هیدرولوژی چیست
www.prozhe.com
فهرست مطالب :
هیدرولوژی چیست ؟ ....................................................................................................................................................... 1
سیکل (چرخه) هیدرولوژی : ............................................................................................................................................ 2
بارندگی :PRECIPITATION ........................................................................................................................................ 3
تبخیر : EVAPORATION ............................................................................................................................................ 3
اهمیت آب در ایران : ....................................................................................................................................................... 4
مسائل شناخت آبهای سطحی : ........................................................................................................................................... 4
کمبود مایه حیات در مشهد ................................................................................................................................................. 8
عرضه آب بسته بندی پاکتی دائمی است ........................................................................................................................... 9
نکات ضعف شاخصاهای خشکسالی ..................................................................................................................................... 15
بررسی خشکسالی های تاریخی با استفاده از شاخصل پالمر .................................................................................................. 19
سیل و سیلاب ................................................................................................................................................................. 20
پیش بینی سیل ................................................................................................................................................................ 21
محاسبه حداکثر سیل محتمل ......................................................................................................................................... 23
اهمیت پیش بینی وقوع سیل ........................................................................................................................................... 24
سيل و امواج مد ............................................................................................................................................................... 24
تفاوت سيل با طغيان ...................................................................................................................................................... 26
اثرات ایجاد سیل .............................................................................................................................................................. 27
گونه های سیل ................................................................................................................................................................ 28
مهمترين خسارات سيل ............................................................................................................................................................................................................................ 28
اقدامات قبل از وقوع سيل ............................................................................................................................................................................................................... 31
اقدامات هنگام سيل ............................................................................................................................................................................................................................... 33
منابع : ............................................................................................................................................................................. 35
هیدرولوژی چیست ؟
بر اساس آخرین مطالعات تا کنون 5 میلیارد سال از عمر زمین می گذرد و شواهد نشان میدهد که آب از همان ابتدای تشکیل کره زمین نقش مهمی در تحول و قابل سکونت کردن آن به عنوان تنها سیاره قابل زیست داشته است . با تشکیل اقیانوسها و دریاها و تشکیل بخار از روی آنها و ایجاد ابر و بارندگی و به طور کلی گردش آب در طبیعت و جاری شده آب در رودخانه ها و بازگشت مجدد آن به طروق مختلف به اقیانوسها ، ابتدا زندگی اولیه با گیاهان و جانداران پست آغاز شد و سپس گیاهان و حیوانات عالی به وجود آمدند .
پیوسته زمین که از سنگهای آذرین سرد شده تشکیل شده بود در اثر تماس با هوا و جو تحت تأثیر پدیده هوازدگی قرار گرفت و تغییرات همزمان آب ، دما و یخبندان باعث تکه تکه شدن سنگها شده و جاری شدن آبها ، آنها را جابه جا کرده و دشتهای وسیعی را که دارای پوشش خاک بودند به وجود آوردند . این پوشش خاکی همراه با آب قابل دسترس در طبیعت محیط مناسبی را برای رشد گیاهان فراهم شد و محیط مناسب برای زندگی بشر آماده و مهیا گردید . انسان های نخستین از آب تنها برای شرب استفاده می کردند و به تدریج با پیشرفت تمدن و گذشت زمان از آن برای گردش آسیاب ها ، کشاورزی و حمل ونقل نیز استفاده کرد.
همزمان با پیشرفت تمدنها استفاده از آب نیز شکل تازه ای به خودگرفت به طوری که در بسیاری از زمینه ها ، از کشاورزی گرفته تا صنعت و از همه مهمتر تولید انرژی از آب استفاده می شود و امروزه دسترسی به آب کافی و با کیفیت مناسب در زمان و مکان مناسب مد نظر می باشد و هر گونه کمبود آب را مانعی در جهت توسعه پایدار می داند به همین دلیل هر ساله سرمایه های زیادی برای توسعه منابع آب و طرحهای مرتبط با آن مثل سدسازی و احداث شبکه های آبیاری و زهکشی ، آبخیزداری ، مهار سیل و تغذیه آبهای زیرزمینی انجام می دهند.
سیکل (چرخه) هیدرولوژی :
گردش آب در طبیعت که به آن سیکل هیدرولوژی یا چرخة آب گفته می شود ، عبارت است از حرکت و جابجائی آب در قسمتهای مختلف تحت تأثیر نیروی متفاوتی از جمله نیروی جاذبه ، نیروی ثقل ، تغییرات فشار و انرژی خورشیدی می باشد . این چرخش در سه بخش مختلف کره زمین یعنی اتمسفر (هواسپهر) یا چون هیدروسفر یا آب سپهر ، لیتوسفر یا سنگ سپهر صورت می گیرد . آب در داخل و بین این سه لایه در لایه ای به ضخامت 16 کیلومتر صورت می گیرد که 15 کیلومتر آن در اتمسفر و تنها 1 کیلومتر آن در داخل لیتوسفر قرار دارد . سیکل هیدرولوژی در واقع یک سیکل بدون ابتدا و انتها می باشد ، بدین ترتیب که آب از سطح دریاها و خشکیها تبخیر شده وارد اتمسفر می گردد و سپس دوباره بخار آب وارد شده به جو طی فرآیندهای گوناگون به صورت تبخیر شده وارد اتمسفر می گردد و سپس دوباره بخار آب وارد شده به جو طی فرآیندهای گوناگون به صورت نزولات جوی یا بر سطح زمین و یا بر سطح دریاها و اقیانوسها فرو می ریزد . پس نزولات جوی ممکن است با سه حالت روبرو شود :
1- قبل از رسیدن به سطح زمین توسط شاخ و برگ گیاهان گرفته می شوند . (برگاب ، باران گیرش)
2- در سطح زمین جاری می شوند . (روان اب)
3- در خاک نفوذ می کنند .
مقداری از آب که در داخل خاک نفوذ می کند یا بر اثر تبخیر به هوا بر می گردد یا وارد منابع آب زیرزمینی می شود که سرانجام از طریق چشمه ها و یا تراوش به داخل رودخانه ها مجدداً در سطح زمین ظاهر می گردد. در تمام این موارد آب با تبخیر و بازگشت مجدد به اتمسفر سیکل هیدرولوژی یا گردش آب در طبعیت را تکمیل می کند . در شکل 1 نموداری از چرخه هیدرولوژی می باشد نقل و انتقالات آب در طبیعت را نشان می دهد. همانطور که شکل 1 نشان می دهد عناصر مهم گردش آب در طبیعت را بارندگی (p) – رواناب (R ) – تبخیر (E ) تعرق (T) – نفوذ (I) و جریانهای زیرزمینی (G) تشکیل می دهند.
بارندگی :PRECIPITATION
بارندگی مقدار آبی است که از سطح خشکی ها و دریاها تبخیر می شوند و در داخل جو بطور موقت بصورت بخار ذرات ذخیره می گردد . این بخار آب موجود در جو طی فرآیندهای فیزیکی مختلف متراکم (CONDESATION ) می شود و به شکل ابر در می آید که پس از اشباع شدن ، قطرات آب با ذرات یخ تشکیل شده بصورت برف ، باران ، تگرگ و غیره که جمعاً نزولات جوی یا بارندگی گفته می شوند دوباره به زمین برمی گردند . بارندگی پدیده ای است که انسان کمتر در آن می تواند دخل و تصرف کند .
تبخیر : EVAPORATION
تبخیر پدیده ای است که از هرگونه سطح مربوط مانند سطوح آزاد آب یا سطح مرطوب خاک و گیاه صورت می گیرد . طی این فرآیند آب مایع به بخار تبدیل می شود و مجدداً آب به جو زمین بر میگردد. از عوامل مؤثر بر این فرآیند می توان به دمای هوا ، سرعت باد ، تابش خورشید اشاره کرد که هرچه میزان آن بیشتر باشد سرعت تبخیر نیز بیشتر است .
