عوامل موثر در وقوع سيل

و روشهاي كنترل آن

سدهاي مخزني

 (Levees and flood walls)  سيل بندها و گوره ها

مخازن تاخيري

بدون شك سيلاب بعنوان يك بلاي طبيعي شناخته شده است . ولي در عمل سيلاب هم از نظر تلفات جاني و هم از نظر خسارات مالي مهيب ترين بلاي طبيعي در جهان محسوب مي شود
از سال 1988 تا 1997 حدود 390000 نفر در اثر بلاياي طبيعي در جهان كشته شدند كه 58 درصد مربوط به سيلاب، 26 درصد در اثر زلزله 16 درصد در اثر طوفان و بلاياي ديگر بوده است. خسارات كل در اين 10 سال حدود 700 ميليارد دلار بوده است كه به ترتيب 33، 29، 28 درصد مربوط به سيلاب، طوفان و زلزله بوده است. در اين رابطه نكته نگران كننده، روند افزايشي تلفات و خسارات سيلاب در جهان در دهه هاي اخير بوده است. افزايش جمعيت و دارايي ها در سيلابدشتها تغييرات هيدرو سيستمها و اثرات مخرب فعاليتهاي انساني از دلايل عمده اين روند افزايش بوده است

سيل در حقيقت افزايش ارتفاع آب رودخانه و مسيل و بيرون زدن آب از آن و اشغال بخشي از دشت‌هاي حاشيه رودخانه مي‌باشد كه مي‌تواند با غرقاب نمودن منطقه باعث وارد آمدن خسارات بر ساختمان و تاسيسات عمومي شده و تلفات انساني و دامي به همراه داشته باشد در مواردي نيز سيل مي‌تواند ناشي از افزايش سطح آب درياچه و يا دريا باشد كه در اين موارد جريان بادهاي شديد تاثير زيادي خواهد داشت.

در هنگام بارش باران و برف, مقداري از آب جذب خاك و گياهان مي شود, درصدي تبخير ميشود و باقيمانده جاري شده و رواناب ناميده مي شود. سيلاب زماني روي مي دهد كه خاك و گياهان نتوانند بارش را جذب نموده و در نتيجه كانال طبيعي رودخانه كشش گذردهي رواناب ايجاد شده را نداشته باشد. بطور متوسط تقريبا 30 درصد بارش به رواناب تبديل مي شود كه اين ميزان با ذوب برف افزايش مي يابد. سيلابهايي كه بصورت متفاوت روي مي دهد منطقه اي به نام سيلابدشت را در اطراف رودخانه بوجود مي آورند.

سيلابهاي رودخانه اغلب ناشي از بارش هاي شديد مي باشد كه در برخي موارد همراه با ذوب برف مي باشد. سيلابي كه بدون پيش هشدار يا پيش هشدار كمي در رودخانه جاري شود تند سيل ناميده مي شود. تلفات جاني اين تند سيلابها كه در حوزه هاي كوچك بوقوع مي پيوندند عموما بيشتر از تلفات جاني سيلابهاي رودخانه هاي بزرگ مي‌باشند .

روشهاي اصلي مهار سيلاب از زمانهاي دور بكار گرفته مي شوند. اينها شامل احياء جنگلها ، احداث سيل بندها ، سدها ، مخازن و كانالهاي سيلاب بر مي باشند.

