غيرمستقيم تغييرات روند ميزان نفوذپذيري کدام يک از فرمول‌هاي تجربي با روش مستقيم مشابه و يا نزديک بوده است؟ و از نظر کمي اينکه در روش غيرمستقيم مقدار عددي ميزان نفوذپذيري کدام يک از فرمول‌هاي تجربي با روش مستقيم مشابه و يا نزديک بوده است؟
از نظر کيفي با مقايسه نتايج بدست آمده ميزان نفوذپذيري در روش مستقيم و غيرمستقيم (جداول 5.5 و 5.6 فصل پنجم) مشاهده مي‌شود که روند کاهش يا افزايش ميزان نفوذپذيري در تمامي روش‌هاي غيرمستقيم تقريباً مشابه روش مستقيم است به ويژه وقتي که مقايسه ميزان نفوذپذيري عرصه‌هاي پخش سيلاب با عرصه‌هاي شاهد صورت پذيرد. همچنين از لحاظ کمي با گرفتن ميانگين ميزان نفوذپذيري از هر دوره در هر کدام از روش‌هاي غيرمستقيم و مقايسه آن با روش مستقيم ملاحظه مي‌گردد که در روش شفرد (Shepherd) مقادير بدست آمده بسيار نزديک به روش مستقيم مي‌باشد (جداول 5.5 و 5.6 فصل پنجم). روش‌هاي هيزن (Hazen) و بي‌ير (Beyer) به ترتيب در حدود 3 و 4 برابر روش مستقيم، مقادير نفوذپذيري را بدست آورده‌اند. تمامي روش‌هاي ديگر اعداد بسيار پاييني را براي ميزان نفوذپذيري نتيجه داده‌اند. مخصوصاً روش راولز و براکن‌سي‌يک (Rawls-Brakensiek) که پايين‌ترين اعداد را نسبت به روش‌هاي ديگر نتيجه داده است.
با کمي دقت در فرمول‌هاي ارائه شده ملاحظه مي‌شود که دو فرمول تجربي شفرد (Shepherd) و بي‌ير (Beyer) که از d50 و Cu به ترتيب قطر متوسط دانه‌هاي خاک و ضريب يکنواختي خاک که خود بستگي به d10 و d60دارد، استفاده کرده‌اند و نتايج خوبي نيز در مقايسه با روش مستقيم براي آنها بدست آمد، ولي اکثر فرمول‌هاي تجربي ديگر از d10 و يا درصد رس و ماسه به عبارت ديگر دامنه دانه‌ريزها استفاده کرده‌اند و در فرمول خود درشت‌دانه‌ها را در نظر نگرفته‌اند بنابراين نتايج بسيار پراکنده‌اي را از خود نشان دادند. بر اين اساس در اين تحقيق به روي پارامتر ضريب خميدگي تحقيق شد، چرا که اين پارامتر نسبت به پارامترهاي ديگر دانه‌بندي خاک دانه‌ريزها (d10)، دانه‌‌متوسط‌ها (d30) و دانه‌درشت‌ها (d60) را شامل مي‌شود، و فرمول حاصله نيز نتايج بسيار خوبي را نشان داد. البته لازم به ذکر است که اين فرمول به صورت موردي بوده و براي تعميم دادن آن به ديگر نقاط بايد بر روي آن مطالعات گسترده‌اي انجام داد که خود نياز به پژوهشي ديگر در اين رابطه دارد.
مقايسه ديگري که نيز در اين تحقيق صورت پذيرفت مقايسه ميزان نفوذپذيري بدست آمده از روش کوستياکوف با جدول کلاپ – هومبرگر بود. جدول کلاپ و هومبرگر بر اساس نوع بافت خاک مقادير مختلفي را براي ميزان نفوذپذيري مطابق جدول 1.2 فصل اول ارائه کردند و نتايج آن در فصل پنجم ذکر شد (جدول 5.20). در جدول 6.3 ميانگين هر نوار و همچنين ميانگين تمامي نوارها در هر دو دوره از دو روش مذکور ارائه شده است.