اهمیت آب در ایران :
ایران با توجه به موقعیت خاص جغرافیایی که در بین مدار 25 تا 40 درجه عرض شمالی و 44 تا 64 درجه طول شرقی واقع شده است از مناطق خشک جهانی به شمار می رود زیرا میزان متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم متوسط بارندگی کره زمین (860) می باشد . این مقدار بارندگی هم در طح کشور به طور یکنواخت توزیع نشده است به علت کمبود میزان بارندگی به جز نواحی شمالی و شمال غرب و تا حدودی غرب کشور رود خانه های دائمی کم تر وجود دارد . در سطح کشور مناطقی وجود دارد که نه تنها با کمبود آب سطحی مواجه هستند بلکه آب زیرزمینی آنها هم شور است . البته این کمبود آب در کشور ما مربوط به عصر حاضر نبوده بلکه در گذشته نیز مردم با کمبود آب مواجه بوده اند وجود سدها و بندهای تاریخی کشور دلیلی بر این ادعاست . اما از آنجایی که در گذشته سطح توقع مردم به علت پایین بودن شرایط زندگی کم بوده است ، قرنها بطور هماهنگ از منابع آب و خاک استفاده کرده اند و آب مورد نیاز را از طروق مختلف به دست آورده اند و مسئله کمبود آن مطرح نبوده و مسئله اصلی روش های بهره برداری از آن بوده است . اما در عصر حاضر از یک طرف کمبود آب قابل استفاده و از طرف دیگر افزایش رشد جمعیت و مصرف آب و از همه مهمتر بالا رفتن سطح زندگی و ماشینی و صنعتی شدن و رشد تکنولوژی مسئله نیاز به آب و کمبود آن را بیش از پیش مطرح می سازد .
مسائل شناخت آبهای سطحی :
برای جلوگیری از هدررفتن آبهای سطحی و خسارات ناشی از آنها دو کار زیر بنایی عبارت است از:
1- تأمین نیروی انسانی
2- تأسیس ایستگاههای اندازه گیری آب و آمار برداری مرتب از آنها
امروزه هیچ طرح عمرانی و زیربنایی بدون استفاده از آمار در زمینه های مختلف امکان پذیر نمی باشد ، لذا آمار مورد استفاده باید دقیق و دارای قابلیت اعتماد باشد و همچنین تعداد سالهای آماری نیز زیاد باشد .
ایستگاههای اندازه گیری دبی رودخانه ها در ایران از سال 1325 تأسیس شده اند اما تعداد آنهاکم بوده و طول دوره آماری آنها با توجه به سال تأسیس کوتاه می باشد اما در کشورهای پیشرفته طول دوره آماری به بیش از 150 سال می رسد . در کشور ما تعداد ایستگاههایی که دارای آمار بیش از 50 سال می باشند بسیار کم است و تنها شامل ایستگاههایی است که بر روی رودخانه های جاجرود ، لاروگلپایگانو یکی دو رودخانه دیگر است ، می باشد . امروزه در سطح کشور ایستگاههای اندازه گیری دبی آب زیاد بوده و در حال گسترش می باشد .
نه تنها تعداد ایستگاهها و طول دوره آماری مهم است بکله تعین دقیق ایستگاههای هیدرومتری اهمیت زیادی دارد که حتماً باید توسط متخصصان این امر تعین شود .
بر اساس گزارش سازمان ملل در آینده ای نزدیک 31 کشور جهان با کمبود آب مواجه خواهد شد و نام ایران به عنوان یکی از بزرگترین کشورهای درگیر بحران آب در آینده برده می شود.
انتظار می رود تا سال 2025 بیش از دو سوم جمعیت جهان در شرایط کمبود جدی آب قرار بگیرند و یک سوم بقیه در شرایط کمیابی آب زندگی کنند . 50 سال دیگر عربستان کاملاً از آب تهی خواهد شد .
طلیعه بحران هم اینک در چین ، آفریقا ، هند ، تایلند ، مکزیک ،مصر و ایران نمایان شده است . رودخانه های اصلی دنیا شامل نیل در مصر ، گنگ در جنوب آسیا ، رودخانه زرد چین و کلرادوی آمریکا به شدت تهدید می شوند .
در ایران منبع اصلی آب بارش است که به طور طبیعی سالانه 252 میلی متر یا 413 میلیارد متر مکعب است . این میزان یک سوم متوسط جهان (831 میلی لیتر ) و یک سوم آسیا ( 732 میلی لیتر ) است . حدود 30 درصد بارش به شکل برف و بقیه به شکل باران است . به این ترتیب در حالی که یک درصد جمعیت جهان در ایران زندگی می کنند ، سهم ایران از منابع آب تجدید پذیر فقط 36 صدم درصد است . از 413 متر مکعب بارش سالانه 269 متر مکعل به اشکال مختلف از دست می رود . 93/2 درصد از آب باقی مانده صرف مصارف کشاورزی البته به شکلی غیر اصولی می شود . 1/7 درصد به صنعت و معدن اختصاص می یابد و بقیه به مصارف دیگر می رسد .
ذکر این درصدها برای این اهمیت دارد که بروز بحران آب آنها را دستخوش تغییر می کند و سازمان های بین المللی هشدار می دهند که با افزایش جمعیت در ایران این کشور در سال 2025 درگیر بحران جدی آب خواهد بود.
گفته های دکتر پرویز کردوانی استاد جغرافیای دانشگاه تهران حاکی از بروز نشانه های بحران است . وی می گوید : در سال 1337 جمعیت ایران 16 میلیون نفر بوده و الان بالای 70 میلیون نفر است ، در حالی که میزان آب ثابت مانده به همان نسبت که آب بیشتری مصرف می شود آب بیشتری هم آلوده می شود . به این ترتیب تهران یک رود هم ندارد ولی سه رود از فاضلاب دارد که آدم در آن غرق می شود . کشور ما در منطقه خاورمیانه قرار داد و از نظر بارندگی فقیر است . درست است که بارندگی در شمال زیاد است ولی این باران زمانی می بارد که زیاد به آن احتیاج نیست و سه ماه تابستان که موقع برنج کاری است این مناطق آب ندارند ، در نتیجه در پرباران ترین نقطه هم از آب زیرزمینی استفاده می کنیم . در حالی که که استفاده از آب زیر زمینی برای موقع مباداست، استفاده زیاد از آب زیرزمینی باعث شده که سطح آن در همه جا پایین بیاید . به طوری که در 200 دشت کهبیشتر آنها در خراسان است کسی حق حفر چاه ندارد مگر برای به دست آوردن مقداری آب شرب و مصارف صنعتی .
پیامد بحرانی که در ایران در نتیجه کم آبی و تقاضای رو به افزایش رخ میدهد این است که بخش های مختلف کشاورزی ، صنعت و نیروی انسانی برای استفاده از این آب وارد رقابت می شوند.
مهندس محسن شجاعی کارشناس آب می گوید : افزایش جمعیت ، گسترش بدون برنامه و انگل وار شهرهای بزرگ باعث می شود مجبور شویم آب را از بخش کشاورزی به سمت مصارف انسانی منتقل کنیم. در حالی که افزایش جمعیت و بهتر شدن برنامه غذایی ، ایران را بشدت به واردات محصولات کشاورزی محتاج می کند.
از تبعات دیگر بحران آب این است که همان منابع قابل استفاده و رودخانه ها نیز آلوده و ناسالم می شوند و حتی صنعت ماهیگیری هم با مشکل مواجه می شود . به عنوان مثال دور از انتظار نیست که آب رودخانه های شمال کشور آلوده شود ، بخصوص که سیستم فاضلاب شهرهای شمال هم توسعه نیافته است . این موضوع توجه بانک جهانی را به ایران جلب کرده است .
در هر صورت به موازات آن که دائماً به جمعیت جهان افزوده می شود واین جمعیت به غذای بیشتری نیاز پیدا می کنند ، منابع آب هم کاهش می یابد . بخشی از بحرانی که هم اینک مبتلا به آسیا و آمریکای لاتین است به صنعتی شدن جوامع آنها و برهم خوردن توازن بشر و طبیعت بر می گردد . چنانکه در مکزیوسیتی پایتخت مکزیک بچه های کوچک گاهی به جای آب ، کوکاکولا و پپسی می نوشند . در طول بحران های آبی این کشور ، دولت آب کشاورزان را قطع می کند تا آب را به صنایع عمدتاً خارجی برساند . پیامد چنین وضعیتی به خطرافتادن امنیت غذایی جهان است . کمبود آب کشاورزی در کشوری مثل چین کافی است تا این امنیت به خطر بیفتد . در حالی که چین در رأس فهرست کشورهایی است که با بحران آب روبرو می شوند . طبیعتاً چین به خاطر توسعه عظیم اقتصادیش کمبود مواد غذایی را با واردات آن جبران می کند ، اما موضوع این است که در نتیجه این کار قیمت مواد غذایی در بازارهای جهانی بشدت بالا می رود و این برای کشورهای فقیر فاجعه است . البته ایران هم در همان سال ها درگیر بحران آب خواهد بود و طبیعی است که با کاهش تولیدات کشاورزی ناچار است مواد غذاییش را با قیمت کلان از بازار جهانی تأمین کند و در نتیجه به دیگر کشورها وابسته خواهد شد .
