این هم چند تصویر دیگر مربوط به استفاده از انرژی خورشیدی و بادی برای مصارف مختلف

منابع:

1- مرکز اطلاعات انرزی سازمان انرژیهای نو- وزارت نیرو

2- برنامه اقدام ملی مقابله با بیابان زایی و تعدیل اثرهای خشکسالی، 1381.

یکی از پروژه های موفقی که چینی ها برای حفاظت مزارع کشاورزی و خطوط مواصلاتی از هجوم باد و شنهای روان ایجاد کرده اند شبکه های بزرگ و بسیار عظیم بادشکن زنده است. ترکیب و ارتفاع این بادشکن ها متناسب با اهداف خاص و مناطق مختلف، تفاوت می کند ولی در هر صورت رابطه آنها بر پایه شناخت مکانیسم فرایند بیابان زایی از دیدگاه اکولوژیک استوار است. بطور مثال سیستم کنترل ماسه در واحه ها[1] بر اساس اصل تاثیر مجموعه سیستم، مشتمل بر کمربند سبز گراسها و بوته ای ها (Grass&shrub)که برای جلوگیری از ماسه ها در سمت رو به باد دامنه های خارجی واحه کاشته شده و بادشکن های پیرامونی واحه و نیز سه شبکه درختی درون آن پایه ریزی شده است. این سه نوع کشت بر اساس آرایش و ساختمان و بر طبق وظیفه حفاظتی مربوطه دارای شکل و اندازه خاص خود هستند. هر سیستم فرعی به عنوان جزئی از کل سیستم بوسیله وظیفه و ساختمان خود معین می گردد. مثلا کمربند گراسها و شراب ها در جلوی واحه که با هدف فرود آوردن و انباشته کردن دانه های ماسه بادی بعنوان اولین سپر دفاعی ایجاد شده است، به عرض (معمولا300 – 100 متر) و مساحت معین و مرکب از گیاهانی با ارتفاع مختلف است که موجب زبری سطحی میگردد این کمربند عملیات پیشگام برای احداث سراسری کل سیستم است زیرا این کمربند بسادگی ایجاد شده و اثرات خود را خیلی سریع اعمال می نماید. کمربند بعدی که به کمربند تثبیت معروف است با عرضی حدود 1000 متر با استفاده از گونه هایی مانند تاغ و نیتراریا و یا اسکنبیل همراه با عملیات مکانیکی مانند ایجاد پشته های رسی(Bariers) احداث می شوند(شکل5).

مشارکت این دو کمربند ضمن شکستن سرعت باد، ذرات ماسه بادی ها را از حرکت باز می دارند . احداث این سیستم ها در نواحی مختلف قدری متفاوت است. همین روش با هدف کنترل و تثبیت ماسه در ناحیه تورپان که در بیابان گبی قرار دارند با منطقه مین چین قدری تفاوت دارد(شکل6). همین نوع بادشکن ها نیز معمولاً برای محافظت کانال های آبیاری، جاده های دسترسی، راه آهن و غیره نیز به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرد که شرح آن در پی خواهد امد.

  شبکه های حفاظتی اراضی زراعی که برای تضعیف سرعت باد و بهبود میکروکلیمای اینگونه مناطق طراحی شده است به بررسی دقیق خلل و فرج شبکه و انتخاب گونه های گیاهی تثبیت کننده ماسه نیاز دارد[2].  این وضعیت در مناطق بیابانی گانسو، جائیکه در بیشتر ایام سال، اراضی زراعی  و باغات میوه در معرض هجوم بادهای سهمگین حاوی ذرات معلق بویژه از طرف بیابان بزرگ گبی(Gobi) هستند کاملا چشمگیر است. معمولاهجوم طوفانهای ماسه خسارت و صدمات جبران ناپذیری به تولیدات کشاورزی این منطقه وارد می کند، لذا اهالی این مناطق با ایجاد شبکه های بزرگ باد شکن عمدتاً ازگونه های مختلف صنوبر، کاج و همچنین درختان مقاوم به خشکی مانند سنجد موفق شده اند میزان تولید در اراضی زراعتی و باغات را افزایش دهند(تصاویر شماره 7 یکی از مناطق اجرای پروژه های احداث کمربند سبز را در مناطق شمال غرب چین نشان می دهد ).

روش های مورد استفاده برای کنترل بیابانهای شنی در چین به دو دسته تقسیم می شوند (بیابانهای شنی واراضی شنی با یکدیگر تفا وت دارند ) یک روش کاشت در ختان ،بوته ها یا علفی ها برای توسعه پوشش گیاهی روی تپه های شنی ویا در مناطقی است که پوشش گیاهی در آنجا تخریب شده است. مواد مورد استفاده در این روش زنده هستند. این نوع مبارزه روش بیولوژیکی یا روش گیاهی برای کنترل بیابان است. روش دیگر مستقر کردن خاک، خار و خاشاک روی تپه های شنی است. تمام مواد مورد استفاده در این روش غیر زنده هستند، مانند ساقه های گندم، شاخه های درختان، بامبو، نی وحصیر، ساقه های ذرت، خاک رس، سنگ ریزه ومواد شیمیایی نفتی و امثال آن. این نوع مبارزه را، روش مکانیکی یا روش مهندسی برای کنترل بیابان می نامند.

2-1 ایجاد موانع :

احداث موانع بر سر راه حرکت شن ها پیش شرط لازم برای متوقف کردن آنهاست. موانع ایجاد شده(sand barrier) روی تپه های شنی سرعت باد را کاهش می دهند و با کاهش سرعت باد شن ها در اطراف این موانع متوقف می شوند. بر اساس مطالعات انجام شده 80 تا90 درصد ظرفیت حمل شن ها بوسیله باد در ارتفاع 20 تا30 سانتی متری از سطح زمین اتفاق می افتد و در محدوده این ارتفاع 20 تا30 سانتی متری، اکثر شن ها در ارتفاع 10 سانتی متری از سطح زمین حمل می شوند. بنا براین اگر موانع خاکی یا گیاهی در ارتفاع بین 30 تا 50 و حداکثر 100 سانتی متری ایجاد شوند اکثر شن هایی را که بوسیله وزش باد حمل می شوند، می توان کنترل کرد.

بطور معمول سرعت باد در شیبهای پشتی تپه های شنی (شیب های پشتی و جلو شیب های رو به باد)ضعیف می شود. کاشتن گیاه روی سطوح لخت تپه های شنی مانع از حرکت ماسه ها می شود و برای این کار موانع گیاهی و گاهی خاکی عمود به جهت باد روی تپه ها ایجاد می شود. معمولا موانعی که ارتفاع آنها بین50 تا100 سانتی متر است، موانع (بادشکن های) بلند نامیده می شوند و موانعی که ارتفاع آنها بین 20 تا50 سانتی متراست بادشکن (موانع) کوتاه نامیده می شود. مواد مورد استفاده در این موانع عبارتند از ساقه های گندم و غلات، شاخه های درختان و امثال آن.  احداث موانع برای تثبیت شن (sand barrier ) بر اساس مواد، ساختمان والگو به سه دسته 1)موانع با منافذ زیاد   2)موانع با منافذ متوسط  3) موانع با ساختمان متراکم تقسیم می شوند.

موانع خاک رسی در ردیف باد شکن های کوتاه قرار می گیرد در بسیاری از مناطق قبل از کاشتن گیاهان شن دوستی مانند تاغ برای جلوگیری از حرکت شن ها ابتدا موانع خاک رسی را در روی تپه های شنی ایجاد می کنند. کارایی موانع خاک رس برای کنترل شن ها در نزدیک مزارع و کانالهای آبیاری بسیار رضایت بخش است. باد شکن های خاک رسی برای کنترل شن بوسیله مردم محلی که در اینگونه محلها زندگی می کنند بخوبی پذیرفته شده و بکار گرفته می شود
بطور معمول موانع خاک رسی در قسمت های پایین تر تپه های شنی (تقریبا 3/2 شیب تپه ) شیب های رو به باد ایجاد می شود . قبل از احداث موانع، خطوط کاری باید با توجه به جهت وزش باد، شکل تپه های شنی،اندازه وفاصله ردیف ها و مقطع تپه شنی تعیین شوند. پشته های باریک رسی در طول خطوط طراحی با خاکهایی که از مناطق پست بین تپه های شنی جمع آوری می شود احداث می شوند. معمولا فواصل بین ردیف ها سه متر وارتفاع پشته ها حدود 20 سانتی متر در نظر گرفته می شود (تصویر9 ).

 
پشته های رسی به دلیل جمع آوری آب باران می توانند شرایط رطوبتی را در شن زارها بهبود بخشند. بر اساس مشاهدات ، با یک بارندگی 25 سانتی متری در طول چهار روز، آب نفوذ یا فته در روی تپه های محافظت شده بوسیله پشته های رسی تا عمق 5/28 تا 6/35 سانتی متر رسیده است در حالیکه در روی تپه های شنی لخت، عمق نفوذ از 5/18 تا 23 سانتی متر اندازه گیری شده است.
آب محتوی خاک در عمق 15-0 سانتی متر برای شن های محافظت شده بوسیله باد شکن های بلند 35/13 میلی متر، با باد شکن های کوتاه 10 میلی متر و برای تپه های شنی با موانع خاک رس 65/16 –16 میلی متر اندازه گیری شده است. عمق لایه های خشک شن در تپه های شنی که بوسیله پشته های رسی و موانع ساقه گندم محافظت می شوند به ترتیب معادل 10-8 سانتی متر و20-18 سانتی متر است. بنابراین پشته های رسی نسبت به روش های دیگر شرایط بهتری را برای ایجاد پو شش گیاهی بوجود می آورند .
در 20 سانتی متر بالای سطح زمین،  پشته های رسی  می توانند سرعت باد را 33-27 درصد کاهش دهند همین افت سرعت باد در باد شکن های بلند تا 42 درصد و در باد شکن های کوتاه 17-8 درصد است. در ارتفاع 2متری از سطح زمین، پشته های رسی سرعت باد را تا 40 درصد و بیشتر کاهش می دهند در حالیکه موانع ساقه گندم سرعت باد را 40-10 درصد کاهش می دهند، بنابراین از جنبه عمل حفاظتی برای نهالکاری،  پشته های رسی از روش های دیگر کارایی بهتری دارد.
هزینه احداث موانع رسی نیز در مقام  مقایسه ارزانتر از سایر روش هاست زیرا فقط به نیروی کارگری احتیاج است. مواد مورد نیاز برای احداث این موانع نیز در مناطق پست بین تپه های شنی موجود است به این ترتیب در مناطقی که منبع خاک رس وجود دارد وتهیه ساقه های گندم یا شاخه های در ختان بسادگی میسر نیست ایجاد پشته های رسی بهترین انتخاب است. بطور معمول اگر موانع خاک رسی به درستی ایجاد شوند دوام آنها به 5-4 سال می رسد از طرف دیگر گیاهانی مانند تاغ که در شن زار ها کاشته می شود کارایی موثر آنها برای عمل تثبیت وکنترل شن 3-2 سال پس از کاشت است. از این نظر در این روش گیاهان می توانند جایگزین خوبی برای آنها در زمینه کنترل وتثبیت حرکت شن ها باشند.
 در زمینه کنترل مکانیکی تثبیت شن های روان در کشور چین از روشهای دیگری مثل سنگ ریزه و ساقه های سایرگیاهان نیز استفاده  بعمل آمده است. نتایج نشان داده که تمام این روشها می توانند برای تثبیت شن استفاده شوند ولی کارایی دو روش فوق را ندارند. این روشها فقط در بعضی مناطق خاص و بطور محدود بکار گرفته شده اند.

تصویر14  نمایی از موانع ساقه گندم (straw barier) روی تپه های شنی(منطقه مین چین)

شکل15 رابطه بین روشهای مکانیکی و بیولوژیکی تثبیت شن در طول 5 سال

برای اینکار ابتدا با استفاده از روش خاک رس و کلش گندم تپه های شنی را از حرکت باز می دارند سپس درختجه هایی روی این تپه های شنی برای پایداری تپه ها می کارند. در این روش موانع ایجاد شده قبل از جنگل کاری می توانند حرکت شن را تثبیت کرده و همچنین نهالکاری را حفاظت کنند و وقتی که موانع (bariers ) عمرشان به سر می آید در ختان می توانند جایگزین آنها شوند ( تصویر16 و17 ) این متد یک روش موثر و ضروری برای کنترل بیابان در مناطق خشک چین است.

                           تصویر16 عملیات توام clay barier  و کاشت گیاه برای تثبیت شن

سیستم حفاظت راه آهن از هجوم ماسه های روان در مناطق خشک بستگی به وجود یا عدم وجود تلماسه های اطراف آن دارد. اگر خطوط راه آهن از منطقه ای عبور کند که در اطراف آن ماسه های روان وجود داشته باشد طراحی سیستم بصورت شکل شماره 19 انجام می شود و برای ایجاد بادشکن بیشتر از گونه هایی مانند بید، درمنه و کاراگانا استفاده می شود. چنانچه ماسه های روان در اطراف خطوط راه آهن نباشد ولی طوفانهای گرد و خاک سبب بروز مشکلات عبور و مرور شود، طراحی سیستم بصورت نمودار شماره 20   بوده و گونه های مورد استفاده برای بادشکن بیشتر شامل صنوبر، سنجد و بید است.

 
احداث بادشکن برای حفاظت راه آهن و جاده ها:
سیستم کنترل ماسه های روان برای حفاظت راه آهن با توجه به وضعیت اقلیمی و وجود یا عدم وجود تپه های ماسه ای و تحرک آنها در مناطق مختلف با یکدیگر تفاوت دارد. در این مورد شرح یکی از پروژه های موفق کشور چین که برای حفاظت بخشی ازخطوط سراسری راه آهن این کشور درمنطقه شاپاتو (Shapoto) اجرا شده است  روش کار را روشن تر می کند. خط راه آهن منطقه شاپاتو که دو ایالت گانسو و نینشا را بهم متصل می نماید در حاشیه جنوب شرقی بیابان تنگر و در ساحل شمالی رودخانه زرد (Yellow river) قرار دارد و همواره در معرض  هجوم شنهای روان قرار داشته است. ارتفاع تلماسه های متحرک موجود در منطقه 100-50 متر بلندتر از سطح آ ب رودخانه می باشد. بیشتر این تلماسه ها که بر روی جلگه های شیلی ماسه ای بدون پوشش و به شکل تلماسه های متقاطع و زنجیره ای پراکنده شده اند تحت تاثیر باد غالب شمال غرب و بادهای فرعی جنوب شرق قرار دارند. تهاجم تلماسه ها از شمال غرب به جنوب شرقی بوده وسرعت حرکت میانگین سالانه آنها 5-3 متر میباشد. بطوریکه مسئولین مربوطه اظهار میداشتند احداث راه آهن در این منطقه غیر ممکن بنظر میرسیده و بسیاری از مشاوران خارجی نیز احداث راه آهن را در این منطقه که بین دو بیابان معروف تنگالی و گبی قرار دارد بسیار مشکل و یا غیر ممکن تصور می نمودند. بالاخره کارشناسان چینی با پیشنهاد یک طرح مؤثر نسبت به تثبیت تپه های شنی حدود 160 کیلومتر نوار حاشیه مناطقی که راه آهن از آن می گذرد، اقدام کرده اند. عرض کمربند های حفاظتی که در دو طرف خطوط راه آهن احداث شده در سمت رو به باد به طور متوسط  500 متر ودر سمت پشت به باد 300 متر است و دارای 5 نوع عملیات متفاوت بشرح زیر می باشد.
1- به فاصله کمی از راه آهن که در حدود 5 تا 10 متر است با استفاده از سنگ ریزه و قلوه سنگ بطور مکانیکی شنهای اطراف را تثبیت نموده بدون اینکه گیاهی در این قسمت کاشته شود (بجز رویش های علفی که بطور طبیعی میرویند). این ناحیه باز در اطراف راه آهن برای جلوگیری از سرایت آتش سوزیهای تصادفی به جنگلکارهای احداث شده در  نظر گرفته میشود و همچنین میتواند احداث تأسیسات مورد نیاز در آینده را در مجاورت این قسمت تضمین نماید.
2- بعد از این ناحیه در مسافتی بطول 40 تا50 متر درختان سازگار کشت گردیده که به آن ناحیة کمربند سبز اطلاق میگردد. در صورتیکه بارندگی منطقه بیش از 180 میلی متر باشد آبیاری مورد نیاز نیست ولی اگر در قسمتهائی از این ناحیه بارندگی کمتر از 180 میلی متر باشد درختان کاشته شده سالی دو تا سه بار آبیاری  میشوند.
3- بعد از ناحیه کمربند سبزمسافتی درحدود 200 متر را که معمولاً از تپه های شنی نسبتاً مرتفع یا مرتفع پوشیده شده با روش Straw-sand barrier  (شرح آن قبلا آمده است) بطورمکانیکی تثبیت نموده و سپس در بین باد شکن های احداث شده بوته های شن دوست و مقاوم به خشکی مانند هدی ساروم، کاراگانا، بید، صنوبر و آکاسیا (بمنظور تثبیت بیولوژیک) کشت  میشود. این ناحیه بنام کمربند محافظت کننده خوانده میشود.
4- بعد از ناحیه کمربند محافظت کننده ناحیه ای درحدود 280متر را مجدداً با احداث بادشکن های Straw-barrier  بطور مکانیکی تثبیت می نمایند که به ناحیه کمربند تثبیت یا Fixation Belt معروف است.
5- بعد ا ز ناحیه کمربند تثبیت ناحیه دیگری را که تحت عنوان کمربند متوقف کننده یا Stopping Belt  نامیده شده ایجاد می نمایند که با قلوه سنگ یا پوشش کاه و کلش به فواصل 1 تا 5/1 متر عملیات تثبیت در آن صورت می گیرد (تصویر 18).        

تصویر18  نمایی از سیستم تبیت ماسه های روان در اطراف راه آهن شاپاتو

پیش بینی سیل

1. بررسی توپوگرافی بخشی از حوضه آبریز که جریان آب را به منطقه مورد مطالعه تامین می‌کند.
   
   
2. تعیین نوع پوشش سطح زمین (سنگ ، خاک ، گیاهان) ، جهت تخمین نسبت آب جاری شده به آب نفوذی و تبخیرشده.
   
   
3. تعیین بزرگترین رگبار و بارندگی محتمل با توجه به داده‌های موجود.
   
   
4. توجه به فصل ، زیرا شرایطی مثل اشباع بودن زمین از آب یا پوشیده بودن سطح آن ازبرف تاثیر مستقیمی بر جریان سطحی آب دارند.
   
   
5. 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 سازهای 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 سنجی  ، باران سنجی ، برف  سنجی و آزمایشگاههای تعیین کیفیت آب و رسوب زیر نظر دفتر بررسیهای منابع آب وزارت نیرو اداره می‌شود