منابع پایان نامه ارشد با موضوع آبهای زیرزمینی، نفوذپذیری، دفن مواد زائد، رشد جمعیت

دانلود پایان نامه ارشد

وموفولوژیها که به طور ادامهدار ریزش میکنند یا کاملا انحلال مییابند، به هم مرتبط هستند. جایی که سقف سنگی به داخل تونل غار ریزش میکند، انحلال در به وجود آمدن این تونلها اولویت اول را دارد. فقط یکبار تونل یا راهرو غار شکل میگیرد، سقف آن دارای حالت ایستایی است که در این حالت فضاهای خالی کوچک به سمت سطح زمین انتقال مییابند که سرانجام باعث ریزش این سقف به داخل تونل غار میشود، بدون آنکه انحلال مجددی صورت گیرد. فروچالهی پوش سنگی در حالتی مانند فروچاله انحلالی شکل میگیرد با این تفاوت که در سقف شکنندهی این نوع فروچاله دارای لایه های سنگی انحلال ناپذیر است. لولههای برشی به وسیله ای سقف های شکننده شکل میگیرند وحالا مانند ستونهایی از واریزهها دیده میشوند. عموما در ژیپس و نمک نسبت به آهکهای مدفون بیشتر شکل میگیرند. فروچالههای ریزشی عمومیت ندارند، درنهایت که سنگ ریزش میکند این ریزش ممکن است ناگهانی باشد، ریزشهای طبیعی به ندرت اتفاق میافتند. مهمترین خطر مطرح در مورد ریزش سنگ شکستن سقف است جایی که سازههای مهندسی بدون در نظر گرفتن این غارهای کم عمق ساخته میشوند و درنتیجه با این تحریکات به طور مصنوعی فروچاله ریزشی شکل میگیرد [2].
2-2-3 فروچاله پرشونده و سقوط کننده و فرونشستی27
بیشترین مخاطرات طبیعی شایع درکارستهای آهکی یا دیگر سنگها در نتیجه شکستن یا ریزش سنگ انحلال پذیر نیست. بلکه در نتیجه شکستگی زمین به طوریکه خاک با سرعت زیاد آبشویی شده وبه سنگ بستر حفرهدار میرسد که در مقیاس زمانی زمینشناسی تشکیل شده است ؛ سنگ حفرهدار پایدار باقی میماند تا زمانی که خاک به داخل این حفرهها میرسد. اثر آن در سطح زمین سریع دیده میشود زیرا که باعث ایجاد نشستهای محلی میشود به شکل فروچالهی نشستی. در خاکهای فاقد چسبندگی فرایند فرونشینی گرایش به باز کردن جایی برای خود در طول ماهها یا سالها دارد، واز نتایج آن ایجاد فروچالهی پرشونده است. بیشتر خاکهای دارای چسبندگی توانایی توسعهی فضاهای خالی بزرگتر را دارند که به طور متوالی نشست میکند، وشکستگیهای واقعی در سطح زمین میتواند ناگهانی اتفاق بیفتد، همانند رخدادن یک فروچاله سقوطی . این اتفاقات در کشور چین مورد توجهاند مانند ریزشهای کارستی( که تمایزی بین فروچاله سقوطی در پوشش خاکی و فروچاله ریزشی که از زیر سنگ آغاز میشود). تغییرات زیاد در مشخصات خاک دلیلی برای ایجاد طیفی از فرآیندهای شکستگی و ارزیابی آنها است. هر دو نوع فروچاله سقوطی و پر شونده همراه با همهی فروچالهها با مشخصات مشترک، به راحتی در زیرمجموعهی فروچالهی نشستی هستند. فروچاله پرشونده و سقوطی مشکلات بزرگی برای کارهای مهندسی در کارستهای غاردار ایجاد میکند، همچنین از دلایل عمده برای ایجاد فروچالههای خطرناک در جادهها و ساختمانها است .آنها ممکن است یک یا 100 متر عرض داشته باشند[2].