کمبود آب ، افزایش جمعیت ، بالارفتن سطح زندگی و بهداشت و افزایش باز هم بیشتر بصرف آب و کمبود مواد غذایی در دهه های آنیده بحرانی را پیش روی ایران قرار می دهد که چشم اندازش از همین حالا تیره و نا امید کننده است و البته مهار چنین بحرانی بستگی به آن دارد که دولت چقدر سرعت عمل داشته باشد .
کمبود مایه حیات در مشهد ادامه دارد ؛ آب بسته بندی ؛ چرا حالا به فکر افتادیم ؟
« از ابتدای مهرماه آب شرب معدنی در پاکتهای یک لیتری مخصوص با قیمت 400 تا 450 ریال در مشهد به فروش می رسد .
این طرح با توجه به مشکلات کمبود آب در این شهر و باهدف جداسازی آب مصرفی از آب شرب اجرا می شود .»
این موضوع خبری بود که چندی پیش در جراید مطرح شد اما در ذهن بسیاری از شهروندان این پرسش تداعی شد که آیا آب مشهد آلوده است ؟
به دنبال این پرسشها ، شرکت آب و فاضلاب بلافاصله با درج اطلاعیه ای این شبه را رد کرد . با در شائبه آلوده بودن آب مشهد توسط مسؤولان ، پرسشهای دیگری از سوی شهروندان در تماس با روزنامه مسطح شد از جمله آیا این طرح با هدف جبران کمبود آب شرب مشهد اجرا می شود ؟ و آیا این طرح جوابگوی آب مصرفی مردم این شهر خواهد بود ؟
به گفته یک فرهنگی ، به طور حتم این طرح با هدف پوشش کم آبی مشهد نیست زیرا اجرای طرح نوبت بندی و قطع 12 ساعته آب در مشهد هم اکنون در حال اجراست و مردم با آن کنار آمده اند .
احمدی می گوید : اگر هدف نهادینه کردن فرهنگ جداسازی آب شرب از غیر شرب است ، با توجه به قرار داشتن مشهد در منطقه خشک و کم آب ، این پرسش مطرح می شود که چرا تاکنون مسؤولان شرکت آب و فاضلاب طرح جداسازی آب مصرفی از آب شرب را به طور زیربنایی و در قالب طرحهای اجرایی دنبال نکرده اند و آبا اکنون با ارایه آب بسته بندی در پاکتهای یک لیتری ، هدف این طرح تأمین خواهد شد ؟
شیرودی نیز می گوید : باید از مسئولات شرکت آب و فاضلاب پرسید که چرا این طرح در سال جاری که با کم آبی شدید مواجه هستیم ،اجرا می شود . آیا هدف افزایش فروش و کسب سود برای شرکت تولید کننده این آب بسته بندی نیست ؟
وی اضافه می کند : قیمت در نظر گرفته شده خارج از توان پرداخت قشر کثیری از جامعه است و شرکت آب و فاضلاب نباید تصور کند که با توجه به اینکه استفاده از آب بسته بندی در قالب بطری چند سالی رایج شده است ، پس همه شهروندان مشهدی قادر به خرید هستند.
عرضه آب بسته بندی پاکتی دائمی است
معاون برنامه ریزی شرکت آب و فاضلاب مشهد می گوید : در همه کشورها توزیع آب به روشهای مختلفی از جمله لوله کشی و یا در قالب بطری و یا حمل با تانکر صورت می گیرد که در این میان در ایران توزیع آب عمدتاً به شکل لوله کشی است .
جعفر حسین قلی زاده با بیان اینکه معمولاً 5 تا 6 درصد آب مصرفی شهروندان در طول روز برای شرب است می گوید : این در حالی است که آب موجود در لوله ها به طور کامل برای شرب است که برای مصارف دیگر از جمله شستن خودرو استفاده می شود.
وی با اشاره به اینکه وضعیت آب و هوایی مشهد ، تأمین آب را به لحاظ کمی و کیفی در این شهر با مشکل مواجه کرده است ، اضافه می کند : برای جلوگیری از آلودگی آب ، کارهایی از جمله اجرای شبکه های فاضلاب دنبال می شود که با توجه به میزان اعتبارات اختصاص یافته ، تاکنون بیشتر از یک سوم شهر به این سیستم مجهز نشده است .
وی با اشاره به کمبود 34 درصدی آب در مشهد طی سال جاری یادآور می شود : اجرای طرح نوبت بندی آب و به دنبال آن خاموش و روشن کردن مکرر چاهها ، سبب شده رسوبهای موجود در لوله ها کیفیت آب را با مشکل مواجه کند که شرکت آب و فاضلاب با هدف رفع این مشکل و ارایه آب با کیفیت بالاتر ، اقلام بر عرضه آب بسته بندی کرده است . وی با تأکید بر اینکه این مسأله به مفهوم آلوده بودن آب شرب مشهد نیست ،تصریح می کند : هدف ، تنها عرضه آب با کیفیت بالاتر است و با توجه به اینکه آب بسته بندی در قالب بطری چند سالی در کشور رواج یافته است ، اما همه اقشار قادر به خرید آن نیستند تصمیم گرفته شد آب معدنی در بسته های پاکتی و با قیمت ارزانتری عرضه شود که قابل بازیافت در چرخه طبیعت نیز می باشد .
وی اضافه می کند : در فاز اول این طرح که از 20 روز پیش آغاز شده است ، روزانه 30 تا 40 هزار بسته رایگان بین زایران توزیع شده و تا کنون به مرز 35 هزار بسته رسیده است و این کار تا پایان شهریور ماه ادامه خواهد داشت .
وی ادامه می دهد : از ابتدای مهر ماه روزانه 40 تا 50 هزار بسته آب در محل اتفاقات آب شرکت آب و فاضلاب مناطق مشهد ، سوپر مارکتها و هر جایی که آب بسته بندی در قالب بطری عرضه می شود ، توزیع خواهد شد .
حسین قلی زاده اضافه می کند : آب پاکتی از یکی از چاههای منطقه چناران که ظرفیت تولید آن 30 لیتر در ثانیه بود و دارای کیفیت بالایی است ، تأمین می شود .
به گفته وی ، 10 درصد آب این چاه برای بسته بندی در نظر گرفته شده که شرکت آب و فاضلاب و اداره بهداشت به لحاظ کمی و کیفی بر آن نظارت دارند .
وی می گوید : این آب توسط شرکت تعاونی آبفام توس عرضه می شود که سابقه تشکیل آن به 15 سال قبل بر می گردد و هدف از ایجاد آن فرهنگ سازی استفاده از آب بسته بندی با هدف جداسازی آب شرب از غیر شرب است .
وی می گوید : اما در آن سالها کمبود آب برای شهروندان چندان ملموس نبود ، از این رو آب در قالب بطری در مشهد ودیگر شهرهای کشور ارایه می شد ، اما امسال با توجه به حاد شدن مشکل کمی آب ، هدف اولیه شرکت دنبال می شود.
معاون برنامه ریزی شرکت آب و فاضلاب در خصوص نقش شرکت آب و فاضلاب مشهد در این باره می افزاید : این شرکت بر عرضه کمی و کیفی و توزیع آن نظرات دارد و در واقع توزیع این بسته ها توسط شرکت آب و فاضلاب انجام می شود .
وی در پاسخ به این پرسش که گفته می شود این کارخانه در نزدیک محل نگهداری جذامی ها قرار دارد به گونه ای که قبلاً چاه آب منطقه با هدف جلوگیری از انتشار آلودگی بسته شده و اکنون برای عرضه آب بسته بندی پاکتی از آن استفاده می شود می گوید : چنین چیزی صحت ندارد و به طور کلی هر چاه آبی که وجود داشته باشد ، فرقی نمی کند در چه منطقه ای واقع شده است ، شرکت آب و فاضلاب و اداره بهداشت به لحاظ کمی و کیفی بر آن نظارت مستقیم دارند و کیفیت آب در آزمایشگاه مورد بررسی قرار می گیرد .
وی ادامه می دهد : در حال حاضر 10 درصد آب چاه مزبور تأمین کننده آب بسته بندی در نظر گرفته شده است و بقیه آن تأمین کننده بخشی از نیاز آبی شهروندان است .
این مقام مسوول در شرکت آب و فاضلاب در خصوص گران بودن قیمت تمام شده آب بسته بندی پاکتی که خارج از توان خرید شهروندان است ، می گوید : قسمت اعظم قیمت مربوط به هزینه مواد اولیه ، نوع پلاستیک و هزینه چاپ است و تنها 2 درصد قیمت را آب بها تشکیل می دهد .
