اثر جاده سازی بر فرسایش و تولید رسوب: مطالعه ی موردی منطقه ی کوهستانی بین تهران و کرج

احداث جاده به ویژه در مناطق شیب دار می تواند به فرسایش شدیدی منجر شود؛ چرا که بر اثر خاکبرداری و خاکریزی ها در هنگام جاده سازی، خاک مستعد فرسایش می شود. با توجه به حجم عملیات راه سازی و عمرانی سالانه ی کشور، می توان گفت بخش قابل توجهی از فرسایش خاک ها از این طریق می-باشد. بنابراین کمی سازی میزان فرسایش در جاده های کشور ضروری است. در این مطالعه برای نخستین بار از روش های آمارگیری نمونه ای برای کمی کردن میزان فرسایش حاشیه ی جاده ها به صورت موردی در 12 کیلومتر جاده ی آسفالته و 18 کیلومتر جاده ی خاکی حوضه ی وردآورد واقع در استان تهران استفاده شده است. هر 100 متر از طول جاده به عنوان واحد نمونه گیری در نظر گرفته شد. با استفاده از معادله ی کوکران تعداد 17 نمونه در جاده ی آسفالته ی درجه 2 و 18 نمونه در جاده ی خاکی انتخاب و محل نمونه ها با استفاده از سیستم نمونه گیری سیستماتیک در جاده ی آسفالته و سیستم نمونه گیری خوشه ای دو مرحله ای سیستماتیک در جاده های خاکی مشخص گردید. در هر یک از آن ها میزان فرسایش شیاری، خندقی و حرکات توده ای و همچنین میزان رسوبات به جا مانده در پای دیواره ها به طور مستقیم اندازه-گیری شد. با استفاده از دو مدل warsem و usle به ترتیب میزان رسوب دهی و فرسایش سطحی در هر یک از این نمونه ها محاسبه و نهایتاً با استفاده از روابط آماری میزان فرسایش و رسوب دهی در کل مسیر برآورد شد. طی اندازه گیری های مستقیم ابعاد شیار و خندق در دیواره ها، میزان فرسایش خندقی در دیواره ی خاکبرداری و خاکریزی جاده ی آسفالته به ترتیب برابر 2/6 و 5/423 تن در سال، در جاده ی خاکی به ترتیب برابر 1/30 و 9/225 تن در سال محاسبه گردید. همچنین فرسایش شیاری و بین شیاری در دیواره ی خاکریزی جاده ی آسفالته به ترتیب برابر 4/1 و 4/0 تن در سال و در دیواره ی خاکریزی جاده ی خاکی برابر 5/2 و 73/0 تن در سال، و میزان تخمین حرکت توده ای که تنها از اندازه گیری 5 عارضه در دیواره ی خاکبرداری جاده ی آسفالته به دست می آید، برابر 11/13 تن در سال، برآورد شدند، در این میان میزان اندک فرسایش شیاری و بین شیاری در مقایسه با فرسایش خندقی، به دلیل ماهیت کوهستانی و صخره ای منطقه است. همچنین طی اندازه گیری مستقیم ابعاد واریزه های پای دیواره کل رسوبات به جا مانده در پای دیواره ها در هر دو گروه جاده ها 4/25477 تن در سال برآورد شد که 4/9704 تن سهم جاده ی آسفالته و 15773 تن سهم جاده ی خاکی می باشد. با استفاده از مدل warsem نیز میزان کل رسوب دهی از دو گروه جاده ها برابر 3/8032 تن در سال، معادل 205 تن در هکتار در سال، برآورد شد که از این مقدار 4/3306 تن در سال سهم دیواره ی خاکبرداری و خاکریزی جاده ی آسفالته و 9/4725 تن در سال سهم دیواره های خاکبرداری و خاکریزی جاده ی خاکی می باشد. افزایش میران رسوب دهی در جاده های خاکی نسبت به جاده ی آسفالته علاوه بر افزایش طول جاده های خاکی می تواند ناشی از افزایش رسوب دهی از سطح و کناره ی این جاده ها نیز باشد. همچنین تفاوت بین میزان رسوب دهی، 3/8032 تن در سال، و رسوبات به جا مانده ی اندازه گیری شده در پای دیواره ها، 4/25477 تن در سال، به این دلیل است که اکثر مواد فرسایش یافته مجدداً در منطقه رسوب می کند و تنها بخش کمی از آن از حوزه خارج می شود. با استفاده از مدل usle نیز میزان فرسایش سطحی در دیواره های جاده ی آسفالته برابر 2/51 تن در سال و در دیواره های جاده ی خاکی مجموعاً برابر 65 تن در سال محاسبه گردید که این نتایج چند برابر بیش از مقدار فرسایش سطحی اندازه گیری شده بود. حتی در صورتی که خطای استاندارد برآورد کل نیز لحاظ شود، حداکثر مقادیر بدست آمده از اندازه گیری مستقیم فرسایش شیاری و بین شیاری از 3 تن در سال تجاوز نمی کند که به ترتیب تقریباً 20 و 10 درصد مقدار برآورد مدل usle در جاده های آسفالته و خاکی است. بر اساس خطای استاندارد، برآورد کل محاسبه شده برای کلیه اندازه گیری ها و برآوردها به استثنای فرسایش شیاری و بین شیاری در دیواره ی خاکریزی و فرسایش خندقی در دیواره ی خاکبرداری جاده ی آسفالته قابل قبول است. خطای زیاد این دو ناشی از تعداد کم عارضه های مشاهده شده و قابل اندازه گیری در نمونه های مورد بررسی بود. بنابراین می توان نتایج استفاده از روش نمونه گیری آماری را در بررسی کمی فرسایش و تولید رسوب در جاده ها قابل قبول دانست. علاوه بر خطای کم، کاهش هزینه مطالعات نیز روش نمونه گیری آماری را مناسب تر و مقرون به صرفه تر در مقایسه با مطالعه تمام طول جاده می کند. معیار دیگر سنجش صحت نتایج، مقایسه ی میزان رسوب دهی محاسبه شده و رسوبات به جا مانده ی اندازه گیری شده در حوزه با اطلاعات جمع آوری شده از سازمان راه و شهرسازی استان تهران بود. طی این مقایسه مشاهده شد که بین ارقام گزارش شده و نتایج به دست آمده از مدل warsem و اندازه گیری رسوبات پای دیواره ها، 30% اختلاف وجود دارد که مقداری قابل قبول است. بنابراین می توان اظهار داشت که اندازه گیری مستقیم عوارض در دیواره ها و رسوبات به جا مانده در پای دیواره ها به همراه روش نمونه گیری آماری و مدل warsem در جهت کمی سازی فرسایش در حاشیه ی جاده هایی مشابه جاده های وردآورد قابل کاربرد است.