مقايسه اثر پوشش لاشه سنگ، منسوجات گياهي و چمن كاري در كاهش رسوب دهي جوي كناري جاده هاي جنگلي

Comparison of the effect of riprap, herbaceous textile and grass cover on reduction of sediment yield from the ditch of forest roads

سابقه و هدف جوي كناري كه به منظور زه كشي جريانات سطحي و حفاظت از ساختمان راه ساخته مي شود در بارندگي هاي شديد، تحت تاثير سرعت رواناب دچار فرسايش شده و رسوبات را به صورت بارمعلق به رودخانه ها و اكوسيستم هاي آبي منتقل مي كند. لذا استفاده از فنون مقرون به صرفه، كارآمد و سازگار با محيط زيست جهت حفاظت از جوي كناري از ضرورت بالايي برخوردار است. هدف از تحقيق حاضر مقايسه اثر تيمارهاي مختلف حفاظتي در كاهش رسوب دهي جوي كناري جاده هاي جنگلي و همچنين بررسي اثر شدت جريان بر ميزان غلظت رسوب بود. مواد و روش ها نخست قسمتي از جوي كناري جاده هاي سري يك طرح جنگل داري دكتربهرام نيا در مجموع به طول 50 متر كه از نظر شيب طولي و جنس خاك بستر (بافت، تخلخل و رطوبت) داراي شرايط همگن بود، انتخاب شد. در طول جوي، 5 قطعه نمونه هر يك به طول 10 متر جهت استقرار تيمارهاي مختلف حفاظتي شامل پوشش لاشه سنگ ، چمن كاري با گونه علفي فستوكا، زمين پارچه كنفي، پيكه كوبي و چپربندي با سرشاخه هاي محلي و همچنين تيمار شاهد يعني بدون حفاظت مشخص گرديد. شبيه سازي رواناب با مخزني به ظرفيت 6000 ليتر و مجهز به موتور پمپ با دو شدت 5 و 10 ليتر در ثانيه انجام شد. نمونه برداري رسوب در هر دقيقه از رواناب جاري شده روي تيمارها و از انتهاي مسير انجام شد. نمونه ها به آزمايشگاه منتقل شده و در آن جا غلظت رسوب بر حسب گرم در ليتر محاسبه گرديد. سرعت جريان رواناب در تيمارهاي مختلف با دستگاه ميكرومولينه الكترومغناطيسي مورد اندازه گيري قرار گرفت. يافته ها ميزان غلظت رسوب و سرعت رواناب در تيمارهاي زمين پارچه كنفي، پوشش لاشه سنگ، پوشش علفي فستوكا و پيكه-كوبي به طور معني داري كمتر از تيمار شاهد بود. تبديل شدت جريان از 5 ليتر در ثانيه به 10 ليتر در ثانيه باعث تغيير معني دار در غلظت رسوب (بجز تيمار شاهد و پوشش لاشه سنگ) و سرعت رواناب (بجز تيمار شاهد و زمين پارچه كنفي) نشد. تيمار شاهد و تيمار پوشش لاشه سنگ به طور معني داري ميزان رسوب دهي بيشتري در شدت جريان 10 ليتر در ثانيه داشتند. در تيمار شاهد و زمين پارچه كنفي سرعت رواناب در شدت جريان 10 ليتر در ثانيه به طور معني داري بيشتر از شدت جريان 5 ليتر در ثانيه بود. نتيجه گيري در شدت جريان كمتر از 5 ليتر در ثانيه تيمارهاي پيكه كوبي و چپربندي، پوشش لاشه سنگ، پوشش علفي فستوكا و زمين پارچه كنفي و در شدت جريان بيشتر از 5 ليتر در ثانيه تيمارهاي زمين پارچه كنفي و پيكه كوبي و چپربندي با سرشاخه هاي محلي به دليل عملكرد بهتر در كاهش رسوب دهي و سرعت رواناب مي توانند جهت تثبيت بستر جوي كناري جاده هاي جنگلي مورد استفاده قرار گيرند.

Background and Objectives Lateral ditches which are constructed to drain surface flow and protect the road structure under the sever rainfall are eroded by runoff velocity and then sediment as suspended load are transmitted to the river and aquatic ecosystem. Therefore, use of the cost effective, efficient and environmental techniques is essential for protecting ditches. The objective of this research was to compare the effect of different protective treatments on reduction of sediment yield from the ditch of forest roads as well as the assessing the effect of flow intensity on sediment concentration. Materials and Methods At first a segment of lateral ditch with a length of 50 meters was selected along the roads of district one in Bahramnia forestry plan. The longitudinal slope and soil type (texture, porosity and moisture) of selected segments were same. Five plots each of with the length of 10 meters were considered for establishing the protective treatments including riprap, grass cover by Festuca, cotton geotextile, picket and wattle by local slash and control. Runoff simulation was done for ten minutes at two intensities of 5 and 10 L S-1 using a tank with capacity of 6000 liters equipped with motor-pump. Sediment sampling from the runoff was carried out at the end of each plot and at each minute. Samples were transported to the laboratory and there sediment concentration was calculated in gram per liter. Runoff flow velocity in different treatments was measured using electromagnetic micro molinet. Results Sediment concentration and runoff velocity in treatments of riprap, grass cover by Festuca, cotton geotextile, picket and wattle by local slash was significantly lower than that of control. Conversion of flow intensity from 5 L S-1 to 10 L S-1 didn’t cause the significant change in sediment concentration (except for control and riprap treatments) and runoff velocity (except for control and cotton textile treatments). Sediment yield from riprap and control treatments under the flow intensity of 10 L S-1 was significantly more than that of 5 L S-1. Moreover, runoff velocity from cotton textile and control treatments under the flow intensity of 10 L S-1 was significantly more than that of 5 L S-1. Conclusion Riprap, grass cover by Festuca, cotton geotextile, picket and wattle treatments can be used in ditch of fores roads with flow intensity less than 5 L S-1 and picket and wattle treatment can be used in flow intensity more than 5 L S-1 because of their high efficiency in reducing sediment yield and runoff velocity.