طرق التحكم بحركة الرمال المحمولة بفعل الرياح

2004 الإنسياق الرملي

د.جاسم محمد العوضي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

طرق التحكم بحركة الرمال المحمولة بفعل الرياح حركة الرمال الرياح علوم الأرض والجيولوجيا

تنشأ مشاكل تراكم الرمال على المنشآت الصحراوية بسبب حركة الرمال المحمولة بفعل الرياح إلى درجة يمكن بها أن توقف العمليات الطبيعية لأي من هذه المنشآت.

ويكمن سبب المشكلة في وجود مخزون من الحبيبات الرملية القابلة للحركة والتي تنتقل بفعل الرياح السائدة، بالإضافة إلى وجود منشآت تعمل كعائق يمكن أن يعترض ممرات هذه الرمال المتحركة فيطمرها بل وأحياناً يؤدي إلى دفنها بالكامل.

ومن الممكن إيجاد حلول لحماية هذه المنشآت من الترسبات والتكدسات الرملية عليها وذلك إما بالتحكم في مصادر الرمال المتحركة وبالتالي يتم التقليل من كميتها أو بحماية هذه المنشآت بطرق الحماية المختلفة. والطريقة الأولى تكون دائماً أكثر صعوبة وتكلفة من الثانية.

 

وتعتبر عملية التحكم بمصادر الرمال المتحركة أو المخزون الرملي من العمليات الطويلة المدى، بينما التحكم المباشر بحماية أي منشأة في صحراء تعتبر من العمليات التحكمية السريعة ومردودها الاقتصادي. 

غالباَ ماً يكون على مدى قصير لا يتجاوز الخمس سنوات، أي فعالية هذا التحكم يتلاشى بعد هذه المدة القصيرة ومن ثم يستوجب إعادة عمليات تحكم جديدة لحماية المنشأة من زحف الرمال.

وفي هذا المجال أجريت العديد من الدراسات المختلفة لتقييم العوامل المساهمة في التغلب على مشاكل زحف الرمال وذلك من خلال وضع السياسات وتطوير نظم التحكم فيها على المدى البعيد وكذلك القصير.

 

وعموماً فإن هناك أسلوبين للتحكم بحركة الرمال الريحية هما:

أولا : تثبيت عام لمصدر الرمال وذلك لمنع أو تقليل حركة الرمال في المصدر.

ثانياً : حماية مباشرة للمنشآت المعرضة للرمال المتحركة.

 

التثبيت العام لمصدر الرمال: تهدف هذه الطريقة إلى تقليل قدرة الرياح السائدة على جرف الرمال السطحية أو الحد من ازدياد مساحة الأراضي الجرداء التي تكون عرضة للرياح القادرة على حمل مكونات سطحها الرملي.

وكلا الطريقتان يمكن أن يطلق عليهما اسم "التثبيت الرملي" Sand Stabilization"، وقد يكون هذا الاستقرار مؤثراً وقائياً Passive  أو فعالاً إيجابياً Active.

 

الإجراءات الوقائية لتثبيت الرمال: يتعرض الغطاء النباتي في الصحراء والذي يحمي معظم السطوح الرملية لعملية تدهور و بشكل سريع خلال سنوات قليلة.

ويرجع السبب في ذلك إلى عدم الانتباه إلى التوازن الدقيق وعدم مراعاة الظروف الطبيعية الهشة لرمال الصحراء وذلك من خلال معظم الأنشطة التي يقوم بها الإنسان خاصة فيما يتعلق بالإفراط في عملية الرعي.

ويتضح ذلك جلياً بانتشار وازدياد كثافة الغطاء النباتي داخل المناطق المحظورة والمحميات الطبيعية المسيجة بطريقة أكثر مما هو خارجها.

 

وتتضمن إجراءات المراقبة الوقائية لتعزيز وزيادة تثبيت الرمال تلك التي تحافظ على الاستقرار والثبات الطبيعي للغطاء السطحي مايلي:

1- تنظيم عمليات الرعي.