وی اضافه می کند : از طرف دیگر در صورت افزایش قیمت مواد اولیه مورد نیاز قیمت آب بسته بندی نیز افزایش می یابد.
حسین قلی زاده درباره اینکه این طرح برای چه مدت اجرا می شود می گوید : این مسأله استمرار دایمی خواهد داشت ، تا زمانی که فرهنگ جداسازی مصرف آب شرب از غیر شرب اجرا شود.
وی در توضیح گفته خود می گوید : هزینه نگهداری و سالم سازی آب شرب برای شرکت آب و فاضلاب در مقابل دریافت آب بهایی که از شهروندان دریافت می کند بسیار سنگین است که اگر نتوان هزینه واقعی بهره برداری را از مشترکان اخذ کرد ،باید در قالب ارایه آب بسته بندی حساسیت و هزینه سنگین که برای سالم سازی ، تصفیه و نگهداری آب شرب صورت می گیرد کاست تا به مرور آب موجود در لوله های آب برای مصارف غیر شرب استفاده شود .
وی در خصوص نیاز واقعی شروندان در طی روز برای آب شرب ، با توجه به اینکه این آب بسته بندی برای شرب و پخت و پز در نظر گرفته شده است ، می افزاید : اگر مصرف شبانه روز یک فرد 200 لیتر فرض شود ، با توجه به اینکه تنها 5 تا 6 درصد آن برای شرب مصرف می شود ، می توان گفت 12 لیتر آب برای شرب و پخت و پز مورد نیاز است .
اهداف استفاده از روشهای تاریخی (حلقه های درخت ) در پیش بینی خشکسالی :
اولین هدف استفاده از این روش ایجاد و بازسازی شبکه ای از شاخص خشکسالی پالمر در محدوده ایالات متحده از طریق دادههای مبتنی بر حلقه های درختان می باشد ، این کار سبب تأمین داده های مفیدی می شود و از طریق آن درک بهتری از متغییرهای خشکسالی ارائه می شود و سرانجام منجر به بهبود پیش بینی درازمدت خشکسالی میگردد، بمنظور دستیابی به این اهداف داده های شاخص خشکسالی پالمر را با استفاده از داده های ناشی از ابزار هواشناسی از NOAA و حساسیت آب و هوائی و ترتیب زمانی حلقه های درخت به دقت با استفاده از یک گونه همزمان تعیین شده و از تکنیک و مدل اماری مناسبی برای انواع سریهای زمانی استفاده شده است .
بازسایزی شبکه ای شاخص پالمر باعث توسعه اطلاعات در زمینه خشکسالی های گذشته از سال 1700 یا زودتر شده است و سبب سه برابر شدن گزارشات ابزاری آب و هوا در بیشتر نواحی ایلات متحده شده است .
داده ها و روش کار بررسی خشکسالی تاریخی با استفاده از شاخص پالمر :
در این تجزیه و تحلیل یک شبکه 3×2 شامل 155 نقطه از شاخص شدت خشکسالی پالمر بر روی 1000 ایستگاه گسترش داده شده است .
شبکه شاخص خشکسالی پالمر حداقل تا سال 1913 در تمام ایستگاهها دوره بازگشت به گذشته را عرضه کرد و هم میزان خشکسالی و هم ترسالی را که می توانست به ترتیب زمانی با حلقه های درخت مقایسه شود را ارائه داد . برای نیل به این هدف شبکه ای شامل 410 ترتیب زمانی حلقه های درختی که حداقل به 1700 سال پیش مربوط میشدند از منابع گوناگون گردآوری شده است . دوره های بازسازی شده از سال 1700 تا سال 1978 را در بر می گیرد که نتیجه آن ایجاد شبکه ای از شاخص شدت خشکسالی پالمر بازسازی شده با کیفیت بالا در تمام مرزهای ایالات متحده آمریکا می باشد از سویی دیگر زمانی که هر نقطه از شبکه ایجاد شده تقریباً 300 سال گزارش ثبت شده داشته باشد امکان بررسی تغییرات خشکسالی در مقیاس بلند مدت وجود خواهد داشت بعلاوه این امکان نیز فراهم میشود که بتوان الگوهای ترسالی و خشکسالی قرن بیستم را با الگوهایی که در زمانهای قبلی اتفاق افتاده مقایسه کرد .
نتایج حاصله از بررسی خشکسالی های تاریخی با استفاده از شبکه شاخص شدن خشکسالی پالمر :
نتایج بازگشت به گذشته نشان داد که شبکه شاخص شدت خشکسالی پالمر 9 الگوی ناحیه ای جداگانه دارد که با تجزیه و تحلیل شاخص شدت خشکسالی پالمر ابزاری به خوبی توافق دارد هریک از این نواحی مدلی از متغیرهای مخصوص به خود را دارند . در بیشتر نواحی نشانی از تأثیر الینو جریان جنوبی وجود داشته و در سایر نواحی نیز مدلهای 10 تا 20 ساله وجود داشته است.
علت تغییر خشکسالی در مدلهای بعدی واضح نیست اما از طریق گزارشات بلندمدت مثل یافته های مبتنی بر گزارشات ابزاری که کوتاه مدت اثبات می شوند تأمین می گردد.
نکات ضعف شاخصاهای خشکسالی
1- واحد زمان :
بیشتر شاخصهای خشکسالی که تاکنون مورد بررسی قرار دادیم دوره زمانی ماهیانه و یا طولانی تر را به کار بده اند و هیچ شاخصی از واحد زمانی روزانه استفاده نکرده است . اما از آن جائی که یک رژیم خشکسالی مؤثر تنها با استفاده از بارندگی مؤثر روزانه به شرایط نرمال پاسخ می دهد باید از واحد زمانی روزانه استفاده کرد . به علاوه استفاده از واحد زمانی روزانه شدت خشکسالی را مکرراً مورد ارزیابی قرار داده و در هر زمانی نشان میدهد که نهایتاً این امر به اذهان عمومی اجازه می دهد که برعلیه ریسک آماه باشند ( مدیریت ریسک به جای مدیریت بحران ).
همچنین باید در نظر داشت که مشکل استفاده از واحد زمانی ماهیانه این است که بطور مثال اگر دو ماه متوالی را که در نظر بگیریم و اگر روز اول ماه اول و روز آخر ماه دوم بارشهای خوبی داشته باشیم و در عوض در روزهای مابین هیچگونه بارشی نداشته باشیم ، از دیدگاه واحد زمانی ماهیانه ممکن است میزان بارندگی نرمال باشد اما این در حالی است که در واقع ما 58 روز بدون بارندگی داشته ایم و در واقع یک دوره کمبود 58 روزه بارش اتفاق افتاده است .
2- تعیین و تعریف دوره کمبود آب :
خشکسالی با کاهش منابع آب شیرین به وقوع می پیوندد که از نظر اقلیم شناسی اهمیت دارد و اهمیت آن این است که خشکسالی نه تنها کمبود آب در یک زمان مخصوص است بلکه رخدادهای متوالی از یک کمبود است . بنابراین زمانی که دوره کمبود آب شروع می شود و مدت زمانی که ادامه دارد خیلی مهم است . اما بیشتر شاخصهای خشکسالی که تاکنون بررسی کردیم و مدت زمانی که ادامه دارد خیلی مهم است . اما بیشتر شاخص های خشکسالی که تاکنون بررسی کردیم فقط کمبود آب را از دیدگاه اقلیمی در دوره های از پیش تعیین شده ارزیابی می کنند و قادر به نشان دادن دوره واقعی کمبود آب نیستند .
3- دوره ذخیره منابع آب :
بررسی خطر خشکسالی می تواند به دو منظور طبقه بندی شود یکی بررسی خطر کمبود رطوبت در خاک و دیگری کمبود منباع آب می باشد . بطوری که خشکی خاک تحت تأثیر دوره کوتاهی کمبود بارش که به تازگی اتفاق افتاده است قرار می گیرد اما کمبود آب ذخیره شده در منابع آب تحت تأثیر مجموع دوره های طولانی تر بارش قرار می گیرد و این که ما در مورد دیگر خطرات خشکسالی که به دو طبقه مذکور مرتبط نیستد بر این اساس کار کنیم کار آسانی نیست و درست نمی باشد بنابراین یک طبقه بندی جداگانه برای هر منظور روش بهتری برای ارزیابی خشکسالی است اما با این حال مشکل می توان شاخص خشکسالی را پیدا کرد که مثلاً هم اثرات کوتاه مدت و هم اثرات بلند مدت خشکسالی را بطور همزمان مد نظر قرار داده باشد . اما شاخص بارش موثر از این مزیت برخوردار است و هم دوره کوتاه 15 روزه و هم دوره 365 روزه را در بر می گیرد .
