أشكال السياجات الرملية

2004 الإنسياق الرملي

د.جاسم محمد العوضي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

أشكال السياجات الرملية السياجات الرملية البيئة علوم الأرض والجيولوجيا

ان السياج الرملي كما ذكرنا سلفا، يعمل على كسر حدة الرياح ليخفض سرعتها وبالتالي ترسيب حمولتها من الرمال.

وبما أن مقدار كمية الرمال المتحركة يتناسب طردياً مع مكعب سرعة الرياح فان 20% من التخفيض في سرعة الرياح يؤدى إلى نسبة ترسب 50% تقريباً من الرمال المحمولة.

 

وتأخذ هذه السياجات أو المصدات أشكالاً متعددة فهي إما:

1- سياجات مصمتة (Solid fences).

2- سياحات مسامية (Porous fences).

3- سياجات ذات أبراج رأسية مستدقة (Jet fences).

وكما سنرى فيما بعد فإن درجة مسامية السياج تلعب دوراً اساسياً في قيامها بوظيفتها للتحكم في زحف الرمال.

 

السياجات المصمتة:  يوضح الشكل رقم (4.11) مدى انسياب الرمال بجوار السياج المصمت ذات الارتفاع (h) (Cermak et al.,1982) وتعتبر المناطق السبعة المميزة لإنسياب الرمال في الشكل السابق هي:

1- منطقة الطبقة المتاخمة غير المتأثرة وفي هذه المنطقة ليس هناك أي تأثير للسياج على انسياب الرمال.

2- منطقة تركم الرمال، وهنا نتيجة لوجود وتد فإن الانسياب تم    إعاقته وتشتيتة.

 

3- منطقة إعادة تشكيل الطبقة المتاخمة، من خصائصها ارتفاع الإنسياب المتراجع.

4– منطقة تعكس مزيج بين المنطقة (1)، (2).

5– في هذه المنطقة تزداد تدريجياً سرعة الرياح وتتكون طبقة متاخمة أكثر سمكاً.

 

6- منطقة الدوامة (التيار المعاكس) في هذه المنطقة قد يحدث انسياب عكس للخلف لانفصال انسياب الرياح (Flow separation  ) مع نقاط التقاء (Reattachment points) عند المسافة (L) أسفل منطقة الوتد.

7- منطقة الانسياب الخارجي المحتمل.

ولقد وجد الباحثون ان دور السياج المصمت في تحكم في زحف الرمال كان خفيفاً مثل (Cermak et al., 1982) و (Bofah & Al-Hinai, 1983). لذا فقد أوصى عديد من الباحثين بتجنب استخدام مثل هذه السياج.

 

السياجات المسامية (ذات الثقوب): إن منطقة الانسياب حول السياج المسامي بارتفاع (h) يوضحها شكل رقم (4.12) حيث U_b  هي السرعة خلال السياج المسامي.

وكان كثير من الباحثين قد اختبروا أداء عدد من هذه السياج وبدرجات مختلفة من المسامية ليصلوا إلى التصميم الأمثل لها.

فقد وجد سيرماك واخرون (Cermak et al.,1982) من خلال تجارب النفق الهوائي ان السياج ذات الشرائح الرأسية تقريباً تؤدي نفس نتائج السياج ذات الشرائح الأفقية.

 

وان تباين المسامية بنسبة 33% إلى 60% لا يبدو أنه ذو تأثير ملحوظ على كمية الرمال المتراكمة حول السياج.

وعموماً، فإن تابلر (Tabler,1973) وبوفا والحيناي   (Bofah & Al-Hinai,1983)، وباحثين آخرين استنتجوا ان السياج ذات نسبة  المسامية حوالي 50% تعطي أفضل النتائج.

وتوضح شريحة رقم (4.4) أسياج الصفائح أو الشرائح الرأسية نسبة مسامية 50% ومقامة في منطقة المناقيش الرملي بدولة الكويت.

 

السياجات ذات الأبراج المستدقة: يعتبر هذا النوع من السياج غير عادي في تصميمه لأنه يتكون من ابراج مفرده مستدقة الشكل مدعمة بسلاسل شد وتثبيت بدلاً من الأعمدة، التي في باقي أنواع السياج شكل (4.13).