جدول6.3. ميانگين‌هاي ميزان نفوذپذيري بدست آمده از روش کوستياکوف و کلاپ – هومبرگر
بر حسب سانتي‌متر بر ساعت
دوره‌ها
نوارها
Kostiakov
Clapp & Homberger
R1-C1
4.09
5.87
دوره اول
R2-C1
3.52
9.13
R3-C1
3.50
5.81
R1-C2
4.39
12.44
دوره دوم
R2-C2
3.28
9.13
R3-C2
3.08
2.50
ميانگين نوارها
3.64
7.48
نتايج بيانگر اين است که در کل، نتايج بدست آمده از روش کلاپ و هومبرگر از نظر مقدار عددي نزديک به اعداد بدست آمده از روش کوستياکوف مي‌باشند و قابل اطمينان بوده و جهت تعيين تقريبي ميزان نفوذپذيري مي‌توان به نتايج آن اعتماد نمود. ولي چنانچه نتيجه دقيق مد نظر باشد مي‌توان از روش‌هاي مختلف غير مستقيم، ميزان نفوذپذيري را بر اساس آناليز دانه‌بندي و نيز تعيين بافت خاک بدست آورده و نتايج را مورد قياس قرار داد و مقاديري که در چندين روش مشابه بدست آمده‌اند را به عنوان ميزان نفوذپذيري آن خاک انتخاب نمود.
با مقايسه اين پروژه در اين بازه زماني يکساله با ديگر پروژه‌هاي ذخيره آب ملاحظه مي‌گردد که روند تغييرات ميزان نفوذپذيري در داخل شبکه‌هاي پخش سيلاب به مقدار بسيار کم به سمت کاهش ميزان نفوذپذيري ميل داشته است، بنابراين در اين قسمت به بحث پيرامون همين موضوع، اين که چرا روند کاهش ميزان نفوذپذيري در داخل عرصه‌هاي پخش سيلاب، اندک بوده است، پرداخته مي‌شود. با مطالعه فصل سوم (ويژگي‌هاي مختلف حوضه آبخيز) به نکات مفيدي که در واقع جوابگوي پرسش ارائه شده است، دسترسي مي‌يابيد. از جمله موارد مهم و تأثيرگذار که مي‌توان بدان اشاره نمود عبارتند از:
1- کم بودن شيب متوسط حوضه
2- زياد نبودن اختلاف بين دماي روز و شب
3- کم بودن ميزان بارندگي ساليانه
4- وجود سدهاي خاکي در مسير جريان رودخانه در حوضه بالادست از جمله سد حق‌آباد و سد فهره
5- نوع تشکيلات زمين‌شناسي حوضه آبخيز
6- فرسايش‌پذيري متوسط حوضه
7- ژئومورفولوژي حوضه آبخيز
8- کم بودن ميزان نسبت جذب سديم (SAR, Sodium Absorption Ratio) و کلر
9- بازه زماني کم بين دو دوره نمونه‌برداري
در ادامه توضيحاتي مختصر در رابطه با هر يک از موارد اشاره شده فوق ارائه مي‌شود.
همان طور که قبلاً نيز اشاره شد شيب متوسط حوضه آبخيز در حدود 6/6 درصد است. بنابراين سرعت جريان آب زياد نبوده و باعث فرسايش زياد بستر نخواهد شد. همچنين به دليل رطوبت نسبتاً زياد حوضه آبخيز (رطوبت متوسط سالانه حدود 37 درصد) و به دنبال آن تعديل درجه حرارت روز و شب، هوازدگي مکانيکي گسترش زيادي در حوضه آبخيز ندارد.
مورد ديگري که در کاهش ميزان آورد رسوب به داخل عرصه‌هاي پخش، نقش اساسي دارد کم بودن ميزان بارندگي ساليانه حوضه (9/127 ميلي‌متر) مي‌باشد. کم بودن ميزان بارندگي ساليانه، خود باعث کاهش حجم آبدهي رودخانه (آبدهي متوسط ساليانه رودخانه روتک 65/0 متر مکعب بر ثانيه است) و متعاقب آن فرسايش کم بستر و بار رسوب کمتر رودخانه را به دنبال خواهد داشت. حداکثر فرسايشي که احتمال زياد آن در حوضه مي‌رود مربوط به جريان‌هايي است که با دوره بازگشت زياد در حوضه رخ دهد چرا که دبي پيک رودخانه با دوره‌هاي بازگشت کم (2 و 5 ساله) خيلي کم بوده و فرسايش زيادي را به دنبال نخواهد داشت.