4- توجه به اتلاف منابع آب با گذشت زمان :
با توجه به اینکه معمولاً پس از بارندگی رطوبت موجود در خاک و منابع آب با گذشت زمان بصورت تابعی از نسبت رواناب و تبخیر و تعرق کاهش می یابد بنابراین بایستی این کاهش به هنگام بررسی ناهنجاری های بارش در نظر گرفته شود اما تقریباً همه شاخصهای خشکسالی از جمع بارندگی ساده استفاده می کنند ( نه بارندگی مؤثر ).
5- داده های مورد استفاده :
شاخصهای خشکسالی که تاکنون مورد بررسی قرار دادیم مثل شاخص پالمر علاوه بر بارش از داده های متعدد دیگری مثل رطوبت خاک – رواناب – تبخیر و غیره نیز برای محاسبات خود استفاده می کنند اما این پارامترهای مورد استفاده را بطور مستقیم مشاهده ( دیده بانی ) نمی کنند بلکه آنها را از طریق محاسبه یک سری فرمولها بدست می آورند بنابراین افزایش تعداد پارامترهای دلیلی بر دقت بالا نیست و این در حالی است که شاخص بارش مؤثر روزانه تنها از یک فاکتور استفاده کرده است .
6- گوناگونی و تنوع اطلاعات :
زمانی که خشکسالی اتفاق می افتد اطلاعات مربوط به آن برای اذهان عمومی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است بنابراین شاخصهای خشکسالی می بایست طوری گویا و واضح باشد که بتوانند برای برخی از سؤالات اساسی که در اذهان عمومی مطرح می شوند جوابگو باشیم و طوری نباشند که فقط به بررسی طول دوره خشکسالی قبلی و مقدار کمبود آب اتفاق افتاده بپردازیم (مدیریت بحران ) بکله باید تاریخ وقوع طول دوره خشکسالی و خاتمه آن و همچنین مقدار بارندگی مورد نیاز برای برگشتن به شرایط نرمال را مشخص کنند ( مدیریت ریسک ).
حال با توجه به بیان موارد ذکر شده در بالا به منظور حل مشکلات مذکور و هم چنین بررسی روزانه و دقیق خشکسالی شاخص بارش مؤثر ارائه گردید.
در این روش از سه شاخص برای تاریخ شروع وخاتمه خشکسالی و تعیین تداوم خشکسالی و کمبود آب استفاده شده که عبارتند از :
1- شاخص میانگین بارش مؤثر روزانه ،این شاخص خصوصیات اقلیم شناسی بارش را بعنوان منبع آب برای یک ناحیه یایک ایستگاه نشان می دهد .
2- شاخص انحراف از میانگین بارش مؤثر روزانه .
3- شاخص انحراف از میانگین بارش مؤثر روزانه استاندارد شده .
همچنین پنج شاخص می توان برای کمّی سازی شدت خشکسالی استفاده کرد که عبارتند از :
1- روزهای متوالی بارندگی مؤثر روزانه منفی که می تواند نشان دهنده طول مدت کمی بارش باشد.
2- مجموع روزهای متوالی بارندگی مؤثر روزانه منفی که هم طول دوره خشکسالی و هم شدت آن را بطور همزمان نشان میدهد .
3- مجموع کمبود بارش که نشان دهنده انحراف مقدار بارش از نرمال در طول یک دوره معین باشد.
4- مقدار بارش لازم برای برگشت به دوره نرمال .
5- یک شاخص استاندارد خشکسالی مؤثر که بتواند به منظور ارزیابی شدت خشکسالی در مقیاس جهانی مورد استفاده قرار گیرد .
شاخصهای فوق در نواحی دشتهای مرتفع ایالات متحده آمریکا از سال 1960 تا 1996 مورد آزمایش قرار گرفته اند و نتایج آنها با گزارشهای تاریخی در مورد خشکسالی مقایسه شده اند بطوری که پس از تجزیه و تحلیل به این نتیجه رسیده اند که شاخصهای جدید واقع بینانه تر و معقولانه تر بوده و یک سری مزیتهای عملی نیز دارند بطوری که این شاخصها اولاً بطور دقیق تعیین کننده طول دوره خشکسالی بوده اند ، ثانیاً در نشان دادن یک خشکسالی در حال جریان مؤثر بودند و ثالثاً از راههای گوناگونی خصوصیات یک خشکسالی را تشریح و توصیف می کردند .
بطور خلاصه شاخص بارش مؤثر جدیدترین شاخص بررسی خشکسالی است که از آن هم در جهت تصویر و نشان دادن خشکسالی هیدرولوژیک از یک دوره 365 روزه استفاده می کند و دلیل این امر نیز آن است که متداولترین سیلک هیدرولوژیک در همه جای جهان 365 روز می باشد .
دوره 15 روزه که برای نشان دادن وقوع خشکسالی در خاک مورد استفاده قرار می گیرد با توجه به نوع منطقه فرق می کند زیرا همانطوری که قبلاً در بررسی خشکسالی از دیدگاه هیدرولژیک نیز مطرح کردیم طور این دوره در انگلستان مثلاً 15 روز و در بالی 6 روز و غیره می باشد .
بنابراین با استفاده از این روش می توان وضعیت خشکسالی را برای هر دوره دلخواه ( با توجه به تعریفی که از خشکسالی در ناحیه می شود ) بررسی نمود و وقوع خشکسالی را در منابع آب و خاک نشان داد .
بررسی خشکسالی های تاریخی با استفاده از شاخصل پالمر :
همانطوری که قبلاً در بررسی شاخص شدت خشکسالی پالمر اشاره کردیم یکی از خصوصیات شاخص پالمر که باعث محبوبیت و معروفیت آن شده است آن بود که این شاخص یک تصویر زمانی و مکانی را از خشکسالی های تاریخی فراهم میکرد. در اینجا برای روشن شدن این مطلب به بررسی نمونه ای از یافته های خشکسالی های دروان گذشته در ایالات متحده از طریق حلقه های درختان بر اساس شاخص پالمر می پردازیم .
خشکسالی ها و ترسالی ها معمولاً تأثیرات شدیدی بر روی منابع آب ، محصولات کشاورزی ، تجارت و بازرگانی و بطور کلی اقتصاد و بحرانهای سیاسی داشته و دارد . تاکنون یافته های ما درباره چگونگی رخداد چنین حوادثی برای گسترش مدلهای مفید برای بپیش بینی های بلند مدت کافی نیست و این مشکل از یافته های ناقص ما از چگونگی رخداد این حوادث در گذشته ناشی می شود که بطور وسیعی در صد سال اخیر از گزارشات ثبت شده آب و هوائی بدست می آید .
یکی از راههای بهبود این مشکل گسترش گزارشات ابزاری گذشته در زمان حال با استفاده از متغیر حلقه های پیرترین درختان می باشد به بیان دقیقتر یک شبکه حساس اقلیمی از نظر زمانی حلقه های درخت را بطور سالانه به منظور بازسازی شاخص شدت خشکسالی پالمر بکار برده است . بطوری که آنرا در شبکه های 3×2 در سراسر مرزهای ایالات متحده انجام داده است . این شکبه بازسازی از سال 1700 تا 1978 را در بر می گیرد و بطور مؤثری طول داده های ابزاری ( داده های ثبت شده توسط ابزار و ادوات هواشناسی ) را سه برابر کرده است . این بازسازی اکنون مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است بطور واضحی مدل های ناحیه ای ناشی از این تجزیه و تحلیل تنوع خشکسالی را در این بازسازی نشان می دهند و این مدلهای ناحیه ای شامل مدلهایی هستند که ظاهراً با الینو جریان جنوبی در ارتباط می باشند .
همچنین تغییرات طولانی تر بطور عمده مثلاً ده تا بیست ساله در این بازسازی یافت می شود اما این مدل تغییرات تاکنون علت و معلول مؤثری نسبت داده نشده اند .
سیل و سیلاب
آشنایی
در خلال یا پس از یک بارندگی شدید ، مقدار دبی رودخانه به سرعت افزایش یافته و درنتیجه آب از بستر عادی خود سر ریز نموده و دشت سیلابی و مناطق اطراف را دربر میگیرد. با بررسی دشت سیلابی قدیمی و آبرفتهای آن ، شاید بتوان با درجهای از تقریب احتمال وقوع و بزرگی سیلهای آتی منطقه را مشخص کرد. اصولا بزرگی سیلها و تکرار آنها در طول زمان تابع شدت بارندگی ، نفوذپذیری زمین و وضع توپوگرافی منطقه است.
