پژوهشگر

همکاران پژوهشگر

چکیده پژوهش

استان چهارمحال و بختياري با وسعت 16533 کيلومتر مربع در پيشکوه هاي داخلي زاگرس استقرار يافته و تکتونيسم فعال زاگرس موجب ناهمگوني توپوگرافي شديدي در اين استان گرديده است. از سوي ديگر رخنمون هاي مارني سازندهاي زمين شناسي زاگرس، حدود 5/6% از وسعت استان را در برگرفته و اين خود مبين حساسيت خاص اين سرزمين به عوامل فرسايش مي‌باشد. وقوع بيش از 400 موردزمين لغزش مؤيد اين مطلب است. جهت بررسي نقش خصوصيات فيزيکي، شيميايي و کاني شناسي در وقوع لغزش هاي افسرآباد دو آب صمصامي واقع در غرب استان چهارمحال و بختياري، شش پروفيل در مرز لغزش ومحدوده پايدار (شاهد) بر روي واريزه هاي دامنه اي کواترنري با پي سنگ گورپي انتخاب وحفرگرديد. پس از تشريح مورفولوژيکي پروفيل¬ها، از سه عمق نمونه¬برداري انجام شد. آزمايشات فيزيکي نظير وزن مخصوص ظاهري و حقيقي، درصد اشباع، بافت وآزمايشات شيميايي شامل اندازه گیری مواد آلي، آهک، گچ، کاتيون هاي محلول و آزمايشات کاني شناسي رس (XRD) انجام گرديد. نتايج نشان داد که کلاس بافت خاک در هر دو تيمار غالباً لومي رسي سيلتي بوده است. تجزيه و تحليل هاي آماري نشان داد که تفاوت معني داري بين مقادير رس، ماده آلي،سيلت، ، و ECدر نمونه‌هاي شاهد و لغزش يافته وجود دارد. سيلت رابطه مستقيمي با لغزش دارد به اين جهت که سيلت در اثر افزايش سطح آب زيرزميني و فرسايش زير سطحي به راحتي دچار پديده رگاب شده و از پيکره خاک شسته مي شود. وجود رس در مقادير حدود 15% سبب پايداري خاک دانه و ساختمان خاک شده و مانعي در جهت وقوع پديده از هم گسيختگي مي باشد. مقدار رابطه معکوس با لغزش دارد که اين امر مي تواند نشانگر نقش چشمگير اين کاتيون در افزايش پايداري ساختمان خاک و افزايش مقاومت برشي و در نهايت استحکام در برابر وقوع گسيختگي هاي دامنه اي باشد. مقادير EC بالاتر در اراضي لغزش يافته مؤيد تأثير انحلال نمک‌هاي NaCl و احتمالاً KCl در اثر بارش هاي شديد منطقه (حدود 900 ميلي متر در سال) و افزايش سطوح آب زيرزميني مي باشد. بر اساس ويژگي هاي کاني شناسي، رس هاي اسمکتيت و ايليت به عنوان عوامل زمينه ساز لغزش ايفاي نقش مي کنند. همه اين عوامل که ازآن به عنوان عوامل زمينه ساز ياد مي کنند مي توانند در آينده موجب زمين لغزش هاي جديدي گردند. بدين ترتيب با انجام عمليات اصلاح شيميايي¬مي توان به تثبيت و پايداري دامنه هاي مشابه کمک کرد.