در زمانهاي دور در كشور چين در كناره هاي رودخانه زرد سيل بندهاي طويلي احداث گرديد . تصور سازندگان اين سيل بندها اين بود كه با محدود كردن رودخانه ، احداث سيل بندها موجب افزايش سرعت و فرسايش و عميق تر شدن بستر مي شوند و در نتيجه گذردهي رودخانه افزايش مي يابد. بر خلاف تصور اوليه ، احداث سيل بندها موجب بالا آمدن بستر رودخانه گرديد و بجاي آن در گستره وسيعي رسوب گذاري شود اين امر در محدوده سيل بندها صورت مي گرفت. با بالا آمدن بستر رودخانه اجباراً ارتفاع سيل بندها نيز افزايش يافت و پس از 4000 سال بستر رودخانه در برخي نقاط به حداكثر 21 متر بالاتر از دشتهاي اطراف رسيد. در سال 1887 ، يكي از بدترين سيلابهاي تاريخ در اين رودخانه بوقوع پيوست و يك ميليون نفر در اثر اين سيلاب كشته شدند. سيل بندهايي كه در قرون وسطي در رودخانه هاي پو ، دانوب ، راين ، رون و ولگا احداث شده اند در قرن بيستم با برنامه احياﺀ جنگلها واحداث مخازن تقويت شده اند.

Top

سيلابدشتها زمينهاي كم اطراف در كناره هاي رودخانه ها, درياچه ها و اقيانوسها مي باشند. سيلابدشتها با دروه برگشت سيلابي كه آنها را زير آب ببرد, از يكديگر متمايز مي شوند. براي مثال سيلابدشت 10 ساله در سيلاب با دوره بازگشت 10 سال زير آب مي رود .

 سازه هاي كنترل جريان مانند سدها, سيل بندها ، كانالهاي سيل بنحوي طراحي ميشوند تا سيلاب با دوره بازگشت معين ، حفاظت از مناطق را به انجام برسانند. اين سطح ايمني بر اساس ملاحظات اقتصادي ، تمايلات جوامع مربوطه ، اثرات زيست محيطي و عوامل ديگر تعيين مي شود . مهندسين مي توانند سازه ها را بنحوي طراحي كنند كه سطح ايمني بالا را تضمين كند . جوامع معمولا سطوح ايمني پايين تري را انتخاب مي كنند . اين امر به علت هزينه اوليه قابل ملاحظه ميباشد . در آمريكا برنامه ملي بيمه سيلاب حداقل دوره بازگشت را 100 ساله انتخاب كرده است. با اين دوره بازگشت در يك دوره 30 ساله ، 26 درصد شانس وقوع سيلاب طراحي سازه ها يا بزرگتر وجود دارد . شکل (2 )

سيل بندها ممكن است طراحي شوند يا بدون طراحي احداث شوند. در سيل بندهاي طراحي شده, ملاحظات تخصصي بر شرايط خاك پي, نوع خاك مورد استفاده در خاكريز, تراكم مناسب خاكريز, حفاظت بالا دست سيل بند در مقابل آبشستگي و ديگر عوامل مورد توجه قرار مي گيرد

سيل بندهاي غير مهندسي در عمل خاكريز طويل در مسير رودخانه مي باشند. سيل بندهاي طراحي شده در صد تخريب بسيار كمتري از سيل بندهاي غير مهندسي دارند . تخريب سيل بندها معمولا ناشي از سيلاب بزرگتر از سيلاب طراحي ، نگهداري نامناسب و شسته شدن سيل بند از زير مي باشد .

روشي مورد اطمينان براي اينكه پيش بيني شود كه سيلاب بعدي چه زماني بوقوع مي پيوندد و ابعاد آن در چه مقياسي است وجود ندارد . با اين وجود سيلابهاي گذشته سرنخ ها را از آنچه محتمل است بدست ميدهد . مهندسين با مطالعه سيلابهاي گذشته و استفاده از علم آمار احتمال وقوع سيلابهايي با ابعاد مختلف را برآورد مي نمايند .

مثلا در 100 سال در 33 سال سيلاب بزرگتر از يك سيلاب 3 و در 10 سال بزرگتر از سيلاب 10 ساله خواهد بود . اين به معناي آن نخواهد بود كه درست در هر 10 سال يكبار سيلاب 10 ساله اتفاق مي افتد . در يك سال پر آب ممكن است چندين سيلاب بزرگتر از سيلاب 10 ساله بوقوع پيوندد . حتي ممكن است دو سيلاب 100 ساله يا بزرگتر در فاصله كمي روي دهند . درصد احتمال وقوع يك سيلاب بر اساس متوسط در يك دوره طولاني مدت مي باشد .