البته امروزه به دلیل دخالتهای بی رویه در بسیاری نقاط که قبلا سیل نمیآمده ، طغیانهای بزرگی مشاهده میشود. فعالیت بشر به چند صورت احتمال وقوع سیل را افزایش میدهد. از آن جمله میتوان به ساختمان سازی در دشت سیلابی رود که مستلزم اشغال بخشهایی از آن است و باعث کاهش ظرفیت طبیعی رود میشود، اشاره کرد. به این ترتیب محدودهای از دشت سیلابی که در زمان طغیان زیر آب میرود، گسترده تر میگردد.
شهر سازیها و حذف گیاهان باعث کاهش مقدار آب نفوذی و افزایش آب سطحی میشود. حجم زیاد آب از یک طرف بر برزگی طغیان میافزاید و از طرفی با افزایش فرسایش ، رسوباتی به وجود میآورد که با برجای گذاشتن آنها ظرفیت بستر اصلی رود کاهش مییابد. موارد پیش معمولا تاثیر تدریجی دارند، ولی سیلهای ناگهانی و فاجعه آمیز اغلب بر اثر تخریب سدها و بندها ، ایجاد میشوند.
|
| |
|
|
|
پیش بینی سیل
هدف از پیش بینی سیل برآورد دبی جریان و سطح سیلابی است که در یک دوره بازگشت مشخص (مثلا در یک دوره 25 ، 50 یا 100 ساله) احتمال وقوع آن وجود دارد. نتایج این پیش بینی که سیلاب طراحی نام دارد، به عنوان مبنایی برای انتخاب روشهای مقابله با سیل مورد استفاده قرار میگیرد. سیلاب طراحی معمولا بر مبنای هزینه لازم برای کنترل آن و میزان ریسک و خطری که تخریب سیستم کنترل سیلاب پیشنهادی برای جان انسانها دارد، انتخاب میشود.
در مواردی که گسیختگی سازه آبی منجر به از دست رفتن جان انسانها و اموال زیادی بشود، طراحی بر مبنای سیلابها با احتمال رخداد کمتر و دوره بازگشت طولانی تر ، مثلا سیلاب 1000 ساله و حتی بیشتر ، انجام میشود. سطح گسترش و ارتفاع این سیلابها بیش از سیلابهایی است که از احتمال رخداد بیشتری برخور دارند. پیش بینی سیلاب طراحی به دو صورت تحلیلی و زمین شناسی انجام میشود که اغلب مکمل یکدیگرند. عواملی که برای پیش بینی تحلیلی سیلاب مورد توجه قرار میگیرند شامل موارد زیر است.
بررسی توپوگرافی بخشی از حوضه آبریز که جریان آب را به منطقه مورد مطالعه تامین میکند.
تعیین نوع پوشش سطح زمین (سنگ ، خاک ، گیاهان) ، جهت تخمین نسبت آب جاری شده به آب نفوذی و تبخیرشده.
تعیین بزرگترین رگبار و بارندگی محتمل با توجه به دادههای موجود.
توجه به فصل ، زیرا شرایطی مثل اشباع بودن زمین از آب یا پوشیده بودن سطح آن از برف تاثیر مستقیمی بر جریان سطحی آب دارند.
تعیین ظرفیت ذخیره بستر اصلی رود و دشت سیلابی اطراف آن ، تغییرات احتمالی در ظرفیت ذخیره بخشهای پائین رود در آینده نیز مورد توجه قرار گیرد.
|
| |
|
|
|
محاسبه حداکثر سیل محتمل
بطور کلی محاسبه حداکثر سیل محتمل محتاج برآورد پتانسیل بارش و مقدار و نحوه توزیع بارش در داخل حوضه آبریز است. مقدار آبدهی یا سطح آب رودخانه بر حسب زمان ، معمولا توسط منحنیهای خاصی به نام هیدروگراف نشان میدهند. به این منظور اغلب از هیدروگراف واحد استفاده میشود. مقدار آبدهی رود در یک مدت زمان مشخص از روی هیدروگراف قابل محاسبه است.
به منظور پیش بینی سیل معمولا مقادیر محاسبه شده برای جریان به تراز (ارتفاع) آب تبدیل میشود. مبنای پیش بینیهای زمین شناسی شامل تعیین مرزهای دشت سیلابی توسط تصاویر فضایی و عکسهای هوایی ، جهت تعیین پراکندگی آبرفتها و خاکهای جدید (کواترنر) در دره و شناسایی اشکالی که به وقوع سیل مربوط میشوند، ازجمله پادگانهها ، گودالها و مانند آن است، میباشد.
این بررسیها زمان دقیق وقوع یک سیل در گذشته را مشخص نمیسازد. بلکه ضمن تاثیر وقوع آن در زمانهای جدید زمین شناسی احتمال رخداد مجدد آن را گوشزد میکند. نتایج بررسیهای زمین شناسی مخصوصا در جاهایی که رکود طولانی از وضعیت آب و هوایی وجود ندارد، میتواند از روش تحلیلی دقیق تر باشد.
اهمیت پیش بینی وقوع سیل
اطلاع از چگونگی جریان ، حجم ، شدت ، مدت ، مکان و بالاخره زمان وقوع سیلها اهمیت ویژهای در طراحی و نگهداری سازههای مهندسی ، مخصوصا تاسیسات آبی و همچنین پیش بینی خطرات و زیانهای احتمالی ناشی از سیل دارد. به دلیل شرایط آب و هوایی کشورمان سیلابها ، چه از نوع بهاره و ناشی از ذوب برف باشند و چه از نوع ناگهانی ناشی از رگبار ، بخش عمدهای از جریان سطحی اغلب رودهای حوضه مرکزی را تشکیل میدهد.
اندازه گیری دبی رودها در کشور ما از 40 سال پیش و ابتدا از رودخانههای اطراف تهران آغاز شد. شبکه ایستگاههای اندازه گیری سطح آب و مقدار جریان رودهای کشور (شبکه هیدرومتری) ، در حال حاضر دارای 870 ایستگاه است که بخشی از آن فعال است. شبکه آب شناسی کشور شامل ایستگاههای اندازه گیری آب ، تبخیر ، باران ، برف و آزمایشگاههای تعیین کیفیت آب و رسوب زیر نظر دفتر بررسیهای منابع آب وزارت نیرو اداره میشود
سيل و امواج مد
اغلب سيلها در اثر بارندگي شديد، آب شدن برفها و تكه يخهاي بزرگ و يا طغيان رودخانهها جاري ميشوند. بعضي از رودخانهها هر ساله به طور منظم طغيان ميكنند و از گزارشهاي سالهاي گذشته ميتوان زمان وقوع و ارتفاع بالاآمدن آب را پيشبين يكرد. سيلهاي غيرقابل پيشبيني در اثر بارانهاي سيلآساي غيرطبيعي روي زمين لخت، خيس و يا يخزده جاري ميشوند. بعضي سيلها در اثر امواج كنار دريا جاري ميشوند. در يك موج مدي توده عظيمي از آب دريا، كه گاه 6 تا 9 متر ارتفاع دارد، ناحيه گستردهاي از زمين ساحلي را كه ممكن است حد آن به 80 تا 100 كيلومتري كناره دريا برسد فرا ميگيرد. اغلب اين امواج مد دريا در اثر زلزلههاي زير دريايي اتفاق ميافتند ولي گاهي به دنبال طوفان نيز حادث ميشوند.
مناطقي كه خاكهاي چسبنده و بدون پوش گياهي دارند براي ايجاد سيل بسيار مستعد هستند دانههاي باران بر اثرضربه به خاك باعث به هم فشردگي و چسبندگي لايه سطحرويي خاك شده و از قدرت جذب خاك و نفوذ آب در عمق خاك ميكاهد و به همين علت آب بارندگي در خاك نفوذ نكرده و جاري ميشود و در همين حال شدت ضربات باران باعث حركت دانههاي خاك شده و اين دانهها را همراه خود به حركت در ميآورد و معلق شدن اين ذرات خاك باعث زياد شدن حجم آب جاري شده ميگردد.
اين آبهاي گلآلود حوضههاي كوچك، در حوضه خود اگر نيروي كوچكي به شمار آيند با پيوستن به هم و تشكيل حوضههاي بزرگ و زياد شدن حجم جاري قدرت مخربي را به وجود ميآورند كه در نهايت سبب خسارات مالي و جاني فراوان ميگردند.