2-2-4 فروچاله مدفون 28
تورفتگیهای کارستی از هر نوع، اندازه، شکل ومورفولوژی که هستند به طور کامل یا تا حدی پرشدهاند و یا مدفونند یا با یک پوشش خاکی پنهان هستند، که با عنوان فروچالهی مدفون شناخته شدهاند. بیشترین منشا این فروچالهها، فروچالهی انحلالی است،حالا همراه با ریزش یا بدون آن، که به طور مکرر توسط رسوبات ناشی از هوازدگی و یا تغییرات محیطی پر میشوند. آنها ممکن است 1-1000متر پهنا داشته باشند، با نیمرخ ملایم یا خیلی گود. آنها شامل غارهای پر شده، اغلب تونلهای کوچک یا فرورفتگیهایی که رسوب دارند، که به طور نامتناسبی در کارست گچی زیاد هستند. فروچالهی مدفون یک مخاطره برای کارهای مهندسی هستند که دارای مواد نرم هستند و یک منطقه ناپایدار را به وجود میآورند. آنها همچنین مواد پرکننده را با سقوط مواد به داخل فضاهای خالی از دست میدهند، بنابراین آنها تبدیل به جایی برای ایجاد یک دولین نشستی جدید میشوند. فروچاله های متراکم که کم عمق هستند و با فشرده شدن خاک در داخل فروچالههای مدفون شکل میگیرند [2].
2-3زمینشناسی مهندسی پیهای کارستی
در مهندسی پی، شناخت ضخامت خاک(آبرفت)و یافتن عمق سنگ کف به منظور انجام طراحی از اقدامات اولیه میباشد که با کمک زمینشناسی مهندسی انجام میشود. در این ارتباط، ممکن است مهندسین عمران با توجه به میزان مقاومت و نفوذپذیری، لایهای آبرفتی را به عنوان سنگ کف در نظر بگیرند. چنین اقدامی با توجه به تفاوت در ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی آبرفت و سنگ منطقی به نظر نمیرسد. این موضوع ممکن است هنگام اجرای یک پروژه کوچک مشکل ایجاد نکند ولی در زمان بهره برداری میتواند مشکل ساز باشد.بنابراین توجه به تفاوت بین آبرفت و سنگ کف وشناخت ویژگیهای سنگ کف به منظور یافتن مرز بین آبرفت و سنگ کف و شناخت ویژگیهای سنگ کف به منظور یافتن پی مناسب از اهمیت زیادی برخوردار میباشد. زمانی که خاک روی سنگ کف انحلال پذیر قرار دارد، آب زیرزمینی تدریجا سنگ را حل کرده و در یک دوره زمانی طولانی آن را به سنگ کارستی تبدیل میکند. حضور سنگ کف کارستی در زیر خاک در مهندسی پی مسائلی را به وجود میآورد که در سه بخش مرتبط با هم قابل بررسی میباشد:
1-تراکم متفاوت و نشست 2- فرسایش زیرسطحی یا رگاب 3- ایجاد فروچالهها
1-تراکم متفاوت و نشست
به طور معمول با ایجاد ساختمان در یک محل وزن ناشی از آن به پی وارد میشود که در مناطق کارستی با مسائل ویژهای همراه است. زمانی که یک ساختمان احداث میشود، وزن ساختمان خاک را فشرده کرده و مقداری گسترش میدهد. در نتیجه این امر ساختمان نشست میکند.این موضوع عادی است و مسالهای ایجاد نخواهد کرد زیرا نشست یکنواخت است.
2-فرسایش زیرسطحی یا رگاب
پدیده رگاب، فرسایش زیرسطحی خاک است که به وسیله گردش آب در خاک ایجاد میشود و مجاری زیرزمینی شبیه به لوله تولید میکند. افزایش حجم آب وارد شده به خاک که به واسطه فعالیت انسانی و یا با دورههای طولانی بارندگی صورت میگیرد، در ایجاد پدیده رگاب نقش مهمی ایفا میکند. در سازندهای دارای تناوب مارن، ماسه سنگ با میان لایههای ژیپس مانند سازند آغاجاری پدیده رگاب با انحلال ژیپس اتفاق میافتد و درنتیجه لولههای انحلالی با قطر کم ایجاد میشود. ایجاد سازه های سنگین بر روی این نوع سنگ پی ممکن است به ریزش زمین زیرسازه منجر گردد.
