تحلیل پایداری بندهای سنگی- ملاتی آبخیز کِلِستان شیراز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد عمران مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

2 بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

3 مربی پژوهشی بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

چکیده

ارزیابی عملیات آبخیزداری اطلاعات باارزشی را برای برنامه‌ریزی بلند‌مدت در اختیار مدیران و تصمیم‌گیران قرار می‌دهد. این ارزیابی در  70 بند کوتاه سنگی- ملاتی در آبخیز کِلِستان شیراز اجراشده در سال 1385 انجام شد. با برداشت‌های میدانی اطلاعات سازه‌ها نظیر موقعیت، تعداد، نوع سازه، وضعیت مصالح، کارآیی فعلی، وضعیت تخریب (شدت و محل)، نوع و عامل‌های آسیب‎دیدگی سازه‎ها در برگه‌های اطلاعاتی ثبت، و نقشه‌ی پراکنش سازه‎ها تهیه شد. پایداری در برابر نشست، واژگونی و لغزش بررسی شد. آب‌دهی طراحی بندها با دوره‌ی بازگشت‎های متفاوت مشخص، و بیش‌ترین آب‌دهی رخ‌داده در طول دوره‎ی پژوهش تعیین شد. نتایج نشان داد که از آن‌جا که از زمان ساخته‌شدن تا ارزیابی (سال 1393) آب‌دهی پیش‌بینی‌شده‌ی بندهای کوتاه با دوره‌ی بازگشت 25 ساله رخ نداده است، براساس آب‌دهی نمی‌توان پایداری این بندها را ارزیابی کرد. نشست در هیچ‌یک از نقطه‌های اندازه‌گیری مشاهده نشد. تحلیل‎ها‌ نشان‌دهنده‌ی پایداری 98/6 % از بند‌ها از نظر واژگونی و لغزش بوده، و فقط 1 بند (1/4 %) به‌طور کامل تخریب شده است. اگرچه بندها دربرابر نشست، واژگونی و لغزش پایداری نشان‌دادند، نشانه‌های آسیب‎دیدگی در آن‌ها دیده شد. علت اصلی آسیب‎دیدگی بندها در این آبخیز به‌کاربردن مصالح نامناسب، آب‌شستگی و اجرا کردن نامناسب به‌ترتیب با احتمال تاثیر 53/7، 27/78 و 18/52 % است. برای جلوگیری از پدیده‎ی زیرشویی باید خاک بستر در محل قرارگیری بند برداشته و در لایه‎های مختلف متراکم شود.  

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Stability Analysis of Masonry Check Dams in the Kelestan Watershed

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hadi Alipour 1
  • Gholamreza Ghahari 2
  • Seyed Hamid Mesbah 3
1 Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran.
2 Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran
3 Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Shiraz, Iran
چکیده [English]

Assessing performance of watershed management activities will provide valuable information to managers and decisionmakers for long-term planning. Stability of 70 masonry check dams was evaluated that have been constructed on the Kelestan Watershed, Shiraz, in 2006. Relevant information of these structures, namely position, number, type competence of materials, current performance, degradation status (intensity and location), type and culprits of damage were recorded during field visits, and the distribution map of the structures was prepared. Stabilities
against subsidence, overturning and sliding were also investigated. The designed discharge of the check dams was to be correlated with the different return periods during the elapsed time. The results showed that as the designed discharge of the check dams for a 25-years return period had not occurred yet up to the evaluation date (2014), their stability cannot be evaluated based on the lower discharges. As to subsidence, no measurable settlement was discovered. Furthermore, 98.6 percent of the check dams showed stability against overturning and sliding and only
1 (1.4 percent) of the check dams was collapsed completely. Signs of damage are observed in the check dams despite showing stability against subsidence, overturning and sliding. Poor quality building materials, unsuitable placement and piping are the main causes of damage on this watershed. To prevent the piping phenomenon, the soil under the structure must be removed and compacted in different layers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Check dam
  • Fars
  • Kelestan
  • Stability
  • Watershed management

Abbasi A, Pareh kar M, Ghafurian R, Vahedi R. 2012. Study of stability of mechanical structures in watersheds (Goosh sub basin at the upstream of Kardeh Dam). SCWMRI, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute. 135 p. (In Persian).

