زمین لغزش: تعاریف، ارزیابی و انواع حرکات دامنه ای در روستاها و شهرها
در این نوشته به تعاریف و انواع حرکات دامنه ای یا رانش زمین پرداختیم. بسیاری از محل هایی که رانش زمین صورت می گیرد در روی زمین هایی هستند که خانه های شهری یا روستایی در آنها ساخته شده اند و مردم روی آنها زندگی می کنند. رانش زمین گاهی باعث می شود بخشی از یک شهر یا تمام یک روستا بطور کامل ریز خاک دفن شود. در مناطق غیرمسکونی رانش زمین معمولا خسارات مالی و تلفات جانی کمتری دارد.
بررسی علل و مکان های با احتمال رانش زمین یکی از وظایف کارشناسان ژئومورفولوژی است که در تدوین برنامه های مدیریت جغرافیایی لازم است ویژگی های طبیعت هر روستا یا شهر و همچنین خصوصیات اجتماعی و توانایی های اقتصادی و زیرساختی آن سکونتگاه را ارزیابی و تحلیل کنند.
مطالعه این نوشته می تواند برای تمامی دهیاران محترم و کارشناسان شهرداری در برنامه ریزی های روستایی و برای بررسی اراضی جهت صدور مجوزهای ساخت و ساز و یا توسعه زیرساخت ها بسیار مفید باشد.
در این نوشته سعی کردیم در بین توضیحات بطور کاربردی دیتاهای مورد نیاز را معرفی نماییم و لینک دستیابی به آنها را برای سهولیت یافتن آنها قرار دهیم.
زمین لغزش
تعاریف
زمین لغزش یا رانش زمین (Landslide) عبارت است حرکت مواد روی زمین که سطح زمینی که چند هکتار مساحت دارد به طرف پایین. در رانش زمین حرکت مصالح سنگی و خاکی از دامنه های کوهستانی که خانه های روستایی یا شهری روی آن قرار درد به طرف پایین انجام می شود.
صورت های کلی آن سقوط، واژگونی، لغزش، گسترش جانبی و جریان می باشد که با افزایش سرعت حرکت مصالح پتانسیل خسارات جانی آن نیز افزایش می یابد. رانش زمین که یکی از انواع رایج مخاطرات است که در علم ژئومورفولوژی مطالعه می شود. این مخاطره به معنی حرکت نسبتاً آرام مواد روی دامنه ای است که گاهی چندین هکتار است و این حرکت دراثر آب و نیروی ثقل انجام می گیرد و معمولاً در سازندهای ریزدانه (رس، مارن، شیل) به وقوع می پیوندد.
طبق یافته های پژوهشگران دانشگاه تهران (+) در هنگام وقوع رانش زمین خاک از توده اصلی زمین با مساحت چند هکتاری جدا شده و روی دامنه حرکت می کند به طوری که سرعت جابه جایی توده در تمام سطح آن یکسان است. طبق این پژوهش بر روی این توده گاهی چند سکونتگاه روستای یا بخشی از شهر قرار دارد و مردم در برخی جاهای روی این زمین در حال زندگی هستند. گاهی در نتیجه رانش زمین خانه های مردم به طور کامل همراه تمام اهالی به زیر خاک می رود. در مقیاس کوچکتر گاهی تنها چند خانه فقط تخریب می شوند. البته در مکان هایی که مسکونی نیست این رانش زمین گاهی هیچ خسارات انسانی و مالی بهمراه ندارد. این سوانح با توجه به درجه برجهندگی و تابآوری سکونتگاه ها می تواند منجر به خسارات مالی یا تلفات جانی برای مردم محلی در مناطق مسکونی یا رهگزران در مناطق غیرمسکونی شود.
عوامل موثر در رانش زمین
زمین لغزش ها توسط زلزله، آتشفشان طوفان و سیل و عملیات عمرانی ایجاد می شود. بنابراین، معیار هایی مانند شیب، فاصله نقاط تا گسل های موجود در یک منطقه و نیز فاصله تا محل آبراهه ها و رودخانه ها و نیز تا محل جاده ها و بزرگراه ها می تواند در پدید آمدن این عامل موثر باشد. نمایش زمین لرزه های ثبت شده در کل ایران را نیز می توانید در Google Earth فعال و مشاهده کنید. مشاهده زمین لرزه های ایران در گوگل ارث
به دلیل افزایش تعداد ساختمان های ساخته شده بر روی شیب های تند و پرتگاه های کوهستانی و نیز در دهانه رودها و دره ها پتانسیل بروز خسارات ناشی از این پدیده در حال افزایش است. غالبا این نوع ساختمان سازی ها بدون توجه به اصول فنی (حسینی، 1387) و پهنه بندی های مورد نظر صورت می گیرد که این خود می تواند عامل افزایش احتمال بحران ها باشد.