2-3ایجاد فروچاله
علائم ایجاد فروچالهها را میتوان را میتوان به طور خلاصه به موارد زیر محدود کرد:
1. دیدن لغزش، کج شدن حفاظ توری یا هر علامت عمودی کج شده مانند درختان یا تیرهای چراغ برق
2.ترک در دیواره ساختمان، پیادهروها که ممکن است شاخص نشست زمین در محل باشد.
3.پر شدن گودی ها از آب باران و ایجاد استخرهای طبیعی از علائم هشدار دهنده محسوب میگردد.
4. پایین افتادن سطح آبهای زیرزمینی.
5.آشفته شدن آب در چاه، در بعضی موارد در مراحل اولیه ایجاد یک فروچاله، آب چاههای مجاور آشفته میشود [3].
2-4مخاطرات مناطق کارستی
نرخ سریع رشد جمعیت کره زمین و به دنبال آن تامین نیازهای اساسی مانند سوختهای فسیلی، آب آشامیدنی، زمین برای خانه سازی، زیرساختهای حمل و نقل، انسانها را به سوی بهره برداری بیشتر از مناطق کارست هدایت کرده است. آگاهی از فرایندهای هیدروژئولوژیکی در زمینه پیدایش، حرکت و ویژگیهای شیمیایی آب مناطق کارست در حال افزایش است .یقینا یکی از دلایل عمده این روند سریع رو به رشد، نقش مناطق کارست در تامین منابع آب بشر است، به طوریکه حدودا 20 تا25 درصد آب مورد نیاز جمعیت کره زمین از آبهای زیرزمینی مناطق کارست تامین میشود همچنین حدود50 درصد از ذخایر نفت و گاز جهان در خلل و فرج سنگ آهک دولومیت کارستی قرار دارد. علاوه بر موارد فوق، مناطق کارست از نظر وجود اراضی کشاورزی مناسب و زیبایی چشماندازها، مکانهای مناسبی برای شکل گیری سکونتگاهها و شهرها را فراهم میکنند به طوریکه حدود25 درصد جمعیت کره زمین در مناطق کارستی زندگی میکنند[35]
2-4-1خطر ریزش
اگرچه لندفرمهای ریزشی از مشخصات چشم اندازهای کارستی محسوب میشوند و فرآیندهای ریزشی جدایی ناپذیر از سیرتکامل غارها هستند ، حوادث طبیعی که درگیر ریزش سنگ بستر باشد بسیار نادر هستند. فروچالههای ریزشی و پوش سنگی به ندرت در هر یک کیلومتر مربع در چشم انداز کارستی تراکم دارند که شاید در طول میلیونها سال به تکامل رسیده باشد. در بیشتر مناطق کارستی، فروچالهی پوش سنگی و ریزشی بسیار فاصله دار هستند، و خطر آنها کمتر است. تراکم بالاتر از این نوع از فروچالهها در مناطق کارستی که تکامل دارند، دیده میشود جایی که لندفرمها در مقیاس زمانی طولانیتری تکامل مییابند، که در این حال دلالت بر وجود خطر است. در تمام موارد، کارهای مهندسی با بارگذاری باعث افزایش خطر شکستگی زمین میشوند. فروچالههای ریزشی و پوش سنگی در ژیپس خطر بزرگتری دارند چراکه فرایندهای انحلالی با سرعت بیشتری صورت میگیرد.
