفانهای غبارزا با استفاده ازتصاویرماهواره ای، نشریه علمی- پژوهشی انجمن جغرافیایی ایران دوره جدید، سال سوم، شماره6و7، ص 81-70

سلوکی، حمید رضا، (1389). بررسی تاثیر متقابل خصوصیات مهندسی خاک و فرسایش بادی در دشت سیستان، رساله دوره ی دکتری دانشگاه تربیت مدرس، تهران، 140 صفحه.

سلیقه، محمد، (1382). توجه به باد در ساخت کالبد فیزیکی شهر زابل، مجله جغرافیا و توسعه، ص 122-109.

صفدری، مهدی، شایانفر، حجت علی، (1385). بررسی تاثیر طوفان های شن در منطقه سیستان، دومین کنفرانس بین المللی مدیریت بحران در حوادث غیر مترقبه. ص280-271.

ضیاء توانا، محمد حسن، (1371). ویژگی های محیط طبیعی چاله سیستان، مجموعه مقالات جغرافیایی جشن نامه دکتر محمد حسن گنجی، انتشارات گیتا شناسی، شماره 217، تهران، ص 213 ـ185

علی پور، حمید، هاشمی نسب، سیده نگار، هاتفی اردکانی، امیر حسین، غلام نیا، اعظم، شهنواز، یاسر، (1393)"بررسی پتانسیل فرسایش بادی و رسوبدهی با استفاده از روش IRIFR در منطقه میاندشت اسفراین" نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال اول، شماره 2، ص 92-77

گندم کار، امیر، خادم الحسینی، احمد، (1388). بررسی روند تغییرات بارش در زابل. آمایش محیط، , دوره  2, شماره  6 ; ص 65-76.

مسعودیان، سید ابوالفضل، کاویانی، محمد رضا، (1386). اقلیم شناسی ایران، اصفهان، انتشارات دانشگاه اصفهان، 182 صفحه.

مهندسین مشاور جامع ایران، (1383). مطالعات جامع بیابانزدائی و مقابله با فرسایش بادی دشت سیستان، 462 صفحه.

 نوری، غلامرضا، اربابی، طیبه، نوری، سهیلا، 1386، تالاب هامون حیات سیستان، انتشارات سپهر، 147 صفحه.

 هاشمی، زهره، پهلوانروی، احمد، مقدم نیا، علیرضا، جوادی، محمدرضا، میری، عباس (1393): ارزیابی پتانسیل بیابان زایی

 بااستفاده از مدل IMDPA در دشت سیستان (مطالعۀ موردی: زهک)، مجله علمی پژوهشی مهندسی اکوسیستم بیابان، سال سوم، شماره پنجم، زمستان 1393، صفحه 49 - 6

Clayton, C. R. I.; Matthews, M. C.; Simons, N. E., 1995, Site Investigation, 2nd ed.: Halstead Press, New York, 424 p. The online version, available at http://www.geotechnique.info

Dahmarde Behrooz, R., Esmaili- Sari, A., Bahramifar, N., Kaskaoutis, D.G., 2017, “Analysis of the TSP, PM10 concentrations and water-soluble ionic species in airborne samples over Sistan, Iran during the summer dusty period”.     Atmospheric Pollution Research, 8, 3, 403-4017

Folegatti; M. V., Camponez do Brasil; R. P. Favaro Blanco, F. (2001). “Sampling equipment for soil bulk density determination tested in a kandiudalfic eutrudox and a typic hapludox1”. Scientia Agricola, 58, 4, 833-838,

Khamar, G.A., Kiani, A., Shahverdi, D., (2014). “Assessment and study about the effect of Sistan 120 – day wind on urban design in Zabol”. International Journal of Advanced Scientific and Technical research, vol 2(4): 159- 172

Li, F. R., Zhang, H., Zhang, T. H., Shirato, Y., (2003). Variation of sand transportation rates in sandy grasslands along a desertification gradient in northern China”. Catena. 53, 255-272

Miri, A., Piri, J., Kisi, O., (2017).” Spatial monitoring and zoning water quality of Sistan River in the wet

 and dry years using GIS and geostatistics” volume 135, 38-50

Motallebian, M, Hassanpour, F, (2013). “A Study of The Locus of The Erosion and Sedimentation in Sistan River Using HEC-RAS Model”. International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 4(10): 1377- 1386

Neelu Das, Binu Sarma, Shashikant Singh, Bidyut Bikash Sutradhar4, (2013). “ Comparison In Undrained Shear Strength Between Low And High Liquid Limit Soils”, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT)

Negaresh, H, Jadid Aleslami, M (2013). “ Determining the Origin of Aeolian Sediments of Chah Nimeh4 Located at the Sistan Plain, Iran”, Research Journal of Environmental and Earth Sciences 5(9): 516-524,

Sheikhali Pour, Z., Hassan Pour, F., Azimi, V.(2015)," Comparison of artificial intelligence methods in estimation of suspended sediment load (Case Study: Sistan River)", J. of Water and Soil Conservation, Vol. 22(2),41- 60

Tsoar, H., White, B., Berman, E.(1996)." The effect of slopes on sand transport - numerical modeling", Landscape and Urban Planning, 34, 171- 181

Yokoi, H. )1968(. "Relationship between soil cohesion and shear strength", Soil Science and Plant Nutrition, Vol. 14(3): 89- 93