وتزداد درجة مسامية السياج (الثقوب أو الفتحات) كلما زاد ارتفاعها عن سطح الأرض، من درجة صفر عند الأرض وحتى درجة 50% مسامية عند قمة الأبراج المستدقة.

وقرب قاعدة هذه السياح يوجد ثقوب يمكن فتحها أكثر حتى تزيد درجة المسامية.

 

شكل رقم (4.14) يوضح نتائج اختبار أجراه يوفا والحيناي (Bofah & Al-Hinai,1983) على ثلاث أنواع من السياجات المختلفة، وهي سياج مصمته من السعف النخيل، سياج ذات ألواح رأسية بدرجة مسامية 50%، وسياج ذات أبراج مستدقة رأسيه.

وتم اختبار هذه السياجات في الحقل على فترة زمنية تزيد عن سبعة أشهر.

وبفحص شكل (4.14) اتضح أن أداء السياج المصمت بسعف أو أوراق النخيل هو اقلها كفاءة حيث ان إجمالي كمية الرمال المتراكمة فقط 2.5 متر مكعب لكل متر طولي، أما عند السياج المسامي الذي مساميته 50% فهي 3.67 متر مكعب لكل متر طولي.

 

ولكن هناك تكونت حفرة أو منخفض تحت السياج وازدادت واتسعت هذه الحفرة حتى انهار السياج.

أما أفضلها أداءً فكان السياج ذات الأبراج الرأسية المستدقة الذي به فتحات يمكن التحكم بها من أسفل. وكان إجمالي الرمال المتراكمة عنده 4.11 متر مكعب لكل متر طولي.

وعند إغلاق الفتحات السفلية به وصل إجمالي الرمال المتراكمة 3.96 متر مكعب لكل متر طولي.

 

وتتوافق نقاط أقصى درجة لترسيب الرمال مع نقاط أقصى انخفاض في سرعة الرياح للأنواع الثلاثة، حيث تبعد أفقياً هذه النقاط عن السور بمسافة تقدر 0.5، 3.3، و 6 أضعاف ارتفاع السياج (h) لكل من السياج ذو الأبراج الرأسية المستدقة، السياج المصمتة بسعف النخيل والسياج المسامية، على التوالي.

ومما سبق يمكن أن نستنتج أن السياج ذات الأبراج الرأسية المستدقة هي المصد الأكثر كفاءة في حجز وإعاقة الرمال الزاحفة.

من جهة أخرى فإن تأثير السياجات الرملية على الرياح الهابة يكون محدوداً لمسافة حوالي 50 ضعف ارتفاع السياج نفسه. وبعدها تبدأ الرياح باستعادة قوتها الأولية، ومن ثم تبدأ بحمل ورفع حمولة جديدة من الرمال.

 

ولهذا يتطلب الأمر في بعض الأحيان عمل معالجة ميكانيكية أو كيميائية أو بيولوجية للسطح الفاصل بين السور والمنشأة المراد حمايتها. كما أن مادة البناء والتصميم وترتيب السياج الرملي يعتمد على توفير المواد وحساسية المنشأ.

فمن المواد المستخدمة في السياجات الرملية: أوراق وسعف النخيل. – ألواح خشبية- قطاعات بلاستيكية- صفائح بلوثين  Polyethleneصفائح معدنية صلبة- ومواد أخرى قليلة التكلفة ومتوفرة محلياً.

 

إن استخدام مصدات جامدة تعتمد على مبدأ تخفيض سرعة الرياح حيث تقام بشكل عمودي على اتجاه الريح بحيث تقع المنطقة المراد حمايتها خلف المصد.

إن جميع الأبحاث التي أجريت على هذه المصدات كانت ولا زالت تدور حول ديناميكية الرياح المحملة بحبيبات الرمال المارة على المصد وذلك للوصول إلى افضل تصميم لمصد يمكنه حماية أكبر مساحة ممكنة خلفه.

فقد وجد ان كفاءة المصد تعتمد على أربع خصائص رئيسية هي-: المسامية، الارتفاع، الطول والاتجاه. وبالتحكم في هذه الخصائص حصل كثير من الباحثين على الكفاءة القصوى لمصدات الرياح والتي مكنتهم من الاستفادة من المصد أطول فترة ممكنة وبفعالية أكبر.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]