2-4-2خطر فروچالهی فرونشستی
مناطق پست کارستی که سنگ بستر آهکی یا ژِیپسی به وسیله پوششی از خاکهای نامستحکم پوشیده شده است، برای سایتهای ساخت وساز روی آنها حساب باز میشود. خطر بزرگ موجود در اینجا رخداد یک فروچاله فرونشینی جدید است. ساختمانهای کوچک که در پوشش خاکی ایجاد شدهاند وقتی که خاک دچار آبشویی شود و به فضاهای خالی کارستی برسد آن وقت خطر این ساختمانها را تهدید میکند. میزان توسعه فروچالهی جدید در یک کیلومتر مربع در یک سال در کارستها دلالت بر این قضیه دارد که در هر 100 سال در هر یک هکتار یک فروچاله توسعه مییابد. بیشتر فروچالههای جدید کوچک هستند،اما میتواند خطرناک باشد یا قسمتی از یک ساختمان را تخریب کند. در خاکهای ضخیم، فروچالههای بزرگتری کمتر عمومیت دارند، اما میتواند یک خانه را در خود ببلعد. در مناطق کارستی که کمتر تکامل یافته اند و در خاکهای ناتراوا خطرات نیز کمتر هستند. این امر که بتوان محل وقوع یک فروچاله را در خاکهای دستکاری نشده پیشبینی کرد واقعا غیر ممکن است ، و مشکلات زیادی از لحاظ اقتصادی برای شناسایی خاکها وجود دارد. واکنشهای مکرر مهندسی در مورد خطر فروچالههای نشستی کاهش ریسک آنها بوده است. فروچالهها در نتیجهی آبشویی خاک به سمت داخل زمین اتفاق افتادهاند، و فروچالههای جدید وعظیم در سایتهای ساخت و ساز شده به وسیله تحریک کارهای مهندسی اتفاق افتادهاند. کنترل شبکه زهکشی اساس یک کارخوب مهندسی در مناطق کارستی با پوشش خاکی است. متاسفانه فروچالههای فرونشینی منفرد در حال حاضر به طور سطحی مکانهای جذب برای دفن مواد زائد است. بنابراین دو راه حل مناسب شناخت ساختمان پایدار سنگ بستر یا شناخت ساختارخاک که از این طریق از وقوع فروچاله جدید در زیر تاسیسات جلوگیری کرد[2].
2-4-3 مشکلات ناشی از ایجاد فروچالهها
افزایش جمعیت همراه با گسترش بیرویه بهره برداری از منابع آب برای استفاده در کشاورزی و صنعت منجر به افزایش تقاضای آب از منابع آب زیرزمینی میشود. کاهش سطح آب زیرزمینی در سفره موجب متراکم شدن سفره میگردد. این تراکم نتیجه رابطه بین کاهش سطح ایستابی و افزایش تنش عمودی ناشی از عدم تحمل بار طبقات بالایی توسط آبخوان است که در نهایت منجر به ایجاد فروچاله میگردد.وقوع فروچالهها عواقب زیست محیط متعددی را به دنبال دارد که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
1-کاهش بازدهی یا ایجاد تخریب در شریانهای حیاتی و سازههای مهم مانند آسیب به پلها، راهها، خطوط راه آهن، کانالهای آبی، خاکریزها، خطوط آبرسانی، گاز و مجاری فاضلاب و خسارت به پی ساختمانها و سازها
2-کاهش برگشت نا پذیر تمام یا بخشی از مخزن آب زیرزمینی و در نتیجه از بین رفتن یا کاهش تخلخل مفید نهشتهها
3-کاهش میزان نفوذپذیری سطحی و تغییر در توپوگرافی و توسعه دشتهای سیلابی و پیرو آن پهنههای بیابانی
4-فروچالهها باعث مشکلاتی برای قسمتی از زمینهای کشاورزی میشود که نمیتوانند آن قسمت را کشت نموده و از نظر یک کشاورز بی ارزش میباشند.
5-همچنین محل مناسبی برای ریختن آشغالها و

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد با موضوع پهنه بندی، مورفولوژی، ژئومورفولوژی، ژئومورفولوژیک Next Entries منابع پایان نامه ارشد با موضوع استان همدان، آبهای زیرزمینی، محصولات زراعی، محل سکونت