2- التقليل قدر الإمكان من حركة السيارات ومرورها فوق الأراضي الرملية.

3- مراقبة وتنظيم الأنشطة البشرية في الصحراء.

وفيما يلي شرح واستعراض للتجارب والخبرات المتعلقة بهذه العوامل:

 

الإفراط في الرعي في شمال الصين (Zhenda & Shua,1983):  إذ يرجع السبب الرئيسي للتصحر الكبير في السهوب والمراعى في هذه المنطقة إلى زيادة الرعي عن الحد المعقول، وذلك بسبب النمو غير المقيد لأعداد المواشي في هذه المناطق.

وفي ظل الظروف الطبيعية تصبح لكل أنواع المراعي قدرة معينة من الإنتاج وذلك كونها مقيدة بالعوامل الجوية.

على سبيل المثال فقد حدد مؤتمر الأمم المتحدة حول مكافحة التصحر والذي انعقد في نيروبي عام 1977، نسبة معينة لمشاركة كل حيوان في 5 هكتارات من أراضى المراعى في المناطق القاحلة، حيث يكون مؤشر الرطوبة (0.20-0.30) وطبقا لهذا المعيار فأن القدرة الاستيعابية  للسهوب الجافة لكل وحدة مساحة في الصين تشهد تناقصاً كل عام.

 

ولقد تناقصت المناطق التي يشغلها كل حيوان من 3.33 هكتار في أوائل الخمسينات إلى أن وصلت في أواخر السبعينات إلى 1.11 هكتار.

وتحت ضغوط الأعداد المتزايدة من المواشي بدأت السهوب بالنضوب، حيث تناقص النبات الأساسي وهو البهمة أو الصمعة وحل مكانه نبات ارطماسيا والأعشاب الضارة.

 

وفي منطقة وافو، وسط منغوليا ، تناقص محصول الأعشاب بمقدار 76.2% من عام 1957 إلى عام 1973 في جين تزايدت كمية الأعشاب الضارة بمقدار 173% بينما تناقصت في نفس الفترة وبوضوح مساحة المناطق المغطاة بالأعشاب وانخفض ارتفاع الأعشاب فيها وقلت كمية المحاصيل.

ولم يكن السبب في تناقص محصول الأعشاب والذي سبب ضعفاً في إنتاج المواشي راجعاً فقط إلى الزيادة المفرطة في الرعي ولكن أيضاً بسبب وطء الحيوانات لقشرة التربة العلوية مما يؤدى إلى اختلالها وأيضا بسبب ازدياد المساحات المخصصة للزراعة.

فقد عرضت هذه العملية التربة العلوية للتفكك والتعرية بواسطة الرياح. وكانت النتيجة ازدياد عملية التصحر مع انتقال الرمال وظهور أسطح خشنة كثيرة ومختلفة على السهوب الرملية.

 

وقد أدت مشكلة تناقص عدد النباتات إل تسارع هذه العملية عن طريق تقليل محصول النباتات خلال موسم نموها إضافة إلى إعاقة عملية تجدد المحاصيل في السنة المقبلة.

وعلى سبيل المثال فقد وصل الجفاف الذي شهدته منطقة سيزيوانغ بوسط منغوليا والذي  استمر من عام 1959 إلى 1970، إلى أشده في عام 1965 إلى 1966 في ذات الفترة التي وصل فيها تصحر السهوب إلى أقصى مدى.

 

ومن مؤشرات تدهور المراعي بدولة الكويت والتي تشكل نسبة 75% من إجمالي مساحة البلد، تدني النمو النباتي بسبب الجفاف، وسوء الاستغلال، والتلوث، وزحف الرمال، ونمو الشجيرات الشوكية وتدهور إمكانية التربة.