بعضي اوقات بعد از يك بارندگي شديد كوتاه مدت، در سطح حوضه آبريز و يا در يك قسمت اعظم از حوضه، باعث بوقوع پيوستن سيل ميشود اين بارندگيهاي دوم هميشه باعث سيلهاي وحشتناك و تخريبگي شده است. از بارندگيهايي كه باعث سيل يمشود يكي هم بارندگيهاي خارج از فصل ميباشد (مانند بارندگيهاي تابستاني) در تابستان رودخانهها در حد كامل جاي هستند، ديگر اين كه به علت گرم بودن خاك و اختفاي هواي گرم مرطوب در حفرههاي خاك، باران شديد تابستاني نميتواند در روزنههاي خاك نفوذ كند و ناچاراً جاري ميشود و سيل و طغيان بوجود ميآيد.
عامل ديگري كه در بروز سيل مؤثر ميباشد شكسته شدن سدها و آببندها است، كه بر اثر سهلانگاري فني و يا عوارض زميني چون زلزله بوجود ميآيد و يا خرابي آب بندهاي طبيعي كه بر اثر ريزش كوه و بسته شدن گذرگاه آب حوضه آبريز درياچهاي را تشكيل اده و بر اثر فشار زياد آب سد از هم ميپاشد نيز عامل ديگري از عوامل بروز سيل ميباشد.
يكي ديگر از عوامل بروز، شكسته شدن سدهاي يخي ميباشد. مكانيسم عمل بدين صورت است كه وقتي رودخانه مقدار زيادي يخ از مناطق كوهستاني را همراه ميآورد، پس از كاهش سرعت جريان، يخها به هم پيوسته و اولين شبكه يخي را تشكيل ميدهند و با پيوستن ديگر يخها به صورت ديوارهاي در شكاف به دام افتاده و سد يخي تشكيل ميشود. شكسته شدن اين ديوار بر اثر گرما يا فشار باعث سرازير شدن آب جمع شده ميگردد. ذوب سريع برف و يخ نيز عامل مهم ديگي در بروز سيل ميباشد. برف معمولاً در كوهها بيشتر بوده و از فصل بهار به تدريج ذوب ميشود، برف به علت نياز بيشتر به گرما نميتواند يكباره ذوب شود و براي ذوب هرگرم برف بيش از79 كالري حرارت لازم است. اين مقدار كالري بيشتر از گرماي خورشيد و يا بادهاي گرم مداوم تأمين ميشود. گاهي اين ذوب به همراه بارندگيهاي شديد، طغيان رودخانهها را سبب ميگردد. فعاليتهاي آتشفشاني نيز باعث ذوب سريع برف كوهها و سيل آتي و پرحجم ميشود.
تفاوت سيل با طغيان
سيل حركت آب به صورتي كه هر چه در مسير خود دارد را به همراه ببرد و طغيان به سكون اين آبها و پيوستن آن به آب رودخانهها، درياچهها و در نتيجه بالاآمدن سطح آبهاي جاري و زير آب رفتن مناطق مسكوني و كشاورزي گفته ميشود. معمولاً طغيان در پي سيل بوده و به همين علت هر دو را به يك معني به كار ميگيرند.
معمولاً سيل در اثر عوامل زير ايجاد ميشود:
1. ريزش سريع نزولات آسماني و عدم گنجايش محل نزول.
2. عدم نفوذپذيري زمين محل و ذوب سريع برفها.
3. عدم گنجايش و عدم طراحي صحيح مسير رودخانه و سيلها
4. عدم استفاده از سيل بند و ديوارهاي محافظ در مناطق سيلخيز
5. عدم گنجايش صخرهها و جويها جهت عبور آب درمناطق شهري و مسدود شدن رودخانه به علت ريزش كوه
6. عدم لايروبي رودخانه و تجمع رسوبات سنگين و غيرطبيعي پشت سدها.
7. خرابي سيلبندها، سدها و مخازن آب.
سيلابها بر دو گونهاند:
1. سيلابها آرام : كه در اثر افزايش حجم ناگهاني آب رودخانهها و درياچهها در اثر بارندگي در طي روزها و هفتهها ايجاد ميشود.
2. سيلابهاي ناگهاني : كه در اثر افزايش حجم آب رودخانهها و درياچهها ايجاد شده و با خود مرگ و مصدوميت افراد و تخريب منازل را به همراه دارد. اين سيلابها ممكن است بر اثر بارانهاي سيلآسا، گردباد تخريب ديوارهاي سد و ذوب شدن سريع يخ به وجود آيد.
مهمترين خسارات سيل
تخريب پلها، تخريب جادهها، تخريب زمينهاي كشاورزي، تخريب چاهها و قناتها و تخريب بندها و سدها، تخريب منازل مسكوني ازدياد ناقلين (مالاريا)، آلودگي آب، از بين رفتن محصولات و حيوانات اهلي (سوء تغذيه) آسيب به مكانهاي بهداشتي و ارتباطي.
زيانهاي ناشي از سيل مربوط به پوشيده شدن زمين از آب و نيز فشار خود آب است. سيل ممكن است لولههاي آب يا فاضلا را جابهجا كند. در يك مورد، 5 كيلومتر از يك لوله 90 سانتيمتري آب را سيل با خود برده است.
ممكن است تأسيسات تصفيه آب و تلمبه خانهها زير آب فرو روند و گل و لاي داخل تلمبهها، موتورها و ساير تجهيزات شوند كه اين امر سبب تعميرات گران و وقتگيري خواهد شد. آسيب ساختمانهاي محافظ چاهها و چشمهها ممكن است منجر به آلودگي آب آشاميدني شود. تأسيسات تصفيه فاضلاب و لولههاي خروج فاضلاب بيشتردر معرض صدمات سيل قرار ميگيرد. پس زدن آب در لولههاي فاضلاب بيشتر در معرض صدمات سيل قرار ميگيرند. پس زدن آب در لولههاي فاضلاب سبب سرريز شدن آدمروها، مخازن فضولات و چاههاي فاضلاب ميشود. به علت بالا آمدن سطح آب انواع زباله در نقاط مختلف پخش ميشوند كه جمعآوري و دفع آنها مشكل مهمي ايجاد ميكند. جمع شدن زباه و فضولات سبب افزايش مگس و جوندگان ميشود. دفن مردگان و زير خاك كردن لاشه حيوانات مرده مواقعي مشكل فوري و مهمي را به وجود ميآورد.
شگفت اين كه هنگام وقوع سيل خطر آتشسوزي نيز افزايش مييابد. بالا آمدن سطح آب ممكن است سبب واژگون شدن مخازن نفت يا بنزين شود و يا ورود آب به مخازن برگ مواد سوتي سبب پخش شدن آنها در منطقه وسيعي گردد. اگر جرقهاي به اين مواد سوختي برسد آتش به سرعت همه جا را فرا ميگيرد، زيرا اشغال شناور در سطح آب و ساير اشياء معمولاً همگي مواد قابل اشتغالاند. گاه اتصال در شبكه برق ساختمانهايي كه زير آب رفتهاند،باعث آتشسوزي و برقگرفتگي ميشود. تأسيسات بهسازي مناطق ساحلي ممكن است به هنگام هجوم اين امواج ويران شوند و يا در اثر شسته شدن زمين و فرو ريختن آن، در معرض صدمه قرار گيرند.
اين حوادث ممكن است موجب مرگ و مير فراوان ولي تعداد محدودتر، مجروح گردند، علل عمده بيماري و مرگها اصولاً در اثر غرق شدن، برقگرفتگي، عفونتهاي حاد تنفسي، حيوان گزيدگي و زخمها و در بين ضعيفترين افراد جامعه اتفاق ميافتد. در طوفانهاي استوايي و يورش امواج خروشان، در نوامبر 1977 كه تعداد 70000 نفر را در آندارپرادش هند مورد تهاجم قرار داد، حداقل تعداد 10000 نفر كشته و فقط 177 نفر مجروح غالباً داراي شكستگي پا و بازو بر جاي گذاشت.
در ايران گرچه در بسياري از نقاط بارندگي كم است اما در بيشتر مناطق ممكن است 60 درصد بارندگي ساليانه در يك شبانه روز رخ دهد. همين عامل به همراه شيبهاي تند كوهستاني البرز و زاگرس – كه شهرهاي ما را در دامنه خود جاي دادهاند – باعث شده است كه بروز سيل يكي از نگرانيهاي عده – تقريباً در تمام فصول سال – باشد. سيل در ايران به دليل ويژگيهاي زمينشناسي و تخريبهاي زيست محيطي بسيار آلوده بوده و گل و لاي زيادي به همراه دارد. به همين دليل نيز اغلب سيلابها در ايران، خسارات زيادي وارد ميكنند. سيل روزانه 200 ميليون تومان زبان به اقتصاد ملي وارد ميسازد.
