نشریه شماره ۲۱۴
طغیان رودخانه هر چند سال یک بار در سطح بسیار وسیعی اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی، جادهها، پلها، تاسیسات عمومی و زیربنایی و دیگر منابع و ثروتهای ملی ما را تهدید میکند. این موضوع باعث میشود که رودخانهها به عنوان یکی از عوامل طبیعی مخرب و خسارت آفرین برای بشر نیز محسوب شوند. نشریه شماره ۲۱۴ ضرورت کار اصولی در زمینه اقدامات مهندسی رودخانه برای مهار و کاهش خسارات احتمالی و استفاده بهینه از رودخانهها را آشکار میسازد. اما تاکنون اقدام اساسی برای تبین اصول و ضوابط طراحی، ساخت و نگهداری سازههای رودخانهای و از جمله گورهها صورت نگرفته است. لذا ضرورت تدوین نشریه شماره ۲۱۴ اهمیت بیشتری مییابد. بدیهی است که در استفاده از فهرست خدمات مراحل مختلف مطالعات طرحهای مهندسی رودخانه که توسط کمیته مهندسی رودخانه و سواحل دفتر استانداردهای مهندسی آب تهیه شده، استفاده شود.
مهندسی روخانه
مهندسی رودخانه یکی از شاخههای رشته مهندسی عمران و مباحث مطرح در مهندسی آب است. مهندسی رودخانه به اقداماتی گفته میشود که در زمینه مطالعات (شناخت، برنامه ریزی و طراحی)، ساخت سازهها و بهرهبرداری بهینه به منظور مهار، کاهش خطرها و به حداقل رساندن تبعات منفی و همچنین بهسازی وضعیت آن در جهت تامین نیازهای بشری و حفظ محیط زیست صورت میگیرد.
گوره و زمینه های کاربرد آن
گوره، بند خاکی کوتاهی است که در فواصل مختلف از کناره دو طرف رودخانه و در امتداد آن ساخته میشود تا به عنوان کنارههای مصنوعی، در دورههای سیلابی که اب رودخانه از کناره های طبیعی خود بیرون میرود. زمینهای اطراف رودخانه را از آب گرفتگی محافظت نماید.
گوره معمولاً با مصالح موجود در محل ساخته میشود که این موضوع از امتیازات این روش است. در بعضی موارد برای حفاظت یک روستا یا یک شهر میتوان از یک گوره اختصاصی استفاده کرد که راههای ورود سیلاب به ان ناحیه را کاملاً مسدود میسازد.
تفاوت گوره با سد خاکی
- مقاطع عرضی گورهها از نقطه نظر طراحی عموماً شبیه به مقاطع عرضی سدهای خاکی بوده اما مبانی طراحی آنها به دلایل زیر کمی متفاوت است.
- کورهها در دو طرف رودخانه فقط چند روز یا حدامثر چند هفته در طول سال با آب در تماس هستند در حالی که سدهای خاکی بیشتر اوقات سال با آب در تماس هستند.
- محل استقرار گورهها بر اساس نیازهای مهار سیلاب مشخص میشود. و این امر بدون توجه به شرایط مناسب یا نامناسب شالوده خواهد بود.
- مصالحی که از آنها برای احداث گوره استفاده میشود، از منابع قرضه نزدیک به محل احداث فراهم میشود. زیرا حجم عظیمی از مصالح برای خاکریزی و احداث گورهها مورد نیاز است که تهیه آن از محلی به غیر از مجاورت گورهها غیر اقتصادی خواهد بود.
انواع گورهها بر حسب کاربرد یا هدف
گورهها بر حسب نوع کاربرد یا هدافشان در نشریه شماره ۲۱۴ میتوانند به صورتهای زیر طبقه بندی شوند.
- گورههای اصلی و فرعی به ترتیب گورههایی در امتداد شاخه اصلی و شاخههای فرعی رودخانه هستند.
- گوره حلقوی یک ناحیه در معرض سیل را کاملاً و از همه جهات احاطه میکند.
- گوره پشتیبان در سمت غیر رودخانهای گورههای موجودی که شکافته شده یا به وسیله فرسایش ناشی از جریان آب تهدید میشوند، در مجاورت گوره اصلی ساخته میشود.
- گوره آب شکن از بدنه یک گوره اصلی به سمت ساحل رودخانه امتداد یافته و با انحراف جریان از بدنه گوره به سمت داخل رودخانه، مانند یک آبشکن گوره اصلی را محافظت میکند.
مطالعات هیدرولوژی
یکی از مهمترین مطالعات پایه در طراحی سازههای آبی مطالعات هیدرولوژی است. میزان جریان آب رودخانه، تغییرات آن در طول سال و به خصوص در شرایط سیلابی از مهمترین عوامل تاثیرگذاری بر تعیین ویژگیهای سازهای، مشخصات هندسی و پایداری این نوع سازهها است. از این رو توجه به مقوله هیدرولوژی و به ویژه شناخت ویژگیهای سیلخیزی رودخانهها از اهمیت خاصی در مطالعات و طراحی گورهها، به عنوان یک سازه آبی برای مهار سیلابهای رودخانه و حفاظت اراضی و تاسیسات اطراف آن برخوردار است.
تعیین ضریب زبری رودخانه
ضریب زبری (مانینگ یا شزی) از مهمترین عوامل موثر برای تعیین بده، سرعت و عمق جریان و همچنین واسنجی مدلهای ریاضی و فیزیکی مورد استفاده در مطالعات هیدرولیک است. این عامل بستگی مستقیم به شرایط هیدرولیک، دانه بندی مواد بستر، شکل مسیر، وضعیت پوشش گیاهی و سایر عوارض و عوامل مصنوعی و طبیعی در مسیر رودخانه و سیلاب دشت دارد. تعیین ضریب زبری امری بسیار ضروری و حساس است که معمولاً بر اساس بازدیدهای محلی، اندازهگیری صحرایی، قضاوت مهندسی، استفاده از جداول راهنما و روابط تجربی امکان پذیر است.