در يك سال پر آب ممكن است چندين سيلاب بزرگتر از سيلاب 10 ساله بوقوع پيوندداحتمال وقوع دو سيلاب بزرگ بصورت پياپي مشابه شير و خط كردن سكه است. چون براي مثال 5 بار متوالي شير آمده دليل نيست كه بار ششم هم شير نيايد. احتمال وقوع همان 50 در 50 است.روشي مورد اطمينان براي اينكه پيش بيني شود كه سيلاب بعدي چه زماني بوقوع مي پيوندد و ابعاد آن در چه مقياسي است وجود ندارد .

Top

احتمال وقوع سيلاب تقريبا در تمامي نواحي بسته به شرايط موجود دارد. واضح است كه در برخي مناطق احتمال سيلاب بزرگتر از ديگر مناطق است. براي اهداف عملي, ريسك قابل قبول بستگي به مورد خاص دارد. براي مثال آبگرفتگي يك پارك, مزرعه يا زمين گلف هر 10 سال يكبار قابل قبول است ولي در مورد مدارس و بيمارستانها كه خطر جاني بيشتري وجود دارد, ريسك 1 در 500 سال انتخاب مي شود. بقيه موارد در ميان اين دو حد نهايي (1 در 10 سال تا 1 در 500 سال) قرار مي گيرند.. ريسك مجاز بسته به سرمايه گذاري هاي انجام شده, ريسك خطرات جاني, دسترسي به مناطق امن در صورت وقوع سيلاب و ديگر عوامل دارد. حتي با در نظر گرفتن كليه عوامل جواب سر راست و مشخصي وجود ندارد. جدول زير احتمال وقوع سيلاب با دوره بازگشت خاص را در يك دوره معين بدست مي دهد.

Top

روشهاي سازه اي مديريت سيلاب زير مجموعه اي از مديريت سيل است كه شامل نقش سازه و بهره بردار ي از آن ميباشد. بسياري از اين روشها سابقه چند هزار ساله دارند. براي مثال سد كفرا در مصر در 4600 سال پيش به منظور كنترل سيلاب در حال احداث بود كه در اثر سيلاب تخريب گرديد. به روشهاي سازه اي, مهار سيلاب نيز اطلاق ميشود. مهار سيلاب شامل فرايندهاي خاصي است كه با فراهم آوردن و بهره برداري از سازه هاي طراحي شده, اثرات تخريبي سيل را رفع يا كاهش دهد كه اين امر با ذخيره, محدود سازي و انحراف جريان سيلاب تا حدي كه از لحاظ اقتصادي توجيه پذير باشد, انجام ميشود. هم اكنون در بسياري از كشورها، ايمني صدها ميليون نفر در مقابل سيلاب وابسته به سدها، سيل بندها و كانالهاي انحراف سيل ميباشد.

درجه ايمني سازه هاي مهار سيلاب بر اساس ملاحظات اقتصادي تعيين ميشود

روشهاي سازه اي مديريت سيل و اهداف اصلي روشهاي سازه اي مديريت سيلاب در جدول زير ارائه شده اند:

Top

 هدف يك مخزن مهار سيلاب, ذخيره قسمتي از جريان سيلاب به منظور كاهش حداكثر آن ميباشد. در صورتيكه سيلابهاي رودخانه داراي خصوصيات فصلي باشند، كارايي مخازن چند منظوره براي كاهش پيك سيلاب به نحو قابل ملاحظه اي افزايش مييابد. در شرايط ايده آل مخزن درست در بالادست منطقه حفاظت شده قرار دارد و بهره برداري از آن به منظور كاهش حداكثر سيلاب به ظرفيت گذردهي ايمن پايين دست صورت ميگيرد. سيلاب ذخيره شده با توجه به زمان وقوع آن يا بتدريج رها ميشود و يا در صورتيكه پايان فصل سيلاب نزديك باشد, براي مصارف آبياري و توليد برق ذخيره ميشود. در صورت وجود حوزه مياني بعد از سد و منطقه مورد حفاظت ، هدف مديريت مخزن در جريان سيلاب, جاري شدن حداقل سيلاب در منطقه حفاظت شده خواهد بود كه در اينصورت الزاما" سيلاب در محل سد حداقل نخواهد بود.

در صورتيكه سيلابهاي رودخانه داراي خصوصيات فصلي باشند، كارايي مخازن چند منظوره براي كاهش پيك سيلاب به نحو قابل ملاحظه اي افزايش مييابد

Top

محدود كردن جريان سيلاب در يك عرض معيني از رودخانه به كمك سازه هايي نظير گوره ها و ديواره هاي سيل بند انجام ميگيرد. اين سازه ها از پخش شدن و گسترش سيلاب در زمينهاي اطراف رودخانه جلوگيري كرده, آن را در يك مسير و مجراي مشخص و محدود هدايت ميكند. ساخت گوره ها (خاكريزهاي سيل بند) قديميترين ، رايج ترين و نيز يكي از مهمترين روشهاي مهار سيلاب از دير باز تاكنون بوده است. گوره, بند خاكي كوتاهي است كه در فواصل مختلف از كناره رودخانه و در امتداد آن ساخته ميشود تا نقش سواحل مصنوعي را در دوره هاي سيلابي كه آب رودخانه از سواحل طبيعي خود بيرون ميرود, را ايفا كند و بخش عمده زمينهاي اطراف رودخانه را از آب گرفتگي محافظت نمايد درمناطق شهري و ساير مناطق كه ارزش زمينها زياد ميباشد, به جاي گوره از ديواره هاي سيل بند استفاده ميگردد. ديواره هاي سيل بند از جنسهاي مختلف بتني, سنگي, آجري و …. ساخته ميشوند.

 بطور كلي طراحي سيل بندها و ديواره هاي سيل بند بايستي مشابه سدهاي معمول باشد. مزيت اصلي گوره ها امكان استفاده از مصالح محلي ارزان قيمت است.

گوره ها از مصالح معادن قرضه كه به موازات گوره ميباشند احداث ميشود. اين مصالح بايستي در لايه ها ريخته و كوبيده شود. نفوذ ناپذيري مصالح د ركناره رودخانه بايستي بكار گرفته شود. در كل مصالح مناسب براي هسته بندرت در دسترس ميباشد و بيشتر سيل بندها, خاكريزهاي همگن ميباشند.

مقاطع گوره ها بايستي با توجه به شرايط محلي و مصالح موجود طراحي شوند. به منظور امكان پذير شدن عبور ماشين آلات, حداقل عرض سيل بند 3 متر ميباشد.

Top

براي زيبايي, شيب گوره راميتوانند ملايم تر از ميزان لازم احداث نمايند. در اين حالت سيل بند كمتر مشخص بوده و رفت و آمد مردم با سهولت بيشتري انجام ميشود. زهكش هاي پاشنه اي براي حفظ ايمني گوره ها در مقابل آبشستگي و جلوگيري از خروج آب از شيب پايين دست لازم است. بعلت عرض زياد گوره در پايين و ارزش بالاي زمينهاي شهري ، در اين مناطق معمولا از ديواره هاي سيل بند استفاده ميشود اين ديواره ها به نحوي طراحي ميشوند كه درمقابل فشار هيدرواستاتيكي (فشار بالا بر آب) مقاومت كنند.

از مسائل مهم در طراحي گوره ها, زهكشي مناطق داخلي ميباشد كه از راه حلهاي مختلف, بشرح زير مورد استفاده قرار ميگيرند:

Top