اثرات موقعیت و عمق ترک کششی در پایداری ساحل رودخانه1

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی آب و خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 کارشناس ارشد سازه‌های آبی

3 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشکده مهندسی آب و خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

     از عمده‌ترین‌ منابع تولید رسوبات، فرسایش سواحل رودخانه‌هاست که به دلیل اثرگذاری بر خصوصیات مجاری رودخانه‌ها, در توسعة پهنة سیلابی و مدیریت منابع آب بسیار اهمیت دارد. در مطالعات پایداری سواحل رودخانه، موقعیت و عمق ترک کششی از جمله پارامترهای موجود در تعریف شکل هندسی سواحل در معرض تخریب‌ هستند که تاکنون جهت تعیین آنها و میزان تأثیراتشان بر پایداری ساحل تحقیقات بسیار اندکی شده است. در این تحقیق، ضمن بررسی سواحل برخی از رودخانه‌های داخل کشور از قبیل رودخانه‌های کارون, کرخه, کرخه‌نور, روفایه, کرج، و کردان به‌منظور ارائه روشی مناسب جهت محاسبة موقعیت و عمق ترک کششی, تأثیرات ترک کششی در تعیین پایداری سواحل رودخانه نیز مطالعه شده است. در این باره، با استفاده از اطلاعات جمع‌آوری شده از 51 محل در مسیر رودخانه می‌سی‌سی‌پی در آمریکا, با یک مدل جامع آنالیز پایداری سواحل رودخانه‌ها(EMSAR) پایداری ساحل آنالیز شده است. براساس نتایج آنالیز پایداری برای اطلاعات موجود, مقدار ضریب ایمنی ساحل در برابر فرسایش به‌ترتیب اهمیت نسبت به تغییرات زاویة ساحل, تغییرات چسبندگی، و وزن مخصوص مصالح بیشترین حساسیت را دارد. نتایج همچنین نشان دهنده تأثیر ناچیز تغییرات عمق ترک کششی بر مقدار ضریب ایمنی پایداری ساحل رودخانه است به گونهای که در صورت وجود 20 درصد خطا در تعیین مقدار عمق ترک و زاویة ساحل, میزان خطای حاصل در مقدار ضریب ایمنی به‌ترتیب برابر 4 و 25 درصد است که بیانگر حساسیت اندکضریب ایمنی نسبت به تغییرات عمق ترک کششی و حساسیت زیاد ضریب ایمنی نسبت به تغییرات مقدار زاویة ساحل است. براساس مشاهدات صحرایی و تعیین نوع ذرات تشکیل دهندة سواحل تخریب‌یافته, مشخص شد که توسعة ترک کششی در خاک­های دربردارنده 10-20 درصد وزنی رس در صورت تغییر شرایط رطوبتی خاک محتمل است و در خاک­های با چسبندگی بالا یا خاک­های درشت‌ دانه امکان توسعه ترک کششی وجود ندارد.

کلیدواژه‌ها


Ahmadian-Yazdi, M. J. 2001. An investigation role of cover in control bank erosion of Tajan-Harierrood meandering stream. M.Sc. Thesis. College of Range and Watershed Management. Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. Gorgan. IRAN.
2-Amiri-Tokaldany, E. 2002. A model of bank erosion and equilibrium bed topography in river bends. Ph.D. Thesis. Dept. of Civil and Environmental Engineering. Univ. of Southampton. Southampton. UK.
3-Baker, R. 1981. Tensile strength, tension cracks, and stability of slopes. Soils and Foundations. Japanese Society of Soil Mechanics and Foundation Eng. 21: 1-17.
4-Darby, S. E., and Thorne, C. R. 1994. Prediction of tension crack location and riverbank erosion hazards along destabilized channels. Earth Surface Processes and Landforms. 19(3): 233-245.
5-Darby, S. E. and Thorne, C. R. 1996. Development and testing of riverbank-stability analysis. J. Hydraulic Eng.. 122(8): 443-454.
6-Lohnes, R. A. and Handy, R. L. 1968. Slope angle in friable loess. The J. of Geology. 76(3): 247-258.
7-Osman, A. M. and Thorne, C. R. 1988. Riverbank stability analysis. I: Theory. J. Hydraulic Eng. 114(2): 134-150.
8-Samadi, A. 2005. Determination the location and depth of tension crack and their effects on riverbank stability. M. Sc. thesis. Dept. of Irrigation and Reclamation Engineering. Univ. of Tehran. Tehran. IRAN.
9-Simon, A., Curini, A., Darby, S. E. and Langendoen, E. J. 1999. Streambank mechanics and the role of bank and near-bank processes in incised channels. In:
S. E. Darby, and A. Simon. (Eds.) Incised River Channels: Processes, Forms, Engineering and Management, John Wiley & Sons, Ltd. Chichester. UK,
123-152.
10-Taylor, D. W. 1948. Fundamentals of soil mechanics. John Wiley & Sons, Inc.,  New York.
11-Thorne, C. R. 1982. Processes and mechanisms of river bank erosion. In: R. D. Hey, J. C. Bathurst and C. R. Thorne (Eds.). Gravel Bed Rivers, John Wiley & Sons Ltd., Chichester. UK, 227-271.
12-Thorne, C. R. and Abt, S. R. 1993. Analysis of riverbank instability due to toe scour and lateral erosion. Earth Surface Processes and Landforms. 18(9): 835-843.