وتعتبر عملية التصحر المعاصرة الناجمة عن الإفراط في الرعي أكثر على حدة على الكثبان الرملية الثابتة أو السطوح الرملية المتموجة منها على السهوب الرملية المسطحة. كما أن سرعة الرياح أشد على قمة المنحدرات مما يسبب ظهور مناطق شديدة التعرية ، وبالتالي تنشيط حركة تلك الكثبان الرملية.

 

مرور العربات على الرمال في الأراضي الصحراوية  (Web & Wilshire,1983): يمكن تقييم الضرر المباشر الذي يصيب التربة بسبب مرور العربات عليها إلى نوعين هما:

1- تمزيق سطح التربة.

2- انضغاط وتراص التربة السطحية والتحتية.

 

فالتمزق الذي يصيب التربة السطحية بسبب تأثير مرور العربات عليها أو اصطدام العربات بالشجيرات وأتلافها يؤدي إلى زيادة تعرض التربة إلى التعرية بسبب الرياح أو الماء أو كليهما معاً، كما يسرع في عملية تحلل ما قد يوجد بها من مواد عضويه.

علاوة على إضعاف استقرار التربة مما يسمح بتشكيل قشور سطحية غير عضويه تسبب في زيادة جريان مياه الأمطار وإعاقة انتعاش وإنبات النباتات الصغيرة ومنع تسرب الماء إلى التربة مما يؤثر على حياة النباتات والحيوانات التي تعيش داخلها وعلى سطحها

 

وبما إن الغطاء النباتي يحمى التربة من التعرض للتعرية فإنها عندما تفقد هذه الحماية تتعرض للتدهور السريع.

ويستمر تأثير عملية التدهور في مثل هذه الأراضي الصحراوية المغطاة بالحصى والواقعة ضمن المناطق القاحلة وشديدة الجفاف لمدة أطول من الأماكن الأخرى، حيث أن الحياة النباتية قليلة أو عديمة الوجود كما أن عملية استعادة التربة لحالتها السابقة تكون بطيئة إلى أقصى حد. وعادة ما يكون الغطاء النباتي في الصحراء متناثراً قليل الكثافة.

 

وتختلف مجموعات شجيرات الصحراء من حيث التكوين والكثافة والحجم الفردي بارتفاعات متزايدة فوق سطوح الوديان، حيث تعكس تغييرات  تدريجية في درجة الحرارة ووفرة المياه.

وقد تبدو التربة بين الشجيرات خالية من النباتات ولكنها تحتوى عادة على قشور زهريات دقيقة وعلى الأقل فإنها تحمي موسمياً النباتات السنوية حيث يستمر نظم جذورها حتى بعد أن تموت النبتة.

 

وفي الحقيقة فإن ندرة الشجيرات تخلق حالات من رطوبة تفضلها النباتات المجهرية. وحتى في المناطق ذات التربة وغير المحمية بالنباتات والمغطاة بالصخور المرصوفة توجد حياه نباتية من الطحالب الشفافة.

والتربة الجرداء والتي لم تتأثر بأي نشاط بشري غالباً و تكون محمية بواسطة الطمي أو القشور الأرضية الملحية.

 

من وظائف المقومات الصحراوية العضوية وغير العضوية هي العمل على استقرار وتثبيت التربة. ففي النظم الصحراوية الطبيعية يتم الحفاظ على التوازن الديناميكي بين هذه المقومات وأنواع التربة الحاوية لها بحيث أنها تقلل من معدل تغير المعالم الدقيقة للطبوغرافية إلى أدنى حد.

ومع ذلك تبدو التوازنات دقيقة إلا أنها دور الاستقرار الذي قد تلعبه أي من هذه المكونات قد يتغير ويتحول إلى دور تعزيز عمليات التعرية عندما يتم التعديل في توزيع هذه التوازنات.

إذ أن حسابية عوامل استقرار السطح تساعد علي التمزق أو التدمير الذي تسببه حركة المركبات عليها وهذا أمر معروف جداً (Webb & Wislhire,1978)، ولكن القليل هو المعروف عن الآثار المنتظمة والمترتبة على هذه التغييرات ومعدلات استعادة وضعها السابق.