فرسایش و رسوب گذاری ناشی از احداث گورهها
احداث گورهها در طرفین یک آبراهه یا رودخانه موجب تغییر شرایط هیدرولیکی رودخانه به ویژه در مواقع سیلابی میشود. محدود کردن بستر سیلابی رودخانه منجر به افزایش سرعت و تنش برشی جریان در زمان سیل و در نتیجه بالارفتن انرژی فرسایش و ظرفیت حمل مواد جامد رودخانه خواهد شد. در چنین شرایطی زمینه لازم برای وقوع آب شستگی عمومی در طول رودخانه و آب شستگی در اطراف موانع و سازههای موجود در مسیر جریان فراهم میشود. این امر در دراز مدت اختلالهایی در سیستم رودخانه به وجود خواهد آورد و گاهی منجر به تخریب سازههای آبی موجود شده و آبگیری از رودخانه را مشکل میسازد.
طراحی گوره
در نشریه شماره ۲۱۴ اصول و روشهای طراحی گورهها ارائه میشود. بررسی این اصول و روشها بدون شناخت عوامل تخریب گورهها، امکان پذیر نیست. با شناخت تخریب گورهها، میتوان راهحلهای مقابله با آن را در هنگام طراحی در نظر گرفت تا از وقوع خطرهای بعدی در هنگام بهرهبرداری جلوگیری شود. از این رو برای طراحی و اجرای صحیح گورهها، شناخت عوامل تخریب آن ضروری است و به همین دلیل در ابتدای این نشریه به بررسی عوامل اصلی تخریب گروهها پرداخته میشود.
پایداری گوره
گورههای با ارتفاع کم و گورههایی که با استفاده از مصالح خوب بر روی شالودههای مستحکم احداث میشوند، نیاز به تحلیل دقیق پایداری ندارد و انجام دادن تحلیلهای سادهتر کفایت میکند. در چنین شرایطی رعایت بعضی نکات عملی نظیر، نوع و روش ساخت، تعمیر و نگهداری گوره و چگونگی حفاظت شیروانیهای آن در تعیین میزان شیب شیروانی موثر است. اما زمانی که در زمینه تامین مصالح مناسب برای ساخت گوره یا شرایط نگهداری وجود داشته باشد، طراحی مطمئن مقطع گوره نیازمند به تحلیل دقیق پایداری آن است.
دو روش اساسی که در تحلیل پایداری گورهها در مقابل گسیختگی مرود استفاده قرار میگیرد.
- یک سطح لغزش دایرهای شکل که در شالوده یا بدنه گوره اتفاق میافتد.
- یک سطح گسیختگی مرکب از یک سطح افقی طولانی در یک شالوده نسبتاً ضعیف یا یک بدنه لایه نازک شالوده که به سطح صاف موربی که از شالوده و بدنه گوره عبور میکند، متصل میشود و به سطح زمین میرسد.
ساخت و نگهداری گورهها
با توجه به حجم عظیم عملیات خاکی، اعم از خاکبرداری و خاکریزی در ساخت گورهها، نقش ماشین آلات و تجهیزات مورد استفاده در کنار نیروی انسانی مورد نیاز، بسیار با اهمیت است. معمولاً در احداث گورهها با توجه به طول زیاد آنها، تعداد کارگاهها و ماشین آلات مورد استفاده زیاد است. و در چندین جبهه کاری، عملیات اجرایی میتواند به طور همزمان انجام شود. در مراحل مختلف ساخت نظیر پاکسازی، خاکبرداری، خاکریزی، کوبیدن و غیره انواع مختلف ماشین آلات و تجهیزات ساختمانی و راهسازی میتواند مورد استفاده قرار میگیرد.
فهرست مطالب نشریه شماره ۲۱۴
نشریه شماره ۲۱۴ در ۵ فصل تهیه و تنظیم شده است. که فصل ۲ مجموع آمار و اطلاعات لازم در طراحی گوره را بررسی میکند. در فصل ۳ در مورد منابع قرضه و مصالح ساختمانی به تفصیل بحث شده و نوع مصالح قرضه بررسیهای صحرایی و آزمایشگاهی، جانمایی منابع قرضه و طراحی گودالهای قرضه مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در فصل ۴ اصول و روشهای گورهها ارائه میشود. بررسی این اصول و روشها بدون شناخت عوامل تخریب گورهها امکان پذیر نیست. در فصل ۵ سایر نکات مربوط به ساخت و نگهداری گورهها که در ارتباط با منابع قرضه و مصالح ساختمانی باشد، مورد ارزیابی قرار میگیرد.
آمار و اطلاعات مورد مربوط به شرایط اقلیمی و هیدرولوژیک منطقه طرح و ویژگیهای هیدرولیک
مطالعات پایه و تعیین مبانی طراحی
- بازدیدها و مشاهدات صحرایی
- مطالعات زمین شناسی
- مطالعات ژئوتکنیک و مکانیک خاک
- تعیین سیل طراحی یا سیلاب طرح
- منابع قرضه و مصالح ساختمانی
طراحی گورهها
- عوامل تخریب گورهها
- پایدار ی گورهها
- تراوش در بدنه و زیر گوره و مهار آن
- مهار فرسایش و آب شستگی گورهها
ساخت و نگهداری گورهها
- تجهیزات و ماشین آلات ساخت
- روشهای ساخت
- منابع قرضه و مصالح ساختمانی
- نگهداری گورهها در شرایط عادی و اضطراری
- سازههای متقاطع با گوره