Abdali R, Parehkar M, Gholami A, Panahpour E. 2013a. Investigation of structures sustainability against subsidence in watershed basin (Case study: Kowsar Basin, Andimashk). National Conference on Optimal Utilization of Water Resources, Dezful, February. 20–21. (In Persian).

Abdali R, Parehkar M, Gholami A, Panahpour E. 2013b. Investigation of structures sustainability against cavity in watershed basin (Case study: Kowsar basin of Andimashk). National conference on optimal utilization of water resources. Dezful, February. 20–21. 2013. (In Persian).

Abdi A. 2004. Investigation of combined effect on construction of small dams in watersheds management. National Conference on Watershed Management and Soil and Water Resources, 9-10 May 2004, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran. (In Persian).

Boix-fayos C, Barbera GG, Lopez-Bermudez F, Castillo VM. 2007. Effects of check dams, reforestation and land-use changes on river channel morphology: Case study of the Rogativa Catchment (Spain). Geomorphology Journal. 91: 103–123.

Das BM. 1994. Principles of geotechnical engineering. 3rd edition, Boston PWS publication. 672 p.

FAJO, Organization of Agriculture Jahad Fars. 2000. Exploratory-executive studies of the Shiraz Kelestan Watershed, Watershed Management.

Farhadi A. 2012. Evaluation of technical management in design and implementation of check dams in watersheds (Case study: Mousavieh watershed, Fars province). Msc. in watershed management. Islamic Azad university of Arsenjan. (In Persian).

Friesecke F. 2004. Precautionary and sustainable flood protection in Germany – strategies and instruments of spatial planning. 3rd FIG Regional Conference. Jakarta, Indonesia. October 3–7. pp. 1–17.

Ghafari G, Ahmadi H, Bahmani A, Nazari Samani AA. 2015. Assessment of the effect of watershed design on erosion and sedimentation of Kan Watershed Basin. Range and Watershed Journal. Iranian Natural Resources Journal. 3: 607–624 (In Persian).

Ghafari G, Karimizadeh K, Haydari R, Ahmadi H. 2011. Structural study of gabion and stone construction in the Kan Watershed. 7th National Conference on Watershed Engineering Sciences, Esfahan, Iran. 27–28 April 2011. (In Persian).

Ghahari Gh. 2014. Surveying the impacts of runoff and sediment control mechanical structures in catchments on the groundwater. Final Report Research Project. Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Project No: 01-22-22-8804-88002. (In Persian).

Ghanbari A. 2014. Principles of earth dam engineering. Kharazmi University, Tehran.

Heidari F, Saboohi R, Matin M. 2018. Assessment of mechanical structures sustainability in Boodejan Catchment. Extension and Development of Watershed Management. 6(22):19–28. (In Persian).

Lucas-Borjaa ME, Zema DA, Hinojosa Guzman MD, Yang Y, Cruz Hernández A, Xiangzhou X, Gianmarco Carrà B, Nichols M, Cerdá A. 2018. Ecological Engineering. 122: 39–47.

Mesbah SH. 2015. Assessment of mechanical structures sustainability in catchments. Final Report of Research Project. Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Project No: 01-22-22–8804-880047. (In Persian).

Nyssen J. 2004. The effectiveness of loose rock check dams for gully control in Tigray, northern Ethiopia. Soil Use and Management. 20: 1–10.

Piton G, Recking A. 2016. Effects of check dams on bed-load transport and steep-slope stream morphodynamics. Geomorphology Journal. 291: 94–105.

Tahouni Sh. 2011. Principles of foundation engineering. Pars Aein publication, Vol.2.