خلاصه نتایج حاصله

خاک در هر دو پروقيل لغزش يافته وشاهد از تکامل پروفيلي تقريباً بالايي برخوردار بوده و افق هاي تجمع رس (آرجيليک)، تجمع آهک (کلسيک)، در دو سازند ديده مي شود. کلاس بافت خاک در هر دو سازند غالباً لومي رسي سيلتي تا رسي سيلتي متغير مي باشد. نسبت جذب سديمي در تمامي پروفيل ها پائين بوده و نمي توان از ميزان سديم به عنوان يکي از فاکتورهاي مؤثر در لغزش نام برد. همچنين گچ به حدي نبوده که با جذب آب و حل شدن شرايط را براي لغزش فراهم آورد.ماده آلي در هر دو سازند از سطح به طرف عمق کاهش يافته و در کل خاک هاي منطقه داراي ماده آلي بالايي نمي باشند. مقايسه ميزان Ca2+ در پروفيل هاي شش گانه و به ويژه مقايسه فراواني اين کاتيون در محدوده‌هاي لغزش يافته و شاهد نشانگر آن است که در تمامي موارد و سايت هاي مورد بررسي ميزان اين کاتيون در مرز زمين لغزش به شکل معناداري کمتر از محدوده هاي شاهد و دست نخورده بوده که اين امر مي تواند نشانگر نقش چشمگير اين کاتيون در افزايش پايداري ساختمان خاک و افزايش مقاومت برشي و در نهايت مقاومت در برابر وقوع گسيختگي هاي دانه اي مي باشد. در همين راستا يکي از روش هاي کنترل شيميايي زمين لغزش ها، تزريق آهک و افزايش ميزان Ca2+ خاک هاي مناطق ناپايدار مي باشد که نتايج پژوهش جاري مويد عملکرد مثبت اين نوع عمليات مي باشد. مقايسه مقادير EC در پروفيل هاي لغزش يافته و شاهد، نشانگر مقادير بيشتر اين پارامتر در محدوده‌هاي لغزش يافته است. از آنجايي که EC متأثر از حضور کاتيون هايي همچون Na+، K+ و آنيون هايي مثل Cl-،- مي باشد، فراواني بيشتر در اراضي لغزش يافته مؤيد تأثير انحلال نمک هاي Nacl و احتمالاً Kcl در اثر بارش هاي شديد منطقه (حدود 900 ميلي متر در سال) و افزايش سطوح آب زير زميني مي باشد. به عبارتي وجود ترکيباتي چون Nacl يکي از عوامل زمينه ساز مهم و مستعد کننده وقوع گسيختگي‌هاي دامنه اي مي باشد. بررسي ميزان سيلت در نيمرخ هاي لغزش يافته و شاهد نشانگر تفاوت معني دار اين جزء رسوبي در گمانه هاي مذکور مي باشد، به گونه اي که در پروفيل هاي حفر شده در پهنه لغزيده سيلت فراوان نسبت به پروفيل‌هاي خاک مناطق شاهد مي باشد. به جهت اين که سيلت در اثر افزايش سطح آب زيرزميني، فرسايش زير سطحي به راحتي دچار پديده رگاب) Piping ( شده و از پيکره خاک شسته مي شود بنابراين خاک‌‌هاي سيلتي مستعد فروريختگي (collapse) مي باشند که در واقع اولين مرحله از رخداد گسيختگي دامنه در اين نوع خاک هاست. بنابراين ميزان سيلت موجود در نيمرخ خاک رابطه اي مستقيم با فرسايش زير سطحي وقوع هاي زمين لغزش دارد. برخلاف آنچه که در مورد سيلت گفته شد، نتايج اندازه گيري ميزان رس مويد آن است که در پروفيل‌هاي شاهد، فراواني رس بيش از واحدهاي لغزش يافته مي باشد.به دليل اين که ذرات رس جز مصالح ريز بوده وداراي خلل وفرج زياد وهم چنين سطح ويژه زيادتري مي باشد باتوجه به نقش رس در جذب آب هاي ناشي از بارش و جريان هاي زير قشري به نظر مي رسد که برخلاف تصور غالب و عام در خصوص نقش تسريع کننده فرسايشي رس، وجود رس در مقادير کم تا متوسط سبب پايداري خاک دانه و ساختمان خاک شده و مانعي در جهت وقوع پديده از هم گسيختگي مي باشد. فراواني Mg2+ در نيمرخ اراضي لغزش يافته مي تواند متأثر از حضور کاني کلريت و به ويژه وفور آن در برخي گمانه ها نسبت به سايرگمانه ها باشدکه به جهت عدم امکان آزمون کمي تعيين عناصر رسي، مشخص کردن ميزان دقيق Mg2+ دشوار است. بنابراين تفاوت معني دار Mg2+ به کاني شناسي و به ويژه مقادير آن در کاني هايي همچون کلريت و مونتموريلونيت نسبت داده مي شود. در اكثريت نمونه‌هاي مطالعه شده، كاني‌هاي كلريت، گروه اسمكتيت، ميكا، كائولينيت، كوارتز، فلدسپات و پالي‌گورسكايت مشاهده شد. به دليل قوي بودن پيك‌هاي رده فرد كلريت نسبت به پيك‌هاي رده زوج اين كاني، مي‌توان نتيجه گرفت كه كلريت در اين نمونه‌ها تخريب يافته و از نوع تري‌اكتاهدرال بوده (حاوي لايه بروسايت) و غني از آهن نمي‌باشند. به دليل مشاهده پيك‌هاي قوي 16 تا 17 انگسترم در تيمار اشباع با اتيلن‌گليكول، احتمالاً بخشي از پيك 14 آنگسترم مربوط به مونت‌موريلونيت مي باشد. به دليل عريض بودن پاي پيك 10 آنگسترم (رده اول ميكا) ميكاي موجود در نمونه از نوع ايليت بوده كه به دليل ضعيف بودن پيك رده‌هاي دوم و چهارم آن، احتمالاً از نوع تري‌اكتاهدرال مي‌باشد كه همان طور كه در ديفراكتوگرام‌ها نيز مشاهده مي‌شود، با افزودن پتاسيم 550 درجه سانتي‌گراد، به دليل جانشيني پتاسيم به جاي كلسيم و منيزيم و همچنين تبخير آب هيدراته‌ كاتيون‌هاي كلسيم و منيزيم شدت اين پيك افزايش يافته است. در تمامي نمونه‌ها درصد كلريت خيلي بيشتر از درصد ميكا است (تفاوت فاحش در شدت پيك‌هاي 09/10 و 28/14 آنگسترم). به دليل عريض بودن پاي پيك 14 آنگسترم در تمامي نمونه‌ها و وجود پل بين پيك‌هاي 14 و 10 آنگسترم در تمامي تيمارها و عدم حذف آن در تيمار حرارتي 550 درجه سانتي‌گراد مي توان نتيجه گرفت كه با پيشرفت تكامل خاك، كاني هاي مختلط نامنظم (مشاهده پيك‌هاي عريض و نامنظم) از نوع ميكا-كلريت در نمونه‌ها نيز وجود دارند. در تمامي پروفيل‌هاي بررسي شده، خاك لايه سطحي بصورت درجا بوده (با خاك زيرين منشأ يكسان دارند) چون كاني هاي موجود در دو لايه هر پروفيل تقريباً يكسان و با شدت هاي متفاوت (ناشي از تغيير شرايط هوازدگي و تكامل) مي‌باشند. بر اساس ويژگي هاي کاني شناسي، رس هاي اسمکتيت و ايليت در شرايط خشک به علت وجود همدوستي، حداکثر استحکام و سختي را به سازند مي دهند ولي رس هاي اسمکتيت در شرايط جذب آب با ايجاد فشار ناشي از تورم و آماس سازند، حداقل مقاومت برشي را به دست مي آورند.

فایل های پژوهش