طبق يكي از گزارشهاي طرح ملي آمادگي و كنترل سوانح طبيعي كشور ايران در 25 سال گذشته يا 967 سيل روبرو بوده كه از اين ميان 117 سيل بسيار مهم و يا خسارات و تلفات فراوان همراه بوده است. طي اين سالها به طور متوسط با 39 سيل در سال، 916 ميليارد و 200 ميليون تومان به كشور خسارت وارد شده است كه متوسط خسارت سالانه 36 ميليارد و 600 ميليون تومان بوده است. طي 25 سال گذشته (از 1351 تا 1375) 5/42 ميليون نفر از جمعيت كشور تحت تأثير سيل بودهاند. طي اين مدت دو ميليون و 892 هزار و 400 نفر بيخانمان شده و سالانه به طور متوسط 500 واحد مسكوني ويران و يا آسيب ديه است. در گزارش ديگري از ستاد حوادث غير مترقبه كشور آمده است كه فقط در سال 1370 در كشور 61 سيل و 27 زلزله رخ داده است.
خانهسازي در حريم رودخانهها، آن هم با مصالح نامناسب علت اصلي خسارات سيل در بسياري از شهرهاي كشور بوده است. در شهرهاي بسياري از كشورها كه از لحاظ وجود رودخانه شرايط مشابهي با ما دارند، به دليل پر ارزش بودن زمين و يا به جهت استفاده از زيبايي رودخانه، خانههايي زيادي بر ساحل رودخانهها ساخته ميشوند اما تدابير كارشناسي ظريفي نيز جهت پيشبيني خطرات سيل به كار ميرود. اغلب درچنين شهرهايي هيچگاه مجوز زيرزمين به ساخت و سازها تعلق نميگيرد.
خانهها به گونهاي ساخته ميشوند كه آب بتواند به راحتي از زيربنا عبور نمايد. دادن مجوز ساخت زيرزمين در ساختمانهايي كه در نزديكي مسير و يا سواحل رودخانهها بنا ميشوند، توسعه بيرويه شهر كه به دليل تغيير سطح پوشش زمين، قابليت نفوذپذيري آن را از بين ميبرد، تنگ كردن مجاري و مسيرهاي مهم شهرها بتون كردن آنها كه شتاب آب را بالا ميبرد، پمپاژ كردن آب به ارتفاعات بالا كه به رانش زمين حساس هستند و ... از جمله اشتباهات مديريتي هستند كه شهرداريها و مديران شهري نبايد مرتكب آنها شوند.
اقدامات قبل از وقوع سيل
1. لزوم رعايت اصول و ضوابط مهندسي رودخانه در احداث پلها مطابق استاندارد.
2. مطالعه و اجراي طرحهاي سيستم هشدار سيل (مناطق پرجمعيت، كوهستاني و رودخانههاي بزرگ).
3. حفاظت و جلوگيري از دخل و تصرف غيرمجاز در بستر رودخانهها و مسيلها.
4. پاكسازي و دفع انباشتههاي طبيعي و مصنوعي در محدوده پلها و زيرگذرها با هماهنگي شركتهاي آب منطقهاي.
5. لزوم استفاده از كارشناسان شركتهاي آب منطقهاي در هنگام بروز سيلاب به منظور ثبت آمار و خسارات سيلاب و يكنواختسازي آمار و اطلاعات و استفاده از نظرات كارشناسي شركتهاي آب منطقهاي در زمينه تحليل علل بروز و تشديد سيل و چگونگي مقابله و كاهش خسارات در حين وقوع سيل.
6. نصب تابلوهاي هشدار سيل در مسير رودخانههاي سيل خيز (در نقاط خاص و مهم و با توجه به شرايط رودخانهها و مسير سيلها).
7. ايجاد نظام هشدار و مديريت سيل (حوزههاي كوچك و پرجمعيت كوهستاني – مناطق شهري – رودخانههاي بزرگ).
8. لزوم به كارگيري و توسعه نقش بيمه در سرمايهگذاري طرحهاي پيشگيري و جبران خسارات ناشي از سيل.
9. ارايه خدمات آموزش عمومي از طريق جمعيت هلالاحمر، آموزش و پرورش و رسانههاي عمومي با هماهنگي كميتههاي فرعي پيشگيري از سيل در استانها.
10. اصلاح بستر رودخانهها:
الف) عريض كردن بستر رودخانه
ب) عميق كردن در اثر لايروبي
ت) عريان كردن رودخانه از نباتات
ث) تسطيح رودخانهها
ج) تصحيح مسير براي كم كردن طول رودخانه
11. ايجاد سيل برگردان:
الف) ايجاد ديوارهها در كنار رودخانهها.
ب) كندن كانالهاي عرضي و موانع در مسير سيل.
پ) منحرف كردن آبهاي تجمع شده به مناطق ديگر.
ت) ايجاد سيل شكن در درهها براي جلوگيري از تجمع آب.
12. ايجاد و ساخت سدها و آب بندها: بهترين چاره است كه ميتوان در توليد برق و آبياري از آن استفاده كرد.
13. حفاظت از بستر رودخانهها: در حوضههاي مرتفع با استفاده از مصالح ساختماني.
14. حفاظت بيولوژيكي : عدم كاشت درخت در كنار رودخانهها و ايجاد پوشش گياهي و جنگلها براي كم كردن سرعت قطرات باران.
15. ايجاد سرعت شكنهاي بتوني و سنگي در مسير بستر رودخانهها و مسير سيلابها
اقدامات هنگام سيل
1. هميشه و همه جا اصل خونسردي را حفظ كنيد.
2. براي اطلاع از وضعيت و گرفتن دستورات لازم به راديو، تلويزيون و يا اعلام بلندگوهاي عمومي گوش دهيد در صورتي كه دستور تخليه داده شد فوراً اين كار انجام دهيد.
3. وسيله روشنايي تهيه كنيد (چراغ قوه، شمع و ...)
4. به سرعت كمي غذا و آب ذخيره كنيد. (ممكن است منابع آب آلوده گردد و مواد غذايي يافت نشود) و از مصرف مواد غذايي در تماس با سيل و فاقد ظرف ضد آب خودداري شود. از غذاهاي كنسرو شده سالم استفاده نماييد.
5. در خارج از منزل مواظب سيمهاي برق كه روزي زمين افتاده (خصوصا در آب) باشيد تا دچار برقزدگي نشويد.
6. در هنگام رانندگي مراقب شيبها و پيچهاي جاده باشيد به آرامي و با خونسردي رانندگي كنيد (ترمزها بخوبي كار نميكند).
7. اگر خانه شما در محل مرتفعي است و خطر آب گرفتگي شما را تهديد نميكند نياز به خروج از منزل نميباشد.
8. جريان برق، آب و گاز را براي اجتناب از آتشسوزي و برقگرفتگي و انفجار قطع كنيد.
9. در صورت ترك خانه اشياء گران قيمت را به محلهاي بالاتري در منزل ببريد درها را قفل كنيد.
10. مناطق كم ارتفاع را سريعا ترك نماييد.
11. به نقطه مرتفعي دور از رودخانهها، نهرها و زهكشي برويد.
12. از فاضلابها و جويبارهاي به ظاهر آرام دوري نماييد. و از ورود به جريان پرشتاب آب بدون توجه به قابليت شناگري كه خطر غرق شدن را به دنبال دارد، اجتناب كنيد.
13. سيلابهايي كه سطح جاده و پلها را پوشانده است داراي قدرت مافوق تصور است.
14. راهرفتن و يا رانندگي در سيلاب خطرناكترين كاري است كه ممكن است انجام دهيد.
15. وسايل نقليه، حيوانات مزرعه و اشياء قابل حمل و نقل را به نزديكترين محل مرتفع انتقال داده شود. خودروها و وسايل نقليه محلهاي امني در مقابل سيل نميباشد زيرا خودرو ممكن است در آب جاري از كار بيافتد و يا توسط آب حركت داده و برده شود.
16. حشرهكشها را از آب دوري كنيد چون امكان دارد آلودگي خطرناكي را موجب شود.
17. هيچگاه به تنهايي در يك ناحيه سيلزده، به اين طرف و آن طرف ندويد.
18. آبهاي جمع شده در گودالهاي مناسب براي رشد حشرات بخصوص پشهها ميباشد. لذا از توري در محل اقامت استفاده گردد و پوشاك آستين بلند و چكمههاي ساق بلند بپوشيد.
منابع :
1- سایت اطلاع رسانی دانشنامه رشد :
2- سایت اطلاع رسانی آفتاب :