 

ومن الواضح أن جميع العناصر الرئيسية والطبيعية الحافظة لاستقرار التربة في الصحراء معرضة للتلف عند مرور المركبات عليها.

فإن مرور عربه واحدة فقط يمكن أن يسبب تدميراً للعديد من أنواع النباتات الموسمية وبعض أنواع النباتات المعمرة وكذلك تدمير الأرضيات المرصوفة وقشور النباتات المجهرية، بينما يؤدي مرور المركبات لمئات المرات إلى تدمير الشجيرات القوية ذات الجذور العقيمة.

وقد يحدث التدمير غير المباشر من خلال التعرية والترسيب وتغييرات النظم السطحية من خلال مجارى مياه الأمطار إلا إنه أقل بطئاً وقد يطول لسنوات أو عقود.

 

إن المعلومات المتوفرة عن سرعة استعادة مثبتات التربة قليلة جداً، ولكن عملية الاستعادة الطبيعية تكون بطيئة وعلى فترات متباعدة وغير متواترة، الأمر الذي يؤدي إلى تعرض التربة للتعرية السريعة ولفترات زمنية طويلة.

وفي حالة الفقدان الكبير للتربة أو بقايا التربة والنباتات، قد لا يكون هناك مجال لاستعادة الوضع السابق لها وان حدثت فتتم حسب مقياس وتوقيت زمني لا يتوافق مع الاستخدام البشري.

فمثل هذا الضياع لا يمكن تغييره. وهناك تأثير أخر، لم يشر إليه هنا، وهو فقدان الوظائف البيولوجية المرتبطة بتحلل المثبتات العضوية.

 

وعلى سبيل المثال فبسبب تعرض سطح الصحراء لمرور المركبات عليها، فإن اختيار المناطق التي يسمح للعربات فيها بالمرور يجب أن تأخذ في الاعتبار عامل استقرار ومرونة التربة. وعليه فقد تم اقتراح معايير لتقييم أثار الدراجات النارية من قبل مكتب خدمات المحافظة على التربة في أمريكا.

إذ توجد هناك مقاييس ومواصفات للطرق التي يجب أن تمر عليها العربات ذات العجلات الأربع (Megahan,1976) إن استخدام المقاييس الهندسية في نظم تشيد الطرق البرية واحتواء الخسائر الناجمة عن مجاري مياه الأمطار والترسبات سيمكن من تقليل الآثار البيئية المعاكسة لمرور المركبات فوق الأراضي.

ويسبب الإنضغاط الميكانيكي للتربة بسبب حركة المركبات في نقص معدلات ترسب مياه الأمطار داخل التربة.

 

مراقبة وتنظيم الأنشطة البشرية في الصحراء: تعزى عملية التصحر في المناطق القاحلة وشبه القاحلة لعمليات الأنشطة الإنمائية المختلفة إلى حد كبير مثل تشييد المصانع وخطوط المواصلات وإنشاء المدن الجديدة، وكذلك العمليات الأخرى المصاحبة لها مثل مرور المركبات وجمع الأخشاب ونشاطات أخرى مما يتسبب في تدمير الغطاء النباتي.

وينتج عن هذه الممارسات تغيير في طبيعة الأراضي الرملية المنبسطة وتحويل سطحها إلى رمال مفككة يمكن تحركها وانتقالها حول هذه المنشآت.

وهذه الرمال سوف تدفعها الرياح للزحف بعيداً إلى مناطق حضرية ربما كان التصحر قد بدأ حولها بسبب العوامل البشرية مما يتطلب تضافر الجهود ورصد ميزانيات ضخمة لمنع وصول هذه الرمال إلى المناطق الآهلة بالسكان.

 

ولما كان للإنسان دور كبير في خلق مشكلة زحف الرمال، فإن مسئولية ظهور مثل هذه المشكلة وتفاقمها تقع على عاتقه.