در حوضه آبخيز بالادست پخش سيلاب، سدهاي خاکي کوچک و بزرگي از جمله سد حق‌آباد و سد فهره (تصوير6.2) وجود دارد که در رسوبگيري جريان‌‌هاي رودخانه روتک نقش به سزايي را ايفا مي‌نمايند و از حجم ذرات معلق موجود در رودخانه، به مقدار چشمگيري مي‌کاهند.
تصوير6.2. نمايي از سد فهره در حوضه بالادست پخش سيلاب
تشکيلات زمين‌شناسي دوران سوم در حوضه آبخيز، بيشترين گسترش را دارد. قسمت عمده اين تشکيلات را فليش (سنگ‌آهک، ماسه‌سنگ، کنگلومرا و شيل) تشکيل مي‌دهد. از طرفي به دليل گستردگي نسبتاً زياد سازندهاي مقاوم به فرسايش مخصوصاً سنگ‌آهک، ميزان توليد ريزدانه در داخل حوضه آبخيز اندک بوده و حوضه آبخيز در گروه فرسايش‌پذيري متوسط قرار مي‌گيرد (تصوير6.3). بنابراين ميزان آورد رسوبات ريزدانه به داخل عرصه‌هاي پخش کم بوده و مقادير اندازه‌گيري شده ميزان رسوب در دو مرحله نيز گوياي اين حقيقت مي‌باشد.
تصوير6.3. سنگ‌هاي آهکي غالب در حوضه بالادست پخش سيلاب مربوط به ائوسن
حاصل پديده تخريب مکانيکي و فرسايش واحدهاي زمين‌شناسي در اين حوضه را مي‌توان غالباً به صورت قلوه‌هاي آهکي و خرده‌هاي ماسه‌سنگي مشاهده نمود (تصوير6.4).
تصوير6.4. حاصل پديده تخريب مکانيکي و فرسايش واحدهاي سنگي
همچنين قسمت اعظم حوضه در واحدهاي کوهستان و تپه‌ماهورها قرار مي‌گيرد و الگوهاي متداول و غالب اشکال آبراهه‌اي حوضه را، آبراهه‌هاي شاخه درختي تشکيل مي‌دهد. از ويژگي‌هاي واحد کوهستان مي‌توان به چرخش زياد جريان آب و بالا بودن زمان تمرکز حوضه اشاره نمود که خود در ايجاد فرسايش نقش بازدارنده ايفا مي‌نمايد.
عامل ديگر کم بودن عوامل پراکندگي ذرات سطحي خاک از جمله ميزان نسبت جذب سديم (SAR, Sodium Absorption Ratio) و کلر در سطح خاک است. همانطور که قبلاً نيز بدان اشاره شد قابليت پراکندگي ذرات سطحي خاک يکي از عوامل مؤثر در کاهش ميزان نفوذپذيري است.
از جمله مورد ديگري که مي‌توان به آن اشاره نمود، اين است که بازه زماني دو دوره اندازه‌گيري ميزان نفوذپذيري کم بوده و مي‌توان اين آناليز را در يک دوره طولاني‌تر تکرار نمود و مورد تحليل قرار داد. بنابراين تمامي خصوصيات و ويژگي‌هاي حوضه آبخيز که در بالا بدان اشاره شد، نقش مهمي را در کاهش ميزان رسوب وارده به سيستم‌هاي آبگيري پخش سيلاب ايفا مي‌نمايند.
از دست‌آوردهاي جانبي اين طرح نيز مي‌توان به کسب معادله تجربي بين ميزان نفوذپذيري (k) و ضريب خميدگي دانه‌بندي خاک (CC) اشاره نمود که به کمک آن مي‌توان در هر نقطه از پخش سيلاب با داشتن مقادير يکي از پارامترها به مقدار کمي پارامتر ديگر دسترسي يافت.
همچنين به کمک نقشه‌هاي هم‌پتانسيل آب زيرزميني تهيه شده از عرصه پخش، نقشه‌هاي نفوذپذيري افقي عرصه پخش سيلاب براساس گراديان هيدروليکي در دو دوره ترسيم شد. نقشه‌هاي ترسيم شده در دو دوره در اکثر نقاط مشابه يکديگر بودند و اين امر طبيعي است و غير از اين هم نبايد باشد چرا که شرايط زمين‌شناسي در اين فاصله زماني به اين سرعت تغييري نخواهد کرد.
تنها پرسشي که اينجا مطرح خواهد شد اين است که چرا در يک لايه آبرفتي جوان در بعضي از نقاط، ميزان نفوذپذيري افقي، کاهش شديدي را از خود نشان داده است؟
با بررسي‌هاي به عمل آمده در اکثر چاه‌هاي مشاهده‌اي داخل عرصه پخش، در محل‌هاي کاهش ميزان نفوذپذيري، اين حقيقت آشکار شد که لايه‌هاي نازک‌لايه آبرفتي سخت شده با سيمان آهکي به ضخامت 10 تا حداکثر 50 سانتي‌متر به صورت عدسي‌هاي نفوذناپذير در عمق‌هاي مختلف و با پراکنش نامنظم در ميان لايه آبرفت آبخوان قرار گرفته است (تصوير6.5).
تصوير6.5. لايه‌هاي نازک‌لايه آبرفتي سخت شده با سيمان آهکي
از آنجايي که در زير اين لايه‌ها رسوبات دانه‌ريزي مشاهده شد، چگونگي تشکيل اين لايه‌هاي نفوذناپذير مشخص گرديد. نحوه به وجود آمدن اين لايه در ميان آبرفت بدين ترتيب است که در زمان تشکيل آبرفت آبخوان رسوبات دانه‌ريز در نواحي پست و با پراکنش نامنظم ته‌نشست شده و با ورود سيل‌هاي بعدي و ته‌نشست آبرفت درشت‌دانه بر روي آن، اين عمل در زمان‌‌هاي مختلف تداوم پيدا نموده و باعث وجود لايه‌هايي از ذرات ريزدانه به صورت پراکنده در آبرفت موجود شده است. با توجه به اينکه سنگ‌هاي غالب حوضه را سنگ‌هاي آهکي تشکيل مي‌دهد پس از ورود سيل‌هاي بعدي به علت بالا بودن ميزان کربنات کلسيم محلول در سيل و نفوذ آن در آبرفت و تجمع آب در روي اين لايه‌هاي ريزدانه منفصل، عمل دياژنز اتفاق افتاده و لايه‌هاي سخت و نفوذناپذير تشکيل شده است. اين لايه‌ها مي‌توانند يک عامل منفي در امر تغذيه سفره آب زيرزميني محسوب گردند ولي خوشبختانه به دليل پراکنش کم آن در عرصه پخش سيلاب پسکوه تأثير چشمگيري را از خود نشان نخواهند داد.
پيشنهادها
خوشبختانه در محل پخش سيلاب پسکوه به دليل مکان‌يابي خوب و شرايط ديگري که قبلاً نيز بدان اشاره شد به ويژه شرايط زمين‌شناسي ايده‌آل، توليد ريز‌دانه‌ها در حوضه آبخيز، حداقل داراي شرايط بحراني و مشکل‌ساز نمي‌باشند.
در اين قسمت راه‌کارهايي مختصر در خصوص برخورد احتمالي با مشکلات ناشي از ته‌نشست رسوبات ريزدانه و متعاقب آن کاهش ميزان نفوذپذيري عرصه‌هاي پخش سيل، آورده مي‌شود.
نهشته شدن رسوبات ريزدانه در شبکه‌هاي پخش سيلاب به سبب قدرت نگهداري بالاي آب توسط ذرات ريزدانه رس و لاي و کاهش ميزان نفوذپذيري در سطوح رسوب گرفته شده شبکه‌ها، باعث هدر رفتن سيلاب به وسيله تبخير و کاهش ميزان تغذيه سفره آب زيرزميني مي‌شود. در نتيجه ته‌نشين شدن بيش از حد رسوبات در شبکه‌ها، سبب کاهش طول عمر و عدم کارآيي بهينه آن در مهار سيلاب و توسعه منابع