رانش زمین یک پدیده مورد مطالعه در علم ژئومورفولوژی است. مخاطره رانش زمین یکی از اصلی ترین فرایند هایی است که براثر نیروی جاذبه یا ثقل زمین ایجاد میشود و در نهایت منجر به کاهش شیب می گردد. واژه زمین لغزش همه انواع حرکات دامنه ای متاثر از نیروی گرانش را در بر می گیرد که دامنه آن مشتمل بر سنگ افت ها، لغزش ها، حرکات دورانی، بهمن ها و روانه ها بوده و بررسی ها نشان داده است که از عوامل اصلی رویداد زمین لغزه ها می توان زمین لرزه، فرسایش و آب نزولات جوی را نام برد.
رویداد رانش زمین در یک سطح شیب دار تابعی از مشخصات فیزیکی و مکانیکی زمین با پتانسیل زمین لغزش است. این مشخصات شامل مقدار شیب طبیعی زمین، وجود یک سطح رانش یافته، توزیع فشار آب، استحکام و روابط تنش و مواد تشکیل دهنده لغزش و… می باشند. به طور قطع می توان ادعا کرد که اگر این فاکتورها در اثر ارتعاشات زمین فرسایش و رطوبت (نزولات جوی شدیدوطولانی) به بحرانی ترین حالات برسند سبب به حرکت درآمدن پهنه هایی با پتانسیل زمین لغزش می شوند.
موضوع اصلی ارزیابی رویداد یا عدم رویداد یک زمین لغزه در یک شیب طبیعی زمین بستگی به استحکام برشی مواد دربرگیرنده شیب و مولفه های نیروی ثقل ناشی از مواد بالای سطح لغزشی دارد. بررسی و برآورد خطر زمین لغزشها به طور معمول به دوروش ناحیه ای و یا جزئی صورت می گیرد.
نیروهای زمین لغزش
توانایی یک دامنه برای مقاومت در مقابل لغزیدن بستگی به نیروی محرک کلی که دامنه را به سمت پایین می کشد در برابر نیروی مقاومت کننده ای دارد که آن را در بالا نگه میدارد. نیروی محرک رانش زمین اول از نیروی جاذبه که روی وزن مواد روی دامنه کار میکند، تشکیل شده است درحالیکه نیروی مقاومت کننده از توانایی مواد و اصطکاکی که آن مواد را در محل خودش نگه داشته است، تشکیل شده است. (هایندمن و هایندمن، 2010)
شیب و بار روی دامنه:
ارتباط بین زاویه شیب دامنه یا میزان شیب دار بودن دامنه و بار روی دامنه یا وزن مواد روی دامنه عاملی کلیدی در فروریخن دامنه و زمین لغزش است. هرچه شیب دامنه بیشتر باشد، نیروی محرک و در نتیجه احتمال فرو ریختن دامنه بیشتر است. نیروی مقاومت کننده تحت تاثیر نیروی اصطکاکی و پیوستگی مواد دامنه می باشد.
نیروی اصطکاکی:
نیروی اصطکاکی[1] بستگی به زاویه شیب و بار روی دامنه دارد. زمانی که نیروی اصطکاکی از مقاومت اصطکاکی فراتر برود، توده روی دامنه می لغزد و دامنه فرو می ریزد. آب عامل مهمی در پایداری دامنه است و می تواند در لغزنده شدن مواد روی دامنه موثر باشد.
پیوستگی مواد:
پیوستگی مواد[2] نیروی مهمی است که دانه های خاک را کنار هم نگه میدارد و تحت تاثیر تنش سطحی آب بین دانه های سست یا سیمان بین دانه ها است. این خصوصیت نتیجه جذب ایستا بین ذرات تشکیل دهنده مواد دامنه و جذب تنش سطحی آب میان دانه ها می باشد.
برون زدگی سطوح:
سطوح درونی که با زاویه های ملایمتری در دامنه ها حفر شده اند می توانند موجب افزایش شیب از یک طرف و کاهش نیروی اصطکاکی و مقاومت نگهدارنده سطوح شده و درنتیجه موجبات زمین لغزش را فراهم نماید. معمولا در مجاورت راه ها و جاده هایی که جدید احداث شده اند تا مدتی برای اینکه خاک به تعادل برسد رانش زمین رخ می دهد.
هرچه شیب بیشتر باشد نیروی موازی با شیب بیشتر و احتمال لغزیدن بالاتر است. در دامنه های ملایم تر با شیب کمتر، نیروی اصطکاک (f) بیشتر از نیرویی است که موازی با شیب می کشد (F) درحالیکه برای دامنه های پرشیب این حالت برعکس است. (معادله 2-1)
توده ی روی دامنه می لغزد اگر:
نیروی محرک > پیوستگی مواد + مقاومت اصطکاکی
معادله (2-1)
نیروی مقاومت کننده بیشتر از نیروی محرک است. در اینجا پارامتر N نیروی عمود به شیب، (N-p) x tan α نیرویی مقابل شیب منهای فشار آب منافذ ضرب در تانژانت زاویه شیب است. عامل p فشار منافذ است، α زاویه شیب، C پیوستگی مواد شامل نیروی خاک به اضافه نیروی ریشه است. (هایندمن و هایندمن، 2010)