ومن ثم يجب إعادة النظر في علاقته مع بيئته الصحراوية بما يحقق حمايتها وتحسينها وذلك بالحفاظ على الغطاء النباتي الطبيعي واستزراع الأراضي الصحراوية.

ويتم ذلك بإعطاء أهمية أكبر للإكثار من المشاريع الزراعية في الصحراء مع ترشيد استخدام المياه الجوفية للمحافظة على الأراضي من خطر التملح وانخفاض مستوى المياه في الآبار، بالإضافة إلى تشريع القوانين التي تحدد أماكن الرعي والمخيمات الترفيهية .

 

الإجراءات الفعالة (الإيجابية) لتثبيت الرمال:  إذ يمكن أن تتسبب حركة الرياح على الرمال السائبة المتحركة في مشاكل هندسية، خاصة في المناطق التي لا توجد بها الغطاء الخضري الكافي لوقايتها من هذه الرياح.

إن انتقال الرمال وحركتها عن طريق الرياح هو ظاهرة طبيعية، وأينما تتواجد كمية أو مخزون من الرمال غير المتماسكة ومعرضة للرياح ذات سرعة بدائية معينة، فأن حبيبات الرمل تبدأ في الحركة خلال التعلق بهذه الرياح أو التواثب معها أو الزحف.

وتتسبب حركة الرمال السطحية وزحفها وتواثبها في مشاكل خاصة عندما تتعطل هذه الحركة نتيجة نقص أو انخفاض في طاقة الرياح أو نتيجة التغيرات في تركيب طبقة سطح الأرض التي تزحف عليها.

 

وعادة لا يوجد أي نوع من المقاييس التحكمية التي يمكنها منع مشاكل الرمال المتحركة، لكن يمكن تخفيف بعض آثارها السلبية(Al-Awadhi,1996) واستناداً إلى دراسة كل من هاكدورن وآخرون (Hagedorn et al., 1997) وكير ونقيرا (Kerr & Nigra, 1952) فان هناك أربعة مقاييس تحكمية في حركة الرمال المتحركة:

1- طريقة تعزيز ترسيب الرمال وهذه تتضمن ترسيب حمولة الرمال المحمولة مع الرياح عن طريق تخفيض أو تقليل طاقة الرياح ويستخدم في هذه الطريقة الأسوار العمودية لصد الرمال.

2- تعزيز أو زيادة حركة انتقال الرمال، والهدف الأساسي من هذه الطريقة هو زيادة طاقة تحرك الرمال أما من خلال العمل على زيادة سرعة الرياح أو تقليل قدرة ٍسطح الأرض على إعاقة حركة الرياح المحملة بالرمال.

3- تقليل حركة الرمال بإضعاف سرعة الرياح عند مصدرها، وهذا يشمل استخدام أنواع مختلفة من مصدات الرياح لإضعاف قوتها على حمل الرمال.

4- طريقة الإنحراف المتعمد وتحويل مسار حركة الرمال، ويستخدم في هذه الطريقة الأسوار الجارفة.

 

الحماية المباشرة للمنشآت المعرضة للرمال المتحركة: إن مشروع تثبيت مصادر الرمال في المناطق القاحلة وشبه القاحلة من المشاريع طويلة المدى والذي يمكن تحقيقه فقط من خلال خطة قومية عامة.

وعليه فإنه من الأشياء المفيدة أن يتم التعرف على المناطق التي تحوي كميات كبيرة من الرمال وإمكانية السيطرة عليها وتثبيتها.

حيث أنه بمجرد التعرف على هذه المصادر فإنه يمكن تحقيق عملية التحكم في حركة الرمال وحماية المنشآت من خلال مجموعة من العمليات الإيجابية يمكن تصنيفها إلى طرق التحكم الميكانيكية، الكيماوية، والبيولوجية (شكل رقم